Na forma tradicional, as lâmpadas fluorescentes comuns não utilizam nenhum componente eletrônico para sua ignição. No entanto, a disponibilidade de semicondutores de potência baratos capazes de operar com as elevadas tensões da rede de energia mudou essa idéia e cada vez mais encontramos esses componentes nos circuitos de fluorescentes. Veja neste artigo como os tiristores são usados nos circuitos de ignição de lâmpadas fluorescentes.
Num circuito convencional para ignição de uma lâmpada fluorescente comum, alimentada pela rede de energia, temos um starter, um indutor e a própria lâmpada fluorescente, conforme mostra a figura 1.
O starter consiste num bulbo de vidro no interior do qual além de um gás inerte como o argônio ou o neon, existe um elemento bimetálico em forma de “U”. Quando a alimentação do circuito é estabelecida, a tensão que aparece nesse elemento é suficiente para ionizar o gás que então se torna condutor.
O calor desenvolvido no processo de ionização faz com que o bimetal se movimente e com isso faça contacto na parte fixa do circuito. Quando isso ocorre, o gás é colocado em curto, cessando a ionização e com isso circula uma corrente de pré-aquecimento pelos filamentos da lâmpada fluorescente.
Com a interrupção da condução pelo gás, o bimetal esfria movimentando-se no sentido de interromper a corrente pelo filamento de pré-aquecimento. Nesse processo que ocorre várias vezes por segundo quando acendemos a lâmpada, a carga indutiva que representa o reator faz com que picos de tensão entre 400 e 600 V sejam aplicados à lâmpada.
Esses picos fazem com que agora o gás no interior da lâmpada ionize ela acenda, se tornando condutora. Quando isso ocorre, a corrente passa agora a circular totalmente pela lâmpada, tornando inoperante o starter.
Esse sistema de partida de uma lâmpada, que se baseia no abrir e fechar de um bimetal pode facilmente ser transposto para uma versão eletrônica em que os pulsos de alta tensão sejam gerados por um dispositivo semicondutor de comportamento semelhante.
É justamente o que veremos a seguir.
Sistemas com Tiristores
Na figura 2 temos um circuito de partida para lâmpada fluorescente que se baseia num TRIAC comum.
Neste circuito, o capacitor de 5 uF carrega-se e com a tensão de pico da rede de energia. Sua tensão vai se somar com a da rede de energia no disparo, gerando assim pulsos de 300 V na rede de 110 V e 600 V na rede de 220 V. Isso é conseguido fazendo-se com que o disparo do TRIAC ocorra com uma defasagem de 90 graus em relação à tensão da rede.
O valor do capacitor no circuito do TRIAC deve então ser escolhido de modo a se obter a maior precisão na defasagem e assim ser gerado o pulso com a maior tensão possível através da lâmpada.
Quando o Triac está conduzindo, os filamentos são alimentados e com isso temos o pré-aquecimento, num processo que demora menos de um segundo.
Ao acender, a tensão é amortecida para um valor da ordem de 60 V de pico através da lâmpada o que impede que o circuito do triac e diac funcione. Quando a lâmpada precisar ser acesa novamente, o circuito de disparo entra em ação.
Na figura 3 temos uma variação do circuito anterior que usa um componente mais moderno, se bem que mais difícil de obter ainda, o Sidac.
O princípio de funcionamento é o mesmo com a diferença de que a tensão de disparo do Sidac é uma característica interna do componente e não programada por uma rede RC ligada a um Diac, como no circuito anterior.
Os circuitos mostrados operam com lâmpadas de 15 a 20 W. Para lâmpadas de maior potência vale o mesmo princípio apenas devendo ser lembrado que elas são mais críticas quanto ao pulso de tensão que faz com que elas acendam.
Na figura 4 mostramos um circuito com Triac para lâmpada de 40 W.
O Triac sugerido é da Teccor Electronics, mas outros de mesmas características podem ser usados. Observe que os valores dos componentes foram alterados para adequar a operação com lâmpada de maior potência.
O mesmo é válido para o caso de Sidacs, obtendo-se o circuito mostrado na figura 5.
Conclusão
A substituição de qualquer dispositivo eletro-mecânico por dispositivos eletrônicos nas aplicações modernas é muito importante.
Além da maior confiabilidade e maior durabilidade também temos o baixo custo e o menor espaço ocupado. Essa tendência está sendo observada de forma cada vez mais intensa nos dispositivos usados nas elétricas domiciliares e comerciais.
