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 ideia, 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.
Nota: artigo publicado na revista Eletrônica Total 150 de 2011.
Em um 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 de um bulbo de vidro no interior do qual além de um gás inerte como o argônio ou o néon, existe um elemento bi metálico 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 desse modo faça contato 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 acontece 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 se ionize e ela acenda, tornando-se condutora. Quando isso ocorre, a corrente passa, então, 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 isso 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 pF carrega-se 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, ou 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 deverá então ser escolhido de modo a se obter a maior precisão na defasagem e assim gerar 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, em um 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 entrará em ação.
Na figura 3 temos uma variação do circuito anterior que usa um componente mais moderno, se bem que mais difícil ainda de obter, 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, devendo apenas ser lembrado que elas são mais críticas quanto ao pulso de tensão que faz com que acendam. Na figura 4 exibimos 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 à 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 eletromecânico por dispositivos eletrônicos nas aplicações modernas é muito importante.
Além da maior confiabilidade e maior durabilidade temos também o baixo custo e o menor espaço ocupado. Essa tendência está sendo observada de forma cada vez mais intensa nos dispositivos empregados nas instalações elétricas domiciliares e comerciais.
