Wozu Starter und Vorschaltgerät bei Leuchtstofflampe? Welche Aufgabe haben sie?

Eine Parallelschaltung aus einer Leuchtstofflampe und einem Glimmzünder wird in Reihe mit einer Drosselspule geschaltet. Beim Einschalten zündet der Glimmzünder. Der Bimetall erwärmt sich und schließt dadurch die Parallelschaltung aus Leuchtstofflampe und Glimmzünder kurz. Die Netzspannung fällt dabei an der Drosselspule ab. Beim Abkühlen öffnet sich wieder der Bimetall im Glimmzünder. Dadurch entsteht an der Drosselspule eine sehr hohe Selbstinduktionsspannung welche die Leuchtstofflampe zündet. Die Brennspannung der Leuchtstofflampe liegt dann unter der Zündspannung des Glimmzünders. Dabei wird der Strom durch die Drosselspule begrenzt. Bei defekten Leuchtstofflampen liegt die Zündspannung der Leuchtstofflampe über der Zündspannung des Glimmzünders und daher versuchen diese immer wieder zu zünden und flackern daher. Die Quecksilberdampffüllung der Leuchtstofflampe erzeugt eine intensive UV-Strahlung, die durch einen auf der Innenseite der Leuchtstofflampe angebrachten Farbstoff in sichtbares Licht umgewandelt wird.

Das konventionelle Vorschaltgerät KVG hat bei der Leuchtstofflampe zwei Aufgaben: 1. Strom begrenzen: Die Leuchtstofflampe hat eine negative differenzielle Kennlinie, d.h. mit zunehmendem Strom wird die Spannung kleiner. Also muss etwas den Strom in Schranken weisen. Das wird mit einer dicken Drossel (induktiver Widerstand) gemacht. Ein schnöder Widerstand täte es auch (vgl. Mischlichtlampe), aber der macht viel zu große Verluste und kann nicht 2. den zum Einschalten der Lampe nötigen Spannungsstoß erzeugen. Der Startvorgang: beim Anlegen der Spannung an wird die Glimmlampe im Starter glimmen und warm. Ein Bimetallkontakt im Starter schließt den Starter selbst kurz und lässt einen relativ großen Strom durch die Zündelektroden fließen, die leuchten auf und setzten die Startspannung stark herab. Da der Starter abkühlt, macht der Bimetallkontakt wieder auf und der Strom wird unterbrochen, durch Selbstinduktion entsteht eine hohe Spannung, der die Lampe zündet. Da das nur bei großem Strom reicht und bei Wechselspannung der Strom halt auch immer wieder Null ist, klappt es nicht immer auf Anhieb. Daher auch das Flackern der Lampen beim Start, schön zu sehen, wenn z.B. eine Hallenbeleuchtung eingeschaltet wird. Ist die Lampe gezündet, geht die Spannung an ihr so weit zurück, dass der Starter nicht wieder glimmt. Bei jedem Startvorgang verschleißt die Lampe, dir Zündspannung steigt und irgendwann wird die Lampe nicht mehr zünden, sondern nur noch flackern. Übrigens, den Starter immer mit der Lampe auswechseln. Er hält auch nicht länger. Jeder hat schon mal eine Leuchtstofflampe gesehen, bei der nur die Zündelektroden orange aufleuchten und nichts passiert. Da hat sich der Bimetallkontakt verschweißt.

Ein VVG ist das selbe wie ein KVG, nur etwas verlustärmer.

Elektronische Vorschaltgeräte EVG funktionieren ohne Starter. Dort wird mit Spulen und Kondesatoren und einer durch eine Leistungselektronik erzeugte hohe Frequenz (einige 10lHz) eine Resonanz erzeugt, die sehr schnell ausreichend hohe Spannung erzeugt. Diese Vorschaltgeräte sind deutlich besser als die alten: höhere Lampenlebensdauer, besserer Wirkungsgrad, schnelleres Einschalten, u.U. dimmbar und mit DALI ausgerüstet.

Das Vorschaltgerät besteht aus einer Spule. (außer das elektronische Vorschaltgerät, da gibts aber auch keinen Starter) Vereinfacht ausgedrückt, sorgt diese Spule dafür, dass die Leuchtstoffröhre mit einer Betriebsspannung von 90 Volt versorgt wird. Um die Leuchtstoffröhre zu starten wird Starter und Spule benötigt. Die Röhre wird vorgeheitzt (dann glühen die Enden orange) dann unterbricht der Starter den Stromfluss kurz und dadurch entsteht in der Spule eine Spannungsspitze von etwa 1000 Volt. Dadurch wird das Gas im inneren der Leuchtröhre zum Leuchten angeregt. Beim elektronischen Vorschaltgerät wird der Zündimpuls durch die Elektronik geregelt.

Das Vorschaltgerät und der Starter haben zwei Aufgaben:

1. Die Röhre ist mit Quecksilberampf und Edelgaasen gefüllt die unter einem niedrigen Druck stehen. Das Gasgemisch ist nicht wirklich leitfähig. Legt man 230V an, passiert rein gar nichts. Einfach mal den Starter rausdrehen und einschalten, die Lampe wird höchstens sehr schwach glimmen. Um die Röhre leitfähig zu machen braucht man eine sehr hohe Spannung von mehreren Kilovolt. Wurde ein mal Strom mit hoher Spannung "durchgeprügelt" bleibt das Gas für kurze Zeit leitfähig und es kann ein Strom fließen der die Röhre weiterhin leitfähig hält. Um das ionisieren (leitfähig machen) der Röhre zu erleichtern müssen die Elektroden am Ende der Röhre geheizt werden damit die Elektronen leichter austreten und durch die Röhre "fliegen" können.

2. Die sogenannte Brennspannung einer Leuchtstoffröhre ist ca. 100V bis 120V. Legt man einfach 230V an, so würde die Röhre exterm überlastet und sehr schnell kaputt gehen bzw. wegen Überhitzung platzen.

Das Zusammenspiel aus Röhre, Drossel (klassisches Vorschaltgerät, eine Spule) und dem Starter sieht so aus:

Phase -> Drossel -> Linkes Heizwendel -> Starter -> rechtes Heizwendel -> Nulleiter

Schaltet man ein, so fließt weder Strom zwischen den Elektroden (Heizwendel) also durch die Röhre selber noch durch den Starter. Der Starter liegt an 230V und eine Glimmlampe im inneren zündet. Die heiße Gasentladung der Glimmlampe erhitzt den Starter und aktiviert ein Bimetall dass den Starter kurz schließt. Jetzt fließt Strom durch die Drossel und beide Heizwendel, die Röhrenenden glühen orange auf.

Kühlt der Starter nach kurzer Zeit wieder ab, öffnet er den Stromkreis. Die Drossel versucht in ihrer Eigenschaft als Spule den Heizstrom weiter fließen zu lassen und baut eine hohe Spannung auf um den Strom weiter zu treiben. Das funktioniert ähnlich wie eine Zündspule im Auto.

Die hohe Spannung treibt einen Strom durch die Röhre selber, also von Heizwendel zu Heizwendel und ionisiert die Röhre. Dabei blitzt die hell auf. Hat es geklappt, dann fließt weiterhin ein Strom durch die Röhre. Die Drossel wirkt nun wie ein Widerstand und begrenzt den Strom durch die Röhre die sich jetzt ihre Brennspannung einstellen kann. Es fallen dabei ca. 110V an der Röhre ab und etwa noch mal so viel über die Drossel.

Induktive Widerstände (also die Drossel) sind keine Echte Widerstände. Die hemmen Wechselströme ohne Leistung in Wärme umzusetzen. Das gelingt zwar nicht 100%, aber nur ein kleiner Teil der von der Lampe aufgenommenen Leistung geht verloren.

Starter sorgt dafür dass Glühwendel beheizt werden . Drossel begrenzt den Strom nach Zündung