Preklopni krugovi za žarulje s izbojem

Umjetni izvori svjetlosti koji koriste električno pražnjenje plinovitog medija u živinim parama za stvaranje svjetlosnih valova nazivaju se živine žarulje s izbojem u plinu.

Plin koji se upumpava u cilindar može biti pod niskim, srednjim ili visokim tlakom. Niski tlak se koristi u dizajnu svjetiljki:

• linearna fluorescentna;

• kompaktna ušteda energije:

• baktericidno;

• kvarcni.

Visoki tlak se koristi u svjetiljkama:

• živin lučni fosfor (DRL);

• metalna živa s radioaktivnim dodacima (DRI) metalnih halogenida;

• arc natrij tubularni (DNaT);

• zrcalo natrijeva luka (DNaZ).

Instaliraju se na onim mjestima gdje je potrebno osvijetliti velike površine uz nisku potrošnju energije.

DRL lampa

Značajke dizajna

Na fotografiji je shematski prikazan uređaj svjetiljke s četiri elektrode.

Njegova baza, poput konvencionalnih modela, služi za spajanje na kontakte kada se uvrne u steznu glavu. Staklena žarulja hermetički štiti sve unutarnje elemente od vanjskih utjecaja. Napunjen je dušikom i sadrži:

• kvarcni plamenik;

• električne žice od kontakata baze;

• dva otpornika za ograničavanje struje ugrađena u krug dodatnih elektroda

• fosforni sloj.

Plamenik je izrađen u obliku zatvorene cijevi od kvarcnog stakla s ubrizganim argonom u koju su smješteni:

• dva para elektroda - glavna i dodatna, smještena na suprotnim krajevima tikvice;

• mala kap žive.

Argon — kemijski element koji spada u inertne plinove. Dobiva se procesom separacije zraka uz duboko hlađenje nakon čega slijedi rektifikacija. Argon je monoatomski plin bez boje i mirisa, gustoće 1,78 kg / m3, t vrenje = –186 ° C. Argon se koristi kao inertni medij u metalurškim i kemijskim procesima, u tehnologiji zavarivanja (vidi elektrolučno zavarivanje), kao i u signalnim, reklamnim i drugim svjetiljkama koje daju plavičasto svjetlo.
Načelo rada DRL svjetiljki

DRL izvor svjetlosti je izboj električnog luka u atmosferi argona koji teče između elektroda u kvarcnoj cijevi. To se događa pod djelovanjem napona koji se primjenjuje na svjetiljku u dvije faze:

1. U početku, tinjajuće pražnjenje počinje između blisko smještene glavne i elektrode za paljenje zbog kretanja slobodnih elektrona i pozitivno nabijenih iona;

2. Stvaranje velikog broja nositelja naboja u šupljini baklje dovodi do brzog raspada dušičnog medija i stvaranja luka kroz glavne elektrode.

Stabilizacija načina pokretanja (električna struja luka i svjetla) traje oko 10-15 minuta. Tijekom tog razdoblja, DRL stvara opterećenja koja značajno premašuju struju nazivnog načina rada. Da biste ih ograničili, primijenite balast — gušenje. 

Dugino zračenje u živinim parama ima plavu i ljubičastu nijansu i prati ga snažno ultraljubičasto zračenje. Prolazi kroz fosfor, miješa se sa spektrom koji stvara i stvara jarku svjetlost koja je bliska bijeloj.

DRL je osjetljiv na kvalitetu napona napajanja i kada padne na 180 volti, gasi se i ne svijetli.

Tijekom lučno pražnjenje stvara se visoka temperatura koja se prenosi na cijelu strukturu. To utječe na kvalitetu kontakata u utičnici i uzrokuje zagrijavanje spojenih žica, koje se stoga koriste samo s izolacijom otpornom na toplinu.

Tijekom rada svjetiljke, tlak plina u plameniku značajno se povećava i komplicira uvjete za uništavanje medija, što zahtijeva povećanje primijenjenog napona. Ako je struja isključena i uključena, lampa se neće odmah uključiti: mora se ohladiti.

Dijagram spajanja DRL lampe

Živina žarulja s četiri elektrode uključuje se pomoću prigušnice i osigurač.

Topljivi umetak štiti krug od mogućih kratkih spojeva, a prigušnica ograničava struju koja teče kroz sredinu kvarcne cijevi. Induktivni otpor prigušnice odabire se prema snazi ​​rasvjetnog tijela. Uključivanje svjetiljke pod naponom bez prigušnice uzrokuje brzo izgaranje.

Kondenzator uključen u krug kompenzira reaktivnu komponentu koju uvodi induktivitet.

DRI lampa

Značajke dizajna

Unutarnja struktura DRI žarulje vrlo je slična onoj koju koristi DRL.

Ali njegov plamenik sadrži određenu količinu aditiva iz hapogenida metala indija, natrija, talija ili nekih drugih. Omogućuju vam povećanje emisije svjetlosti na 70-95 lm / W i više uz dobru boju.

Tikvica je izrađena u obliku cilindra ili elipse prikazane na slici ispod.

Materijal plamenika može biti kvarcno staklo ili keramika koja ima bolja radna svojstva: manje tamnjenja i duži vijek trajanja.

Plamenik u obliku kugle koji se koristi u modernom dizajnu povećava snagu svjetlosti i svjetlinu izvora.

Princip rada

Osnovni procesi koji se odvijaju tijekom proizvodnje svjetla iz DRI i DRL žarulja su isti. Razlika je u shemi paljenja. DRI se ne može pokrenuti iz primijenjenog mrežnog napona. Ova vrijednost joj nije dovoljna.

Da bi se stvorio luk unutar baklje, visokonaponski impuls mora se primijeniti na međuelektrodni prostor. Njegovo školovanje povjereno je IZU — uređaju za pulsno paljenje.

Kako radi IZU

Načelo rada uređaja za stvaranje visokonaponskog impulsa može se uvjetno prikazati pojednostavljenim shematskim dijagramom.

Radni napon napajanja dovodi se na ulaz kruga. Dioda D, otpornik R i kondenzator C stvaraju struju punjenja kondenzatora. Na kraju punjenja strujni impuls se dovodi kroz kondenzator kroz otvorenu tiristorsku sklopku u namotu priključenog transformatora T.

Visokonaponski impuls do 2-5 kV stvara se u izlaznom namotu transformatora za povećanje. Ulazi u kontakte svjetiljke i stvara lučno pražnjenje plinovitog medija, koji daje sjaj.

Dijagrami spajanja svjetiljki tipa DRI

IZU uređaji se proizvode za svjetiljke s plinskim izbojem dvije modifikacije: s dvije ili tri žice. Za svaki od njih kreira se vlastiti dijagram povezivanja.Predviđeno je izravno na kućištu bloka.

Kada koristite uređaj s dva kontakta, faza napajanja je spojena preko prigušnice na središnji kontakt baze svjetiljke i istovremeno na odgovarajući izlaz IZU.

Neutralna žica spojena je na bočni kontakt baze i njegov IZU terminal.

Za uređaj s tri pina, shema neutralnog povezivanja ostaje ista, a fazno napajanje nakon promjene prigušnice. Spojen je preko dva preostala izlaza na IZU, kao što je prikazano na slici ispod: ulaz u uređaj je kroz terminal «B», a izlaz na središnji kontakt baze kroz — «Lp».

Dakle, sastav kontrolnog uređaja (balasta) za živine žarulje s dodacima koji emitiraju je obavezan:

• prigušnica;

• pulsni punjač.

Kondenzator koji kompenzira vrijednost jalove snage može se uključiti u upravljački uređaj. Njegovo uključivanje određuje opće smanjenje potrošnje energije rasvjetnim uređajem i produljenje vijeka trajanja svjetiljke s ispravno odabranom vrijednošću kapaciteta.

Otprilike njegova vrijednost od 35 μF odgovara žaruljama snage 250 W i 45 - 400 W. Kod prevelikog kapaciteta dolazi do rezonancije u krugu koja se očituje "treperenjem" svjetla žarulje.

Prisutnost visokonaponskih impulsa u radnoj svjetiljci određuje upotrebu izuzetno visokonaponskih žica u spojnom krugu s minimalnom duljinom između prigušnice i svjetiljke, ne više od 1-1,5 m.

DRIZ lampa

Ovo je verzija gore opisane DRI žarulje koja ima djelomično zrcalni premaz unutar žarulje za reflektiranje svjetlosti, koja tvori usmjereni snop zraka.Omogućuje vam fokusiranje zračenja na osvijetljeni objekt i smanjenje gubitaka svjetlosti koji proizlaze iz više refleksija.

HPS lampa

Značajke dizajna

Unutar žarulje ove žarulje s izbojem u plinu, umjesto žive, koristi se natrijeva para koja se nalazi u okruženju inertnih plinova: neona, ksenona ili drugih, ili njihovih mješavina. Zbog toga se nazivaju "natrij".

Zahvaljujući ovoj modifikaciji uređaja, dizajneri su im uspjeli dati najveću učinkovitost rada, koja doseže 150 lm / W.

Princip djelovanja DNaT i DRI je isti. Stoga su njihovi dijagrami spajanja isti, a ako karakteristike prigušnice odgovaraju parametrima svjetiljki, mogu se koristiti za paljenje luka u oba dizajna.

Proizvođači metalhalogenih i natrijevih žarulja proizvode prigušnice za određene vrste proizvoda i isporučuju ih u jednom kućištu. Ovi balasti su potpuno funkcionalni i spremni za rad.

Dijagrami ožičenja za svjetiljke tipa DNaT

U nekim slučajevima, dizajn balasta HPS-a može se razlikovati od gornjih shema pokretanja DRI-a i izvoditi prema jednoj od tri sheme u nastavku.

U prvom slučaju, IZU je spojen paralelno s kontaktima svjetiljke. Nakon paljenja luka unutar plamenika, radna struja ne prolazi kroz žarulju (vidi shemu IZU), što štedi potrošnju električne energije. U ovom slučaju, prigušnica je pod utjecajem visokonaponskih impulsa. Stoga je konstruiran s pojačanom izolacijom za zaštitu od impulsa paljenja.

Stoga se shema paralelnog povezivanja koristi sa svjetiljkama male snage i impulsom paljenja do dva kilovolta.

U drugoj shemi koristi se IZU, koji radi bez impulsnog transformatora, a visokonaponske impulse generira prigušnica posebnog dizajna, koja ima odvojak za spajanje na grlo svjetiljke. Izolacija namota ovog induktora također se povećava: izložena je visokom naponu.

U trećem slučaju koristi se način povezivanja prigušnice, IZU i kontakta svjetiljke u seriju. Ovdje visokonaponski impuls iz IZU ne ide na prigušnicu, a izolacija njegovih namota ne zahtijeva pojačanje.

Nedostatak ovog kruga je što IZU troši povećanu struju, zbog čega dolazi do njegovog dodatnog zagrijavanja. To zahtijeva povećanje dimenzija strukture, koje premašuju dimenzije prethodnih shema.

Ova treća opcija dizajna najčešće se koristi za rad HPS svjetiljki.

Mogu se koristiti sve sheme kompenzacija jalove snage priključak kondenzatora kao što je prikazano na dijagramima spajanja DRI žarulje.

Navedeni krugovi za uključivanje visokotlačnih svjetiljki pomoću plinskog pražnjenja za rasvjetu imaju niz nedostataka:

• podcijenjen izvor sjaja;

• ovisno o kvaliteti napona napajanja;

• stroboskopski učinak;

• buka gasa i balasta;

• povećana potrošnja električne energije.

Većina ovih nedostataka prevladava se uporabom elektroničkih pokretačkih uređaja (EKG).

Omogućuju ne samo uštedu do 30% električne energije, već imaju i mogućnost glatke kontrole rasvjete. Međutim, cijena takvih uređaja je još uvijek prilično visoka.