Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Они также эмитируют фотоэлектрические электроны при воздействии видимым светом. При достаточно высоком напряжении зажигания зти два источника обеспечивают процесс пуска. Модифицированная цепь мгновенного пуска, которая значительно экономичнее рассмотренной выше, — это так называемый последовательно-пусковой или последова- 66 тельно-последовательный балласт, который показан схематически на рис.
3-5,а, 6. В этой цепи две лампы вклюцены последовательно с 2~ и к входным клеммам приложено напряжение холостого хода Укл, Намного большее сопротивление Ла соединено с общей точкой соединения двух ламп. В цепи на рис. 3-5,6 Лв может быть взято в виде небольшого конденсатора. л, а1 Рис. 3-6. Последовательно-последовательный тии пусковой цепи.
Обе схемы работают следующим образом: напряжение холостого хода прикладывается к лампе Ль которая ионизируется и в ней зажигается тлеющий разряд. При этом потенциал переносится на лампу Лл, и он будет равен напряжению холостого хода минус напряжениена тлеющем разряде в лампе Л„в лампе Лл также зажигается тлеющий разряд. Рабочая точка обеих ламп соответствует случаю У„,а на рис. 3-4,6 и разряд в обеих лампах переходит из холодного в горячекатодный вид приблизительно в течение 1 — 2 с.
Дополнительный ток через лампу Ль проходящий через ответвление Лл, очень небольшой, не более нескольких миллиампер. Преимущество этой схемы состоит в том, что С'л..а существенно ниже, чем !/кон и две лампы, соединенные последовательно, могут быть зажжены при наг~ряжения холостого хода, значительно меньшем, чем это требуется для мгновенного пуска одной лампы. Масса и стоимость балласта газоразрядной лампы приблизителыю пропорциональны произведению напряжения холостого хода на рабочий ток. В двухламповой последовательной схеме работают две лампы, в то же время произведение напряжения холостого хода на рабочий ток для этой цепи такое же, как и в схеме мгновенного пуска для одной лампы.
Значит, стоимость балласта на одну лампу за 67 з последовательной цепи существенно нижЕ; чем для одноламповой цепи, н первая имеет большее распрострапение, чем вторая '. Хотя цоследовательно-последовательный тип балласта исключает сильное разрушение катода, присущее механизму мгновенного пуска, устойчивость катодов должна быть сохранена, так как относительно расширенный период тлеющего разряда приводит к ионной бомба~рдировке катодов. В результате взрывного характера повышения температуры катодов с их поверхности выбиваются микроскопические частицы под влиянием бомбардировки ионами высокой энергии и поверхность катода постепенно эрознругт в процессе холодного зажигания (Л. 3-3).
Работа катодов более детально описана в гл. 4. Рис. 3-6. Зависимость напряжения зажигания от тока нагрева катодов по данным (Л. 3-6). б) Стартеры Характер пусковой цепи люминесцентных ламп зависит от способа предварительного нагрева катода, дополнительного к нагреву за счет собственно разряда. Основная причина этого сз иллюстрируется рис. 3-6, где показана зависимость напряжения зажигания от тока нагрева катода (Л.
3-4). Предварительный нагрев катода до температуры термоэлектронной эмиссии, при кой торой значительно уве- личивается количество Усо дадогдедп ааптоди, мд ионизирующих электронов„ускоряет возникновение таунсендовских лавин. Увеличение плотности электронов в лавине увеличивает а, по крайней мере, двумя путями. Первый путь — возбуждать атомы с тем, чтобы получить в лавине последующую ударную ионизацию и одновременно увеличить излучение за счет роста количества возбужденных атомов, Второй путь — увеличивать градиент потенциала [Л.
3-5) общего ведущего поля и одновременно увеличивать число ионов вблизи катода, в результате чего эффективно увеличивается уь 68 Цепь на рис. 3-7,а показывает преимущество этого пути. К лампе прикладывается напряжение зажигания, выключатель 5 моментально включается, проходит ток по последовательной цепи: балластный резистор Л и два катода. Катод нз вольфрамовой проволоки, покрытый щелочноземельным оксидом, имеет достаточное электрическое соцротивление для того, чтобы быть нагретым до температуры термоэлектронной эмиссии проходящим по нему током.
После интервала по времени в се- 5 кунду или более выключатель 5 размыкается, вл возникает импульс на- ас — ( 3- пряжения, прпкладывае- вз ,мый к лампе с нагретыми .катодами, и лампа а) зажигается. Подобная цепь ручного пуска обычно используется в настольных люминесцентных лампах. д) Имеются варианты автоматических «стартер- Рис. 3-7. Пусковая цепь предввриных» выключателей, ко тельного нагрева (а) и стартер тлеюпгего рвзрядв (6), К вЂ” баааастаыя Резистор; 3 — стартер для выполнения таких же действий, как и ручной выключатель. Один из таких типов (так называемый «тлеющий разряд») показан на рис. 3-7,б.
Стартер состоит из небольшой разрядной трубки, в которой один из электродов, например А (или оба А и В), изготовлен из бпметалла и электрически включен в цепь лампы так, как выключатель 8 на рнс. 3-7,а. Трубка наполнена газом, давление которого выбрано таким образом, что приложенное к электродам стартера пусковое напряжение ()кк инициирует в ней тлеющий разряд: биметаллические электроды нагреваются и изгибаются по направлению друг к другу, пока опи не соприкоснутся, вскоре разряд в старовере прекращается и устанавливается пусковой ток через катоды.
Этот ток нагревает катоды, но сопротивление биметалла выбирается так, чтобы ток заметно не нагревал биметалл. Электроды остывают и размыкаются, прекращая нагрев катодов, при этом возникает импульс напряжения, 69 который подается на лампу с предваг.нтсльно нагретыми катодами, лампа зажиувется. Г1рв зажигании лампы напряжение и ток достигают рабочего значения, а потенциал на стартере оказываегся недостаточным для инициирования разряда и он остается неактпвным до слсдукушсго пуска.
В большинстве случаев во время цикла включения и отключения стартера нагрев катодов недостаточен для достижения температуры эмиссии. Очень важной частью пускового механизма является генерирование импульса напряжения прн размыкапнн цепи электродами стартера Амплитуда импульса может достигать 1000 — 1200 В, и оиа увеличивается конденсатором, включенным параллельно электродам стартера ".
Этот тип пусковой цепи может быть охарактеризован как «пуск с предварительным пагрсвом» или проще «предварительный нагрев». Это была первая цепь, использованная в промышленности для пуска большого числа люминесцентных ламп. а) Быстрый пуск Основной тип пусковой цепи — это так называемая цепь быстрого пуска 1Л.3-4), в который катоды соединены с трансформаторными обмотками, питающими током подогрева катоды а. В общем, две лампы Ду и Ла работают последовательно в Лу цепи подобно показанной на рис.
3-8. Пуск ламп осуг ществлястся следующим об- разом. Как только линейное а напряжение подается к пери ' вичпой обмотке балластного трансформатора, на обмотках нагрева катодов появляется напряжение и одповреРис. З-З. Цепь быстрого пуска. мепно на лампы подается напряжение холостого хода, Напряжение холостоуо хода недостаточно для начала ионизации при холодных катодах, по как только опи начнут нагреваться, электронная эмиссия увеличивается н напряжение зажигания уменьшается до значения, когда обе лампы ионизи~руются аналогично тому, как это имело место при последовательно-последовательном бал- та ласте.
Здесь напряжение холостого хода совпадает с той характеристикой лампы, которая была в случае, показанном, как 1У„а, на рис. 3-4,б. В лампах возникает тлеющий разряд. Необходимая мощность на нагрев катодов поступает от балластного трансформатора, и температура катодов при этом достигает 800'С. Когда те~рмоэлектронная эмиссия становится достаточно большой, то разряд в лампах не может оставаться в стадии тлеющего разряда. Тлеющий разряд переходит в разряд с горячим катодом, а время перехода определяется термической постоянной катодов и мощностью, затрачиваемой балластом на нагрев катодов.
Этот процесс в общем проходит в течение примерно 1 с [Л. 3-41. Можно было бы предположить, что система быстрого пуска экономически невыгодна, потому что потребляемая дополнительная мощность накальными обмотками н балласты сами по себе представляют дополнительную сложность. Однако дополнительная мщцность,затрачиваемая балластом на катодах, уменьшает потребляемую от разряда мощность па нагрев катодов, в результате чего уменьшается катодное падение в рабочем разряде. Снижение, наконец, потерь в результате увеличения эффективности лампы компенсирует увеличение потребляемой мощности балластом. В дополнение укажем, что балласт быстрого пуска, рассчитанный на включение двух последовательно соединенных ламп и с предварительным подогревом катодов, требует более низкого напряжения холостого хода, как и в любой другой бесстартной схеме, поэтому этот балласт экономичнее и совершеннее, несмотря на наличие дополнительных обмоток.
В конечном счете, срок службы лампы в схеме быстрого пуска больше, чем в какой-либо другой схеме. В схеме быстрого пуска отсутствует сильное изменение температуры катода, как это имеет место в схеме мгновенного пуска, перподдействня тлеющего разряда и время стабилизации основного разряда меньше, чем в последовательно-последовательной цепи, отсутствует высоковольтный импульс, как в стартерпой схеме, н максимальная температура катода в рабочем режиме, как это не парадоксально, ниже (по причине, которая будет рассмотрена более детально в гл, 4), чем в других цепях.
В результате этого люминесцентая лампа мощностью 40 Вт имеет срок службы 16000 ч в схеме быстрого Т1 3-3. ЭФФЕКТ ЦЕННННГА П,7 нс. 3-9. Изменение наження зажигания мннесцентной лампы щноетыо 40 Вт мгноного пуска в завнснтн от окружаюп1ей температуры. . аппо о Ъ ч 'й гтаа сг и ъ~ гп ч гОП 457 со . аат 555 О гул Окрургеактарак темпеуратура, р йпа75 4575 й75 В7'1'гм 77«7' пуска при трехчасовом цикле включения, в то время как такая же лампа имеет срок службы 9000 ч в стартерной схеме.
Люминесцентная лампа мощностью 40 Вт в схеме мгновенного пуска также имеет срок службы 9000 ч при последовательно-последовательном балласте. Рисунок 3-9 иллюстрирует важный электрический режим работы люминесцентной лампы: зависимость напряжения зажигания от окружающей температуры [Л. 3-61. Существование этого эффекта вызывает необходимость иметь два различных класса балластов для каждой лам- пы: балласты, предназначенные для окружающей температуры — 4'С и ниже (балласты наружной установки), и балласты, предназначенныс для окружающей температуры — 4'С и выше. Низкотемпературные балласты должны иметь намного выше напряжение холостого хода, гарантируя зажигание лампы при всех условиях окружающей температуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
