氣體放電燈的開關電路

利用汞蒸氣中的氣體介質放電產生光波的人工光源稱為氣體放電汞燈。

泵入氣缸的氣體可以是低壓、中壓或高壓。燈設計中使用低壓：

• 線性熒光；

• 緊湊節能：

• 殺菌;

• 石英。

高壓用於燈具：

• 磷汞弧 (DRL)；

• 金屬汞與金屬鹵化物的放射性添加劑 (DRI)；

• 弧鈉管狀 (DNaT)；

• 鈉弧鏡 (DNaZ)。

它們安裝在需要以低能耗照亮大面積區域的地方。

日行燈

設計特點

照片中示意性地顯示了使用四個電極的燈裝置。

它的底座與傳統型號一樣，用於在擰入卡盤時連接觸點。玻璃燈泡密封保護所有內部元件免受外部影響。它充滿氮氣並包含：

• 石英燃燒器；

• 來自底座觸點的電線；

• 附加電極電路中內置兩個限流電阻

• 熒光層。

燃燒器由注入氬氣的密封石英玻璃管製成，其中放置：

• 兩對電極——主電極和附加電極，位於燒瓶的兩端；

• 一小滴水銀。

氬——一種化​​學元素，屬於惰性氣體。它是在空氣分離過程中深度冷卻，然後精餾得到的。氬氣是一種無色、無味的單原子氣體，密度1.78 kg/m3，tboil = –186°C。氬氣在冶金和化學過程中用作惰性介質，在焊接技術中（見 電弧焊)，以及信號燈、廣告燈和其他發出藍色光的燈。
DRL燈的工作原理

DRL 光源是在石英管中的電極之間流動的氬氣氛中的電弧放電。這是在分兩個階段施加到燈上的電壓作用下發生的：

1. 最初，由於自由電子和帶正電離子的運動，在靠近的主電極和點火電極之間開始發生輝光放電；

2. 火炬腔內形成大量載流子，導致氮氣介質快速擊穿，通過主電極形成電弧。

啟動模式（電弧和光的電流）的穩定大約需要 10-15 分鐘。在此期間，DRL 產生的負載明顯超過額定模式電流。要限制它們，請申請 鎮流器——窒息. 

汞蒸氣中的彩虹輻射具有藍色和紫色調，並伴有強大的紫外線輻射。它穿過熒光粉，與它形成的光譜混合，產生接近白色的明亮光。

DRL 對電源電壓的質量很敏感，當它降至 180 伏時，它會熄滅並且不會亮起。

期間 電弧放電 產生高溫，轉移到整個結構。這會影響插座中觸點的質量並導致連接的電線發熱，因此只能與耐熱絕緣材料一起使用。

在燈的工作過程中，燃燒器中的氣體壓力顯著增加並使介質破壞的條件複雜化，這需要增加施加的電壓。如果關閉並接通電源，燈不會立即啟動：它需要冷卻。

DRL燈連接圖

四電極汞燈通過扼流圈和 保險絲.

熔斷線保護電路免受可能的短路，扼流圈限制流過石英管中部的電流。扼流圈的電感電阻根據照明燈具的功率來選擇。在沒有扼流圈的情況下在電壓下打開燈會導致它很快燒壞。

電路中包含的電容器補償電感引入的電抗分量。

直接還原鐵燈

設計特點

DRI 燈的內部結構與 DRL 使用的非常相似。

但它的燃燒器含有一定量的來自金屬銦、鈉、鉈或其他一些元素的滷化物的添加劑。它們可以讓您將光發射增加到 70-95 lm/W 或更多，並且顏色很好。

燒瓶做成下圖所示的圓柱形或橢圓形。

燃燒器的材料可以是石英玻璃或陶瓷，它們具有更好的操作性能：變黑更少，使用壽命更長。

現代設計中使用的球形燃燒器增加了光源的光輸出和亮度。

工作原理

DRI 和 DRL 燈產生光的過程中發生的基本過程是相同的。區別在於點火方案。 DRI 不能從施加的電源電壓啟動。這個價值對她來說還不夠。

要在焊炬內產生電弧，必須向電極間空間施加高壓脈衝。他的教育委託給了 IZU——一種脈衝點火裝置。

伊豆的工作原理

用於產生高壓脈衝的裝置的操作原理可以有條件地由簡化示意圖表示。

工作電源電壓施加到電路的輸入端。二極管 D、電阻器 R 和電容器 C 產生電容器充電電流。在充電結束時，電流脈衝通過連接變壓器 T 繞組中開路晶閘管開關的電容器提供。

在升壓變壓器的輸出繞組中產生高達 2-5 kV 的高壓脈衝。它進入燈的觸點並產生氣態介質的電弧放電，從而提供輝光。

DRI型燈連接圖

IZU 設備是為兩種修改的氣體放電燈生產的：使用兩根或三根電線。對於它們中的每一個，都會創建自己的連接圖。它直接設置在塊狀外殼上。

使用雙針設備時，電源相通過扼流圈連接到燈座的中央觸點，同時連接到 IZU 的相應輸出。

零線連接到底座的側面觸點及其 IZU 端子。

對於三針設備，中性線連接方案保持不變，扼流圈後的相電源發生變化。它通過剩餘的兩個輸出連接到 IZU，如下圖所示：設備的輸入通過端子 «B»，輸出通過 — «Lp» 連接到底座的中央觸點。

因此，具有發射添加劑的汞燈的控制裝置（鎮流器）的組成是強制性的：

• 風門;

• 脈衝充電器。

補償無功功率值的電容器可以包括在控制裝置中。它的包含決定了照明設備的能量消耗的總體減少以及具有正確選擇的容量值的燈的壽命的延長。

其35μF的值大約對應於功率為250W和45-400W的燈。當容量過大時，電路中會發生諧振，表現為燈的光“閃爍”。

工作燈中高壓脈衝的存在決定了在連接電路中使用極高壓電線，鎮流器和燈之間的最小長度不超過1-1.5 m。

DRIZ燈

這是上述 DRI 燈的一個版本，它在燈泡內部有一個部分鏡面塗層來反射光線，從而形成定向光束。它使您可以將輻射聚焦在被照物體上，並減少多次反射造成的光損失。

高壓鈉燈

設計特點

在這種氣體放電燈的燈泡內部，使用鈉蒸氣代替水銀，處於惰性氣體環境中：氖氣、氙氣或其他氣體，或它們的混合物。因此，它們被稱為“鈉”。

由於對設備進行了這種修改，設計人員能夠為他們提供最高的運行效率，達到 150 lm / W。

DNaT 和 DRI 的作用原理是一樣的。因此，它們的接線圖是一樣的，如果鎮流器的特性與燈具的參數相匹配，兩種設計都可以用它們來引弧。

金屬鹵化物燈和鈉燈的製造商為特定產品類型生產鎮流器，並將它們裝在一個外殼中運輸。這些鎮流器功能齊全，隨時可用。

DNaT 型燈的接線圖

在某些情況下，HPS 鎮流器設計可能不同於上述 DRI 啟動方案，並根據以下三種方案之一執行。

在第一種情況下，IZU 與燈的觸點並聯。燃燒器內部電弧點燃後，工作電流不通過燈管（見IZU電路圖），節省了電能消耗。在這種情況下，扼流圈會受到高壓脈衝的影響。因此，它採用增強絕緣構造，以防止點火脈衝。

因此，並聯方案用於低功率燈和高達兩千伏的點火脈衝。

在第二種方案中，使用了IZU，它沒有脈衝變壓器，高壓脈衝是由一個特殊設計的扼流圈產生的，扼流圈有一個連接到燈座的抽頭。該電感器繞組的絕緣性也增加了：它暴露在高壓下。

第三種情況，採用扼流圈、IZU、燈觸頭串聯的方法。在這裡，來自 IZU 的高壓脈沖不會進入扼流圈，其繞組的絕緣不需要放大。

該電路的缺點是 IZU 消耗的電流增加，因此會產生額外的熱量。這需要增加結構的尺寸，這超過了先前方案的尺寸。

第三種設計方案最常用於 HPS 燈的運行。

所有方案都可以使用 無功補償 電容器連接如 DRI 燈連接圖中所示。

列出的使用氣體放電照明的高壓燈開啟電路有許多缺點：

• 被低估的輝光資源；

• 取決於電源電壓的質量；

• 頻閃效應；

• 油門和鎮流器噪音；

• 用電量增加。

通過使用電子觸發設備 (ECG)，可以克服大部分這些缺點。

它們不僅可以節省高達 30% 的電力，還可以平穩地控制照明。但是，此類設備的價格仍然很高。