Включение люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы включаются в электрическую сеть с помощью пускорегулирующей аппаратуры ПРА (в международной практике их принято называть «Балластом»), для зажигания и обеспечения нормального режима работы. На рисунке 2а приведена простейшая и наиболее распространён-ная схема импульсного зажигания. Она состоят из дросселя L, стартера (пускателя) П и помехоподавляюшего конденсатора С.

Стартер служит для подогрева электродов и зажигания лампы. Представляет собой лампу тлеющего разряда, состоящую из стеклянного баллона 2, наполненного инертным газом – неоном (рис. 2b). В стеклянном баллоне вмонтированы два электрода: один металлический 1, другой биметаллический 4.

Между электродами имеется зазор d = 2…3 мм. Лампа помещена в защитную оболочку 3, через нижнее основание которой выведены электроды 5.

Дроссель, представляет собой катушку индуктивности с сердечником из листовой электротехнической стали. Дроссель имеет индуктивность 4…5 Гн.

В момент включения лампы, ее электроды и стартер оказываются включенными на полное напряжение сети U. Напряженности электрического поля для зажигания лампы не достаточно, но достаточно, чтобы вызвать в стартере разряд, т.к. E=U/d. В стартере возникает тлеющий разряд, под действием которого биметаллический электрод 4 нагревается и, изгибаясь, замыкается с другим электродом 1 неоновой лампы. Цепь стартера замыкается, и начинается процесс нагрева электродов лампы в течение 0,5-3с, что приводит к резкому увеличению концентрация электронов. По окончании разряда в стартере биметаллический электрод охлаждается, выпрямляется и разрывает электрическую цепь. А так как в электрическую цепь последовательно с лампой включена индуктивная нагрузка (дроссель), то в момент размыкания за счет эдс самоиндукции возникает импульс повышенного напряжения, вызывающий мощный дуговой разряд в лампе и зажигает ее.

За счет протекания тока загоревшейся лампы на дросселе возникает дополнительное падение напряжения, которое уменьшает напряжение на электродах стартера ниже значения его зажигания, и работа стартера при зажженной лампе прекращается. Применяемый в схемах включения ЛЛ индуктивный балласт обеспечивает благоприятный сдвиг фаз между напряжением сети и током. В момент начала паузы тока к лампе оказывается приложенным почти амплитудное значение напряжения сети, которое немедленно перезажигает лампу (см. осциллограмму на рис. 3). Это улучшает режим работы электродов и уменьшает пульсации излучения. Другим преимуществом индуктивного балласта являются малые активные потери мощности, которые не превышают 10% мощности лампы.К недостаткам следует отнести невысокий коэффициент мощности (0,45 – 0,6).

Электрический разряд в лампе начинается в атмосфере инертного газа аргона, а затем по мере испарения ртути продолжается в её парах. Электрический разряд в парах ртути сопровождается УФ-излучением в виде двух монохроматических потоков с длинами волн 253,7 и 184,9 нм, которые преобразуется в слое люминофора колбы в видимое, в соответствии с правилом Дж.Г.Стокса (1852г.). Применение люминофоров является средством повышения световой отдачи и улучшения спектрального состава излучения. Квантовый выход фотолюминесценции лучших люминофоров достигает 0,9.

Люминофоры, применяемые в электроламповой промышленности, представляют собой синтетические соединения с кристаллической структурой. Различные люминофоры имеют различное время после-свечения. Минимальное время послесвечения τ≈100 пс.Световой поток ЛЛ в значительной степени зависит от толщины люминофорного слоя. Толстый слоя люминофора обладает большим поглощающим действием, а при тонком слое - происходит не полное преобразование УФ излучения. Кроме того, световой поток ЛЛ зависит от размеров частиц люминофорного слоя, т.е. от гранулометрического состава. Размеры частиц должны быть от 3 до 30 мкм.