가스 방전 램프용 스위칭 회로

광파를 생성하기 위해 수은 증기에서 가스 매질의 전기 방전을 사용하는 인공 광원을 가스 방전 수은 램프라고 합니다.

실린더로 펌핑되는 가스는 저압, 중압 또는 고압일 수 있습니다. 저압은 램프 설계에 사용됩니다.

• 선형 형광성;

• 컴팩트한 에너지 절약:

• 살균성;

• 석영.

고압은 램프에 사용됩니다.

• 수은아크인(DRL);

• 금속 할라이드의 방사성 첨가제(DRI)를 갖는 금속 수은;

• 아크 나트륨 관형(DNaT);

• 나트륨 아크 미러(DNaZ).

낮은 에너지 소비로 넓은 지역을 비추는 데 필요한 장소에 설치됩니다.

DRL 램프

디자인 특징

4개의 전극을 사용하는 램프 장치가 사진에 개략적으로 표시되어 있습니다.

베이스는 기존 모델과 마찬가지로 척에 나사로 고정할 때 접점에 연결하는 데 사용됩니다. 유리 전구는 모든 내부 요소를 외부 영향으로부터 완벽하게 보호합니다. 그것은 질소로 채워져 있으며 다음을 포함합니다.

• 석영 버너;

• 베이스 접점의 전선;

• 추가 전극 회로에 내장된 2개의 전류 제한 저항

• 형광체 층.

버너는 아르곤이 주입된 밀봉된 석영 유리관 형태로 만들어지며, 그 안에 다음이 배치됩니다.

• 두 쌍의 전극 - 플라스크의 반대쪽 끝에 위치한 기본 및 추가 전극;

• 작은 수은 방울.

아르곤 — 불활성 기체에 속하는 화학 원소. 깊은 냉각으로 공기를 분리하고 정류하는 과정에서 얻습니다. 아르곤은 무색, 무취의 단원자 가스, 밀도 1.78 kg/m3, tboil = –186 ° C입니다. 아르곤은 용접 기술에서 야금 및 화학 공정에서 불활성 매체로 사용됩니다(참조 전기 아크 용접), 신호, 광고 및 기타 푸른 빛을 발하는 램프.
DRL 램프의 작동 원리

DRL 광원은 석영 튜브의 전극 사이를 흐르는 아르곤 분위기에서 전기 아크 방전입니다. 이것은 두 단계로 램프에 적용된 전압의 작용으로 발생합니다.

1. 처음에는 자유 전자와 양전하 이온의 이동으로 인해 가까이 위치한 주 전극과 점화 전극 사이에서 글로우 방전이 시작됩니다.

2. 토치 캐비티에 다수의 전하 캐리어가 형성되면 질소 매질이 빠르게 분해되고 주 전극을 통해 아크가 형성됩니다.

시작 모드(아크 및 빛의 전류)의 안정화에는 약 10-15분이 소요됩니다. 이 기간 동안 DRL은 정격 모드 전류를 상당히 초과하는 부하를 생성합니다. 제한하려면 신청하세요. 밸러스트 — 질식. 

수은 증기의 무지개 방사선은 파란색과 보라색을 띠며 강력한 자외선을 동반합니다. 그것은 형광체를 통과하고 그것이 형성하는 스펙트럼과 혼합되어 흰색에 가까운 밝은 빛을 생성합니다.

DRL은 공급 전압의 품질에 민감하며 180V로 떨어지면 꺼지고 켜지지 않습니다.

동안 아크 방전 전체 구조로 전달되는 고온이 생성됩니다. 이것은 소켓의 접점 품질에 영향을 미치고 연결된 와이어의 가열을 유발하므로 내열 절연체에만 사용됩니다.

램프 작동 중에 버너의 가스 압력이 크게 증가하고 인가 전압의 증가가 필요한 매체 파괴 조건이 복잡해집니다. 전원이 꺼진 상태에서 적용되면 램프가 즉시 시작되지 않고 식혀야 합니다.

DRL 램프 연결 다이어그램

4전극 수은 램프는 초크로 켜고 퓨즈.

퓨저블 링크는 가능한 단락으로부터 회로를 보호하고 초크는 석영 튜브의 중간을 통해 흐르는 전류를 제한합니다. 초크의 유도 저항은 조명기구의 전원에 따라 선택됩니다. 초크 없이 전압으로 램프를 켜면 램프가 빨리 소손됩니다.

회로에 포함된 커패시터는 인덕턴스에 의해 도입된 리액티브 성분을 보상합니다.

DRI 램프

디자인 특징

DRI 램프의 내부 구조는 DRL에서 사용하는 것과 매우 유사합니다.

그러나 버너에는 인듐, 나트륨, 탈륨 또는 기타 금속의 하포게니드에서 일정량의 첨가제가 포함되어 있습니다. 그들은 좋은 색상으로 빛 방출을 70-95lm / W 이상으로 증가시킬 수 있습니다.

플라스크는 아래 그림과 같이 원통 또는 타원 형태로 만들어집니다.

버너의 재료는 석영 유리 또는 세라믹일 수 있으며 작동 특성이 더 우수합니다. 어두워지는 현상이 적고 작동 수명이 더 깁니다.

현대적인 디자인에 사용된 공 모양의 버너는 광원의 광 출력과 밝기를 증가시킵니다.

동작 원리

DRI 및 DRL 램프에서 빛을 생산하는 동안 발생하는 기본 프로세스는 동일합니다. 차이점은 점화 방식에 있습니다. DRI는 적용된 주전원 전압에서 시작할 수 없습니다. 이 가치는 그녀에게 충분하지 않습니다.

토치 내부에 아크를 생성하려면 전극 간 공간에 고전압 펄스를 가해야 합니다. 그의 교육은 펄스 점화 장치인 IZU에 맡겨졌습니다.

IZU 작동 방식

고전압 펄스 생성 장치의 작동 원리는 조건부로 단순화된 개략도로 나타낼 수 있습니다.

작동 공급 전압이 회로의 입력에 적용됩니다. 다이오드 D, 저항 R 및 커패시터 C는 커패시터 충전 전류를 생성합니다. 충전이 끝나면 연결된 변압기 T의 권선에서 열린 사이리스터 스위치를 통해 커패시터를 통해 전류 펄스가 공급됩니다.

승압 변압기의 출력 권선에서 최대 2-5kV의 고전압 펄스가 생성됩니다. 그것은 램프의 접점에 들어가 글로우를 제공하는 기체 매체의 아크 방전을 생성합니다.

DRI 유형 램프 연결 다이어그램

IZU 장치는 2개 또는 3개의 와이어로 두 가지 수정된 가스 방전 램프용으로 생산됩니다. 그들 각각에 대해 자체 연결 다이어그램이 생성됩니다.블록 하우징에 직접 제공됩니다.

2핀 장치를 사용할 때 전원 위상은 초크를 통해 램프 베이스의 중앙 접점과 동시에 IZU의 해당 출력에 연결됩니다.

중성선은 베이스의 측면 접점과 IZU 단자에 연결됩니다.

3핀 장치의 경우 중립 연결 방식은 동일하게 유지되며 초크 변경 후 위상 공급이 변경됩니다. 아래 사진과 같이 나머지 2개의 출력을 통해 IZU에 연결됩니다. 장치의 입력은 단자 «B»를 통해 이루어지고 출력은 «Lp»를 통해 베이스의 중앙 접점으로 연결됩니다.

따라서 방출 첨가제가 포함된 수은 램프용 제어 장치(안정기)의 구성은 필수입니다.

• 조절판;

• 펄스 충전기.

무효 전력 값을 보상하는 커패시터는 제어 장치에 포함될 수 있다. 이를 포함하면 조명 장치의 일반적인 에너지 소비 감소와 올바르게 선택된 용량 값으로 램프의 수명 연장이 결정됩니다.

약 35μF의 값은 250W 및 45-400W의 램프에 해당합니다. 용량이 너무 높으면 램프 표시등이 "깜박임"으로 나타나는 회로에서 공진이 발생합니다.

작동 램프에 고전압 펄스가 있으면 안정기와 램프 사이의 최소 길이(1-1.5m 이하)로 연결 회로에 초고전압 전선을 사용하도록 결정됩니다.

DRIZ 램프

이것은 방향성 광선을 형성하는 빛을 반사하기 위해 전구 내부에 부분적으로 미러링된 코팅이 있는 위에서 설명한 DRI 램프 버전입니다.조명 대상에 방사선을 집중시키고 다중 반사로 인한 광 손실을 줄일 수 있습니다.

HPS 램프

디자인 특징

이 가스 방전 램프의 전구 내부에는 수은 대신 네온, 크세논 또는 기타 또는 이들의 혼합물과 같은 불활성 가스 환경에 위치한 나트륨 증기가 사용됩니다. 이러한 이유로 그들은 "나트륨"이라고 불립니다.

이러한 장치 수정으로 인해 설계자는 150lm / W에 이르는 최대 작동 효율을 제공 할 수있었습니다.

DNaT와 DRI의 작용 원리는 동일합니다. 따라서 연결 다이어그램은 동일하며 안정기의 특성이 램프의 매개 변수와 일치하면 두 설계에서 아크를 점화하는 데 사용할 수 있습니다.

메탈 할라이드 및 나트륨 램프 제조업체는 특정 제품 유형에 대한 안정기를 생산하여 단일 하우징으로 배송합니다. 이 안정기는 완벽하게 작동하며 바로 사용할 수 있습니다.

DNaT 유형 램프의 배선도

경우에 따라 HPS 안정기 설계는 위의 DRI 시작 방식과 다를 수 있으며 아래 세 가지 방식 중 하나에 따라 수행됩니다.

첫 번째 경우 IZU는 램프 접점에 병렬로 연결됩니다. 버너 내부의 아크 점화 후 작동 전류가 램프를 통과하지 않아(IZU 회로도 참조) 전력 소비가 절약됩니다. 이 경우 초크는 고전압 펄스의 영향을 받습니다. 따라서 점화 펄스로부터 보호하기 위해 강화 절연으로 구성됩니다.

따라서 병렬 연결 방식은 저전력 램프와 최대 2킬로볼트의 점화 펄스에 사용됩니다.

두 번째 구성에서는 펄스 변압기없이 작동하는 IZU가 사용되며 램프 소켓에 연결하기위한 탭이있는 특수 설계의 초크에 의해 고전압 펄스가 생성됩니다. 이 인덕터 권선의 절연도 증가합니다. 고전압에 노출됩니다.

세 번째 경우는 초크, IZU, 램프 접점을 직렬로 연결하는 방식을 사용한다. 여기서 IZU의 고전압 펄스는 초크로 가지 않으며 권선의 절연에는 증폭이 필요하지 않습니다.

이 회로의 단점은 IZU가 증가된 전류를 소비하여 추가 가열이 발생한다는 것입니다. 이것은 이전 계획의 치수를 초과하는 구조의 치수 증가를 필요로 합니다.

이 세 번째 설계 옵션은 HPS 램프 작동에 가장 자주 사용됩니다.

모든 구성표를 사용할 수 있습니다. 무효 전력 보상 DRI 램프 연결 다이어그램에 표시된 대로 커패시터 연결.

조명용 가스 방전을 사용하여 고압 램프를 켜는 나열된 회로에는 여러 가지 단점이 있습니다.

• 과소평가된 글로우 자원;

• 공급 전압의 품질에 따라;

• 스트로보 효과;

• 스로틀 및 밸러스트 소음;

• 전기 소비 증가.

이러한 단점의 대부분은 전자 트리거 장치(ECG)를 사용하여 극복됩니다.

최대 30%의 전기를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 조명을 원활하게 제어할 수 있습니다. 그러나 이러한 장치의 가격은 여전히 ​​상당히 높습니다.