交流驅(qū)動(dòng)的熒光燈
出處:festool 發(fā)布于:2008-10-09 14:44:05
交流熒光燈的電極是由50Hz/60Hz(使用電磁鎮(zhèn)流器)或20~40 kHz(使用電子鎮(zhèn)流器)的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)的。這樣在每一個(gè)周期內(nèi),燈管兩端的電極輪流作為陰/陽(yáng)極,明亮和黑暗區(qū)域?qū)?huì)不斷地左移或右移,從而在熒光燈里的磷光粉層將看不到明顯的暗亮條紋。
有些人建議采用反激轉(zhuǎn)換器的次級(jí)對(duì)熒光燈供電9因?yàn)榉醇まD(zhuǎn)換器的次級(jí)經(jīng)過(guò)整流二極管后的輸出電壓幅值是不受限制的,可以很容易地達(dá)到很高的數(shù)值使熒光燈產(chǎn)生電弧,在產(chǎn)隹電弧后電壓將會(huì)回落到工作電壓,其范圍通常為100~300 V。這雖然可以做到,但是會(huì)減少燈的壽命。因?yàn)槿艨偸鞘褂靡粋€(gè)電極作陰極,燈管該端將會(huì)在數(shù)小時(shí)之內(nèi)變黑。因?yàn)檫@樣會(huì)在陰極附近出現(xiàn)一個(gè)較大的電壓梯度”由于這里聚集著大量的正離子,這個(gè)電壓梯度將會(huì)驅(qū)動(dòng)大量的陽(yáng)離子撞擊陰極,從而使陰極上的物質(zhì)濺射出來(lái),這樣就會(huì)使得靠近陰極的燈管變黑。因此必須使燈管兩端的電極交替作為陰鄧日極。
以上各種類(lèi)型的熒光燈9在高頻鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)下,相對(duì)于50 Hz/60 Hz的驅(qū)動(dòng)電源來(lái)說(shuō)更容易發(fā)光和點(diǎn)亮。在50 Hz/60 Hz交流電源的驅(qū)動(dòng)下,正弦波在過(guò)零點(diǎn)時(shí)燈上并沒(méi)有電壓,燈在過(guò)零點(diǎn)處就閃爍或熄滅,在一個(gè)周期里電弧必須重新點(diǎn)燃兩次。這就會(huì)降低燈的平均亮度,并使燈相對(duì)難以啟動(dòng),尤其是在低溫時(shí)。當(dāng)被高于20kHz的交流電源驅(qū)動(dòng)時(shí),被電離的原子并沒(méi)有足夠的時(shí)間在過(guò)零點(diǎn)復(fù)合,燈也不會(huì)熄滅,這樣就維持了燈的亮度.
由圖1可以看出,與25 kHz電子鎮(zhèn)流器相比,用標(biāo)準(zhǔn)60 Hz的電磁鎮(zhèn)流器來(lái)驅(qū)動(dòng)燈管是一個(gè)極大的浪費(fèi)。圖1(a)所示是曲標(biāo)準(zhǔn)60 Hz的電磁鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)燈管的波形圖。從圖上可以看出9在正弦電流波形過(guò)零點(diǎn)的短暫時(shí)間里,燈管電壓將會(huì)急速爬升去點(diǎn)亮燈管。

圖1 燈管的電壓和電流波形
燈管電流過(guò)零后產(chǎn)生的一個(gè)高電壓變化率無(wú)疑損耗了電能。比較而言,圖1(b)所示的是電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)情況,可以看出此時(shí)在電流的過(guò)零點(diǎn)后并沒(méi)有出現(xiàn)高電壓變化率。并且采用電子鎮(zhèn)流器后,燈管的電壓和電流波形是正弦波,雨且相位一致。如果采用60 Hz的電磁鎮(zhèn)流器,波峰因數(shù)或電流峰值和有效值的比值,都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電子鎮(zhèn)流器的。一些文獻(xiàn)已證實(shí),高的波峰因數(shù)將會(huì)產(chǎn)生較低的燈管效率,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正弦波的波峰困數(shù)為1.41。
圖2(a)表示的是40 W的熒光燈在使用60 Hz的電磁鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)耗電分布的估計(jì),其中輸入能量的23%(約9.3 W)通過(guò)紫外線(xiàn)被燈管上的磷光粉吸收后轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光,41%(約16.3 W)的能量轉(zhuǎn)化為對(duì)流和傳導(dǎo)熱,剩下的36%(約14.4 W)能量轉(zhuǎn)化為紅外線(xiàn)。比較而言,300 W的白熾燈中11%的能量轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光,剩下的89%的能量則轉(zhuǎn)化為熱能。就光效率而言,熒光燈的為75流明/w(型的燈管采用電子鎮(zhèn)流器時(shí)可以高達(dá)90~100流明/w),白熾燈的則僅為18流明/w。

圖2 40W熒光燈的能量分布圖與氣體放電的伏安特性
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