Вопрос 3

Позначення стартерних ПРА В умовному позначенні стартерних ПРА є цифра, яка показує кількість ЛЛ , що використовують з цим ПРА ; літерне позначення УБ ; літеру , що позначає фазу струму ( І – індуктивний , Є – ємнісний , К – компенсований ); відношення чисел : у чисельнику – потужність ЛЛ , у знаменнику – номінальна напруга мережі живлення ; літеру , що вказує на конструктивне виконання корпусу ( В – вмонтоване , Н – незалежне ); літеру , що вказує на рівень шуму , який створює ПРА ( без літери – нормальний рівень , П – понижений , ПП – особливо понижений ). Наприклад , 1 УБІ -40.220-Н ПП -030. Для апаратів типу 1 УБІ та 1 УБЄ , які використовують в одному світильнику , аналогом може бути дволамповий аппарат типу 2 УБК з розщепленою фазою . Виробництво апаратів поелементного виконання більш доцільне з міркувань як уніфікації виробництва , так і з пониження рівня шуму .

Билет № 14

1. ВАХ розряду має складний вигляд , тому для детальної характеристики її розділяють на кілька умовно окремих ділянок . Щоб побудувати ВАХ розряду необхідно провести вимірювання падіння напруги на розрядному проміжку в залежності від струму розряду , наприклад , у такій електричній схемі з РЛ , що наведена на рис . 2.2,

Рис . 2.2

де за допомогою опору Rб можна змінювати величину струму розряду , оскільки він підключений до кола послідовно з РЛ . ВАХ розряду має вигляд , як на рис . 2.3.

У будь -якому розряді ВАХ завжди починається з нуля , тобто струм розряду починається з нуля . Відрізок на ділянці Оа – це зростаюча ВАХ розряду , який називають темним розрядом , чим підкреслють , що газ не випромінює світло . Темний розряд ( струм розряду порядка міліампера) використовують у деяких радіолампах для посилення сигналу . Зазначимо , що майже всі ВАХ окремих ділянок розряду застосовують на практиці . Ділянку ab називають ВАХ перехідного розряду . Особливістю його є поява свічення газу . Останнє супроводжується збільшенням розрядного струму , тобто зростанням провідності розрядного проміжку . За цієї причини після засвічення газу падіння напруги на розрядному проміжку різко зменшується . Зростання провідності газу пов ’язане зі значним збільшенням кількості іонів у газі , тобто зростанням кількості зарядів . Характерно , що на відрізку bс падіння напруги не змінюється зі збільшенням струму ( становить порядка 100 В), а також те , що газ починає світитися . Це свічення подібне до свічення тліючого вугілля і заповнює увесь простір , де є газ . Тому цей вид розряду називають тліючим , тобто таким , що свічення то з'являється в одних точках та місцях або інших , то зникає . Це наочно показує , що причиною свічення є молекула , яка випромінює фотон при переході зі збудженого стану в основний . Колір тліючого розряду залежить від виду газу , тобто має лінійчатий спектр . Тліючий розряд використовуть в стабілітронах – приладах для стабілізації напруги на навантаженні , оскільки зростання струму не супроводжується зміною спаду напруги . Стабілітрон підключають паралельно до елемента , який потребує стабілізованої напруги . Ділянку cd називають ВАХ аномального тліючого розряду . Аномальність його полягає в тому , що при збільшенні струму розряду – збільшується падіння напруги , тоді як у нормальному тліючому розряді падіння напруги залишається незмінним . Ділянку de називають ВАХ переходу аномального тліючого розряду в дуговий , а ділянку ef - ВАХ дугового розряду . Дуговий розряд характерний тим , що його ВАХ спадаюча , а розрядний струм значно перевищує струм тліючого розряду ( може бути більшим за 1 А), падіння ж напруги стає меншим 100 В. Свічення газу зосереджується на поздовжній осі РЛ у вигляді шнура з кольорами свічення залежно від тиску і є значно інтенсивним , ніж у тліючому розряді . Дуговий розряд використовують у розрядних лампах , які застосовують для освітлення . Очевидно , для того , щоб розрядний прилад працював на певній ділянці ВАХ дугового розряду , необхідно зафіксувати робочу точку , тобто обмежити розрядний струм , тому що ВАХ спадаюча , а напруга мережі живлення Uм – незмінна . Яким же чином можна зафіксувати робочу точку ? Вона фіксується підключенням послідовно з лампою відповідного опору , що і буде обмежувати її струм ( I р = U м/ Rб ). Такий опір називають баластом .

Вопрос №2

Розпилення і випарення оксиду відбуваються й в робочому режимі , але на етапі засвічення лампи вони протікають більш динамічно . Існування дугового розряду пов ’язане з появою на катоді місця з найбільшою температурою , де й виникає найбільш інтенсивна термоелектронна емісія . Це місце називають катодною плямою ( КП ).

Вопрос№3

Використання напівпровідників у схемах засвічення ЛЛ

Розвиток напівпровідникової техніки , її мініатюрність забезпечили широке використання напівпровідникової елементної бази в схемах засвічення РЛ . Так терморезистори з від ’ємним температурним коефіцієнтом ( рис . 8.1, а) і діоди (рис . 8.1,б) використовують для шунтування катодів ЛЛ з метою створення режиму роботи з двома катодними плямами .

а) б)

Рис . 8.1

Після замикання ключа К на ЛЛ подана напруга мережі , яка не засвічує газ у лампі , але засвічує тліючий розряд у стартері . Коли контакти стартера замкнуться , потече струм попереднього нагріву катодів ЛЛ , який також почне нагрівати й терморезистори Rt ( рис . 8.1,а). Оскільки в ненагрітому стані опір терморезистора в десять разів більший , ніж в нагрітому , то майже 90% пускового струму буде протікати через катоди ЛЛ , що й забезпечить їх попереднє нагрівання й наступне засвічення ЛЛ . Робочий струм лампи буде протікати не тільки через катоди , ай через терморезистори . Через ≈ 20 с терморезістор нагріється , його опір знизиться до найменшої величини й настане термодинамічна рівновага . Якщо вибрати терморезистор з мінімальним опором , що дорівнює опору розігрітого катода , то робочий струм розподілиться між ними порівну , а кінці катоду будуть мати одинаковий потенціал . Отже ЛЛ буде працювати в режимі з двома катодними плямами . Наявність терморезистора , що шунтує катод , забезпечує захист ЛЛ від перенавантаження в разі замикання контактів стартера . Тоді розігрітий терморезистор буде через себе пропускати

половину пускового струму й катоди ЛЛ будуть захищені від перенавантаження . Недоліком такої схеми є необхідність деякого часу на охолодження терморезистора для переходу його в початковий стан у разі короткочасного відключення напруги живлення ЛЛ й наступного її засвічення . Якщо терморезистор не охолоне для переходу в початковий стан , то його шунтуюча дія приведе до недогріву катодів , а отже до холодного засвічення . В якості шунтів можна використати напівпровідникові діоди , що приєднані до катодів зустрічно ( рис . 8.1, б). Пусковий струм буде протікати через кожний діод тільки в різні напівперіоди , тому тільки через 0,01 с він досягне встановленої величини . У робочому режимі струм буде протікати через діод , що шунтує електрод лампи , який працює як катод , тому струм буде текти через два кінці й переміщення катодної плями буде зменшувати струм , що тече через катод , струм через відкритий шунтуючий діод буде зростати . Отже , за період загальний струм буде в середньому меншим за номінальний в кожній частині катода , тому температура катодної плями буде меншою , а площа – більшою в порівнянні зі звичайною стартерною схемою . У результаті світлова віддача зростає на 4-5 %; декілька зростає термін використання ЛЛ і зменшується втрата потужності в лампі . Інші напівпровідникові елементи , такі як динистори , позистори , фоторезистори й тиристори , з їх перевагами й недоліками , також використовують , наприклад , для заміни стартерів або для полегшення засвічення ЛЛ ( див . [6-9]), але більшу перспективу розвитку в заміні звичайних стартерів отримали напівпровідникові електронні стартери .

Билет № 15

Вопрос №1

Характерно , що на відрізку bс падіння напруги не змінюється зі збільшенням струму ( становить порядка 100 В), а також те , що газ починає світитися . Це свічення подібне до свічення тліючого вугілля і заповнює увесь простір , де є газ . Тому цей вид розряду називають тліючим , тобто таким , що свічення то з'являється в одних точках та місцях або інших , то зникає . Це наочно показує , що причиною свічення є молекула , яка випромінює фотон при переході зі збудженого стану в основний . Колір тліючого розряду залежить від виду газу , тобто має лінійчатий спектр .

Вопрос№2

Існує два принципово різних режими вмикання ЛЛ , що створюють умови для виникнення дугового розряду : холодне й гараче засвічення . У першому режимі достатню напругу для засвічення ЛЛ прикладають до катодів лампи з температурою , що нижча температури , за якої виникає помітна термоелектронна емісія . За такого режиму вмикання катоди лампи зазнають посиленого бомбардування іонами , яке призводить різкий розпил оксиду й скорочення терміну роботи лампи . В другому режимі виникнення дугового розряду полегшено тим , що напругу засвічення прикладають до лампи тільки після попереднього підігріву її катодів . Це , окрім полегшення виникнення дугового розряду , зменшує витрати оксиду на катодах . Отже , той чи інший режим вмикання ЛЛ визначають температурною підготовкою катодів перед засвіченням лампи , яка впливає на термін роботи лампи , напругу пробою міжелектродного простору та швидкість протікання перехідних стадій розряду . Розпилення і випарення оксиду відбуваються й в робочому режимі , але на етапі засвічення лампи вони протікають більш динамічно . Існування дугового розряду пов ’язане з появою на катоді місця з найбільшою температурою , де й виникає найбільш інтенсивна термоелектронна емісія . Це місце називають катодною плямою ( КП ). Отже нагадаємо , що засвічення ЛЛ відбувається в такій послідовності : пробій ( виникнення розряду ) у просторі між одним із катодів і стінкою колби ЛЛ , міжкатодний пробій , тліючий розряд , напівперіодний несиметричний дуговий розряд і симетричний дуговий розряд , з формуванням КП . Окрім того , слід зазначити , що оскільки засвічення газу здійснюють за напруги Uз > Uм, то потрібне додаткове джерело живлення , яке б у момент засвічення подавало на лампу напругу , що дорівнює або більшу за Uз. Однако , напругу засвічення можна знизити , якщо попередньо підігріти електроди до температури 800-900º С, за якої електроди лампи починають інтенсивно випромінювати електрони за причини виникнення термоемісії . Такий підігрів здійснюють застосуванням спеціальних схем стартерного або безстартерного засвічення ЛЛ .

Вопрос№3

Розвиток напівпровідникової техніки , її мініатюрність забезпечили широке використання напівпровідникової елементної бази в схемах засвічення РЛ . Так терморезистори з від ’ємним температурним коефіцієнтом ( рис . 8.1, а) і діоди (рис . 8.1,б) використовують для шунтування катодів ЛЛ з метою створення режиму роботи з двома катодними плямами .

а) б)

Рис . 8.1

Після замикання ключа К на ЛЛ подана напруга мережі , яка не засвічує газ у лампі , але засвічує тліючий розряд у стартері . Коли контакти стартера замкнуться , потече струм попереднього нагріву катодів ЛЛ , який також почне нагрівати й терморезистори Rt ( рис . 8.1,а). Оскільки в ненагрітому стані опір терморезистора в десять разів більший , ніж в нагрітому , то майже 90% пускового струму буде протікати через катоди ЛЛ , що й забезпечить їх попереднє нагрівання й наступне засвічення ЛЛ . Робочий струм лампи буде протікати не тільки через катоди , ай через терморезистори . Через ≈ 20 с терморезістор нагріється , його опір знизиться до найменшої величини й настане термодинамічна рівновага . Якщо вибрати терморезистор з мінімальним опором , що дорівнює опору розігрітого катода , то робочий струм розподілиться між ними порівну , а кінці катоду будуть мати одинаковий потенціал . Отже ЛЛ буде працювати в режимі з двома катодними плямами . Наявність терморезистора , що шунтує катод , забезпечує захист ЛЛ від перенавантаження в разі замикання контактів стартера . Тоді розігрітий терморезистор буде через себе пропускати половину пускового струму й катоди ЛЛ будуть захищені від перенавантаження . Недоліком такої схеми є необхідність деякого часу на охолодження терморезистора для переходу його в початковий стан у разі короткочасного відключення напруги живлення ЛЛ й наступного її засвічення . Якщо терморезистор не охолоне для переходу в початковий стан , то його шунтуюча дія приведе до недогріву катодів , а отже до холодного засвічення . В якості шунтів можна використати напівпровідникові діоди , що приєднані до катодів зустрічно ( рис . 8.1, б). Пусковий струм буде протікати через кожний діод тільки в різні напівперіоди , тому тільки через 0,01 с він досягне встановленої величини . У робочому режимі струм буде протікати через діод , що шунтує електрод лампи , який працює як катод , тому струм буде текти через два кінці й переміщення катодної плями буде зменшувати струм , що тече через катод , струм через відкритий шунтуючий діод буде зростати . Отже , за період загальний струм буде в середньому меншим за номінальний в кожній частині катода , тому температура катодної плями буде меншою , а площа – більшою в порівнянні зі звичайною стартерною схемою . У результаті світлова віддача зростає на 4-5 %; декілька зростає термін використання ЛЛ і зменшується втрата потужності в лампі . Інші напівпровідникові елементи , такі як динистори , позистори , фоторезистори й тиристори , з їх перевагами й недоліками , також використовують , наприклад , для заміни стартерів або для полегшення засвічення ЛЛ ( див . [6-9]), але більшу перспективу розвитку в заміні звичайних стартерів отримали напівпровідникові електронні стартери

Билет № 16

1) Дуговий розряд характерний

тим, що його ВАХ спадаюча, а розрядний струм значно перевищує струм

тліючого розряду (може бути більшим за 1А), падіння ж напруги стає меншим

100 В. Свічення газу зосереджується на поздовжній осі РЛ у вигляді шнура з

кольорами свічення залежно від тиску і є значно інтенсивним, ніж у тліючому

розряді. Дуговий розряд використовують у розрядних лампах, які застосовують

для освітлення.

2) Промислова мережа живлення – це змінна напруга, тому фізичні

процеси, що протікають в РЛ, суттєво відрізняються від процесів, що мають

місце в РЛ при живлені постійною напругою. Під дією змінної напруги в РЛ

засвічення газу відбувається в кожному напівперіоді, тобто двічі за період. Але

перше засвічення відрізняється від наступного тим, що напруга першого

засвічення називається напругою засвічення розряду; вона значно більша за

робочу напругу РЛ. Напругу повторного засвічення (засвіччення газу в другому

напівперіоді) називають напругою перезасвічення газу і вона менша за напругу

початкового засвічення. Після засвічення газу виникає значна кількість зарядів,

а отже зростає струм розряду, що в свою чергу знижує напругу на розрядному

проміжку (спадаюча ВАХ дугового розряду). При зменшенні напруги мережі

зменшується й струм розряду й при проходженні напруги через нуль розряд

гасне і в газі деіонізація (рекомбінація, тобто зникнення зарядів) стає

переважною, але вона має інерцію. Дуговий розряд гасне в момент зменшення

струму розряду до якогось мінімального значення, при якому іонізація стає 35

меншою за деіонізацію. Для перезасвічення газу напруга має зрости до напруги,

достатньої для повторного засвічення. При погасанні розряду температура

електродів і ступінь іонізації в газі будуть більшими, ніж за початкового

засвічення газу. Тому напруга перезасвічення буде меншою, але крива напруги

на РЛ у цей момент теж матиме пік напруги, який називають піком

перезасвічення, хоча його величина залежить від багатьох обставин. Чим

більша пауза струму між згасанням розряду і перезасвіченням, тим більшим

буде пік напруги перезасвічення, оскільки буде необхідно витратити більше

додаткової енергії на створення плазмової зони як у прикатодних ділянках, так і

в стовпі плазми. Очевидно, що чим більшою буде напруга на РЛ (або мережі) в

момент переходу струму розряду через нуль, тим швидше відбудеться

перезасічення розряду. Отже необхідно примусово створити зрушення фази

струму відносно фази напруги мережі, яке і створюють схемно додатковими

елементами (дроселем).

Напруга перезасвічення розряду також залежить від роботи виходу

електронів з катодів, від маси і форми катодів, від частоти напруги живлення.

Підвищена температура катодів й низька робота виходу електронів понижують

напругу перезасвічення розряду. Слід зауважити, що на величину цієї напруги

впливає стабільність напруги мережі. Існує граничне значення найменшого

струму за даної напруги мережі, нижче якого засвічення вже не відбудеться.

Найменший струм розряду залежить від емісійних властивостей катодів, які

поступово погіршуються з терміном використання РЛ.

Дослідження наявності піків перезасвічення показало, що вони зникають за

достатньої температури катодів; засвічення дуги відбувається стрибкоподібно й

без виникнення катодних плям. Наявність піків перезасвічення скорочує термін

використання РЛ, оскільки збільшення напруги перезасвічення збільшує катодне

падіння напруги й обумовлює підсилене бомбардування катодів додатними

іонами, тобто прискорює розпилення катодів.

3) Розвиток напівпровідникової техніки, її мініатюрність забезпечили

широке використання напівпровідникової елементної бази в схемах засвічення

РЛ. Так терморезистори з від’ємним температурним коефіцієнтом (рис. 8.1, а) і

діоди (рис. 8.1,б) використовують для шунтування катодів ЛЛ з метою

створення режиму роботи з двома катодними плямами.

а) б)

Рис. 8.1

Після замикання ключа К на ЛЛ подана напруга мережі, яка не засвічує

газ у лампі, але засвічує тліючий розряд у стартері. Коли контакти стартера

замкнуться, потече струм попереднього нагріву катодів ЛЛ, який також почне

нагрівати й терморезистори Rt

(рис. 8.1,а). Оскільки в ненагрітому стані опір

терморезистора в десять разів більший, ніж в нагрітому, то майже 90%

пускового струму буде протікати через катоди ЛЛ, що й забезпечить їх

попереднє нагрівання й наступне засвічення ЛЛ. Робочий струм лампи буде

протікати не тільки через катоди, ай через терморезистори. Через ≈ 20 с

терморезістор нагріється, його опір знизиться до найменшої величини й настане

термодинамічна рівновага. Якщо вибрати терморезистор з мінімальним опором,

що дорівнює опору розігрітого катода, то робочий струм розподілиться між

ними порівну, а кінці катоду будуть мати одинаковий потенціал. Отже ЛЛ буде

працювати в режимі з двома катодними плямами. Наявність терморезистора,

що шунтує катод, забезпечує захист ЛЛ від перенавантаження в разі замикання

контактів стартера. Тоді розігрітий терморезистор буде через себе пропускати 57

половину пускового струму й катоди ЛЛ будуть захищені від

перенавантаження.

Недоліком такої схеми є необхідність деякого часу на охолодження

терморезистора для переходу його в початковий стан у разі короткочасного

відключення напруги живлення ЛЛ й наступного її засвічення. Якщо

терморезистор не охолоне для переходу в початковий стан, то його шунтуюча

дія приведе до недогріву катодів, а отже до холодного засвічення.

В якості шунтів можна використати напівпровідникові діоди, що

приєднані до катодів зустрічно (рис. 8.1, б). Пусковий струм буде протікати

через кожний діод тільки в різні напівперіоди, тому тільки через 0,01 с він

досягне встановленої величини. У робочому режимі струм буде протікати через

діод, що шунтує електрод лампи, який працює як катод, тому струм буде текти

через два кінці й переміщення катодної плями буде зменшувати струм, що тече

через катод, струм через відкритий шунтуючий діод буде зростати. Отже, за

період загальний струм буде в середньому меншим за номінальний в кожній

частині катода, тому температура катодної плями буде меншою, а площа –

більшою в порівнянні зі звичайною стартерною схемою. У результаті світлова

віддача зростає на 4-5 %; декілька зростає термін використання ЛЛ і

зменшується втрата потужності в лампі.

Інші напівпровідникові елементи, такі як динистори, позистори,

фоторезистори й тиристори, з їх перевагами й недоліками, також

використовують, наприклад, для заміни стартерів або для полегшення

засвічення ЛЛ (див. [6-9]), але більшу перспективу розвитку в заміні звичайних

стартерів отримали напівпровідникові електронні стартери.

Блилет № 17

1)

В загальному РЛ у відповідній точці ВАХ можна представити

еквівалентною схемою, до якої входить якийсь активний опір Rст (Rст=Uл

/Iл=m

tg(α)), рис. 2.5 а

Статичний опір лампи Rст показує який опір створює лампа в робочій

точці а. Він не характеризує форму кривої ВАХ. Для характеристики форми

кривої вводять диференціальний опір лампи. З математики відомо, що форму

кривої на відповідному відрізку можна визначити за знаком похідної від

функції залежності, а також, що геометричним змістом такої похідної є тангенс

від кута нахилу дотичної в даній точці. Проведемо пряму з точки Uж напруги

живлення лампи дотичну до кривої ВАХ у точці а (рис. 2.5 б) і тоді rдиф=dUл

/dІл

= - m tg(β). Коефіцієнт m є масштабним множником.

Як видно з графіка на рис. 2.5 б, відношення прирощення падіння напруги

на лампі ∆Uл

до прирощення струму ∆Іл

в точці а має від’ємний знак. Це

відношення і називають диференціальним опором лампи, а від’ємний знак

показує, що ВАХ є спадаючою. Зростаюча ВАХ має додатній диференціальний

опір. Таким чином, щоб визначити, яку ВАХ (спадаючу чи зростаючу) має

прилад, необхідно знайти його диференціальний опір у відповідній робочій точці.

2) Суттєво впливає на пониження напруги засвічення газу величина роботи

виходу електронів з катодів та температура електродів. Чим менша робота

виходу, тим нижча напруга засвічення. З цієї причини електроди РЛ

покривають оксидом барію, а також конструюють в ЛЛ з можливістю

попереднього нагріву для створення інтенсивної термоелектронної емісії, яка

також понижує напругу засвічення газу в розрядному проміжку.

Загалом напруга мережі є недостатньою для засвічення газу, тому

застосовують різні методи для полегшення засвічення газу. Так, створюють

збільшену напругу Uм, яку подають на РЛ, чи попередньо зменшують напругу

засвічення або суміщають одночасно те й інше. Збільшення напруги Uм

здійснюють схемно, створенням імпульсу підвищеної напруги, який виникає

при розімкненні кола з індуктивністю, або завдяки резонансу напруги, або за

допомогою підвищуючих трансформаторів чи автотрансформаторів. Попереднє

пониження напруги засвічення Uз здійснюють, головним чином, створенням

попередньої іонізації в газі, шляхом використання катодів з низькою роботою

виходу електронів та створенням неоднорідного електричного поля. Для цього

використовують допоміжні електроди (в РЛ ВТ), які ще називають

засвічувальними. Ці електроди розміщують поблизу основних і з’єднують з

протилежним основним через опір, що обмежує їх струм. В ЛЛ використовують

довгу струмопровідну смужку, що наносять на зовнішню поверхню трубки, а

також катоди, що допускають можливість попереднього підігріву. В РЛ ВТ і

НВТ застосовують спеціальні імпульсні засвічуючі пристрої, які створюють

серію високочастотних високовольтних імпульсів, амплітуда яких у 5-20 разів

більша за амплітуду напруги мережі.

3) Розвиток напівпровідникової техніки, її мініатюрність забезпечили

широке використання напівпровідникової елементної бази в схемах засвічення

РЛ. Так терморезистори з від’ємним температурним коефіцієнтом (рис. 8.1, а) і

діоди (рис. 8.1,б) використовують для шунтування катодів ЛЛ з метою

створення режиму роботи з двома катодними плямами.

а) б)

Рис. 8.1

Після замикання ключа К на ЛЛ подана напруга мережі, яка не засвічує

газ у лампі, але засвічує тліючий розряд у стартері. Коли контакти стартера

замкнуться, потече струм попереднього нагріву катодів ЛЛ, який також почне

нагрівати й терморезистори Rt

(рис. 8.1,а). Оскільки в ненагрітому стані опір

терморезистора в десять разів більший, ніж в нагрітому, то майже 90%

пускового струму буде протікати через катоди ЛЛ, що й забезпечить їх

попереднє нагрівання й наступне засвічення ЛЛ. Робочий струм лампи буде

протікати не тільки через катоди, ай через терморезистори. Через ≈ 20 с

терморезістор нагріється, його опір знизиться до найменшої величини й настане

термодинамічна рівновага. Якщо вибрати терморезистор з мінімальним опором,

що дорівнює опору розігрітого катода, то робочий струм розподілиться між

ними порівну, а кінці катоду будуть мати одинаковий потенціал. Отже ЛЛ буде

працювати в режимі з двома катодними плямами. Наявність терморезистора,

що шунтує катод, забезпечує захист ЛЛ від перенавантаження в разі замикання

контактів стартера. Тоді розігрітий терморезистор буде через себе пропускати 57

половину пускового струму й катоди ЛЛ будуть захищені від

перенавантаження.

Недоліком такої схеми є необхідність деякого часу на охолодження

терморезистора для переходу його в початковий стан у разі короткочасного

відключення напруги живлення ЛЛ й наступного її засвічення. Якщо

терморезистор не охолоне для переходу в початковий стан, то його шунтуюча

дія приведе до недогріву катодів, а отже до холодного засвічення.

В якості шунтів можна використати напівпровідникові діоди, що

приєднані до катодів зустрічно (рис. 8.1, б). Пусковий струм буде протікати

через кожний діод тільки в різні напівперіоди, тому тільки через 0,01 с він

досягне встановленої величини. У робочому режимі струм буде протікати через

діод, що шунтує електрод лампи, який працює як катод, тому струм буде текти

через два кінці й переміщення катодної плями буде зменшувати струм, що тече

через катод, струм через відкритий шунтуючий діод буде зростати. Отже, за

період загальний струм буде в середньому меншим за номінальний в кожній

частині катода, тому температура катодної плями буде меншою, а площа –

більшою в порівнянні зі звичайною стартерною схемою. У результаті світлова

віддача зростає на 4-5 %; декілька зростає термін використання ЛЛ і

зменшується втрата потужності в лампі.

Інші напівпровідникові елементи, такі як динистори, позистори,

фоторезистори й тиристори, з їх перевагами й недоліками, також

використовують, наприклад, для заміни стартерів або для полегшення

засвічення ЛЛ (див. [6-9]), але більшу перспективу розвитку в заміні звичайних

стартерів отримали напівпровідникові електронні стартери.

Билет №18

1) Очевидно, для того, щоб розрядний прилад працював на певній ділянці

ВАХ дугового розряду, необхідно зафіксувати робочу точку, тобто обмежити

розрядний струм, тому що ВАХ спадаюча, а напруга мережі живлення Uм –

незмінна. Яким же чином можна зафіксувати робочу точку? Вона фіксується

підключенням послідовно з лампою відповідного опору, що і буде обмежувати

її струм (I р = Uм/ Rб ). Такий опір називають баластом.

Таким чином усі розрядні прилади з дуговим розрядом вимагають

додаткових пристроїв, тобто баластів, що обмежують струм розряду при

підключенні до мережі живлення. Баласт, як додатковий пристрій, є складовою

частиною ПРА.

2) Напруга перезасвічення розряду також залежить від роботи виходу

електронів з катодів, від маси і форми катодів, від частоти напруги живлення.

Підвищена температура катодів й низька робота виходу електронів понижують

напругу перезасвічення розряду. Слід зауважити, що на величину цієї напруги

впливає стабільність напруги мережі. Існує граничне значення найменшого

струму за даної напруги мережі, нижче якого засвічення вже не відбудеться.

Найменший струм розряду залежить від емісійних властивостей катодів, які

поступово погіршуються з терміном використання РЛ.

Дослідження наявності піків перезасвічення показало, що вони зникають за

достатньої температури катодів; засвічення дуги відбувається стрибкоподібно й

без виникнення катодних плям. Наявність піків перезасвічення скорочує термін

використання РЛ, оскільки збільшення напруги перезасвічення збільшує катодне

падіння напруги й обумовлює підсилене бомбардування катодів додатними

іонами, тобто прискорює розпилення катодів.

3)

Схема працює наступним чином. Після замикання зовнішнього ключа S

на ЛЛ подається напруга промислової мережі живлення, яка через електроди

лампи подається також на зовнішній діодний випрямляч VD1-VD4 і після

випрямлення через дільник до необхідного рівня із зовнішніх опорів R1, R2

подається на мікросхему як зовнішне джерело живлення Uвх . Через тригерний

ключ S1 мікросхеми, що замикається, ця напруга буде заряджати буферний

конденсатор С1. Напругу Ucc на конденсаторі, що заряджається,

використовують для запуску внутрішнього джерела живлення мікросхеми

стабілізованим струмом, що не залежить від напруги заряду конденсатора.

Мікросхемний стабілітрон обмежує напругу на відводі 6 мікросхеми на

стартовому максимальному рівні Ucc.s

. Коли напруга на С1 досягне

стартового рівня і напруга мережі буде на рівні, що близький до амплітудного,

в мікросхемі формується вихідна напруга Uвих , що відкриє силовий зовнішній

тиристор і через електроди ЛЛ, тиристор та інтегрований датчик струму (через

відвід 1 мікросхеми на внутрішню мікросхему керування) потече струм

попереднього прогріву катодів ЛЛ. Отже, прогрівання катодів при вмиканні

ключа S відбудеться не миттєво, а через проміжок часу досягнення напруги

заряду конденсатора стартового рівня. Після замикання тиристорного ключа,

напруга на конденсатор С1 не поступає, тому він починає розряджатися 59

протягом усього часу попереднього прогріву. Цей час дорівнює 1,52 с і

відраховується внутрішнім лічильником, тактовою частотою якого є частота

мережі живлення 50 Гц. Завдяки цьому час прогрівання катодів витримується

дуже точно. Після прогрівання катодів ЛЛ і в момент, коли напруга Usense ,

забезпечить через відвод 1 струм не менший за 285 мА на струмо-

вимірювальному опорі мікросхеми керування, силовий тиристор закриється.

Закриття тиристора припинить струм у колі з індуктивним навантаженням

(Др), що приведе до генерації високовольтного імпульсу, який засвітить ЛЛ.

Оскільки живлення мікросхеми здійснють від енергії, що накопичилась в

конденсаторі С1, то після закриття тиристора він знову заряджається, але вже

не з нульового рівня. Якщо з першої спроби лампа не засвітиться, то процес

повториться, але час повторного прогрівання програмно зменшено до 0,64 с,

оскільки катоди ЛЛ ще не охололи після першої спроби. Якщо ЛЛ не

засвітиться після 7 спроб, то мікросхема переходить у стан спокою, в якому

тиристор залишається закритим. Це відвертає мигання лампи, в якій

витратився ресур роботи.

Мінітюаризація напівпровідникової елементної бази, наявність

багатофункціональних інтегральних мікросхем дозволило створити

різноманітні схеми електронних стартерів, які працюють без недоліків

звичайного стартера і які легко розмістити в корпусі звичайного стартера, тобто

не створювати нового монтування в світильниках. Принцип роботи

електронних стартерів подібний до роботи стартера тліючого розряду, вони

виконують ті ж функції, але не мають у своїй будові механічних рухомих

контактів. На рис. 8.2 наведена одна з багатьох принципових схем електронного

стартера, що має два функціональних вузла: в основі інтегральна мікросхема

(UBA 2000T) зі стандартним восьмивідводним корпусом (SO-8) й зовнішній

силовий електронний ключ VS (несиметричний високовольтний p-n-p-n

тиристор TN -22), який має малий вхідний струм (струм керуючого електроду).

Діод VD5 захищає тиристор від напруги зворотної полярності. Мікросхема

забезпечує всю послідовність дій, що необхідні для засвічення ЛЛ.