गैस डिस्चार्ज लैंप के लिए स्विचिंग सर्किट

कृत्रिम प्रकाश स्रोत जो प्रकाश तरंगों को उत्पन्न करने के लिए पारा वाष्प में एक गैस माध्यम के विद्युत निर्वहन का उपयोग करते हैं, उन्हें गैस-निर्वहन पारा लैंप कहा जाता है।

सिलेंडर में पंप की गई गैस कम, मध्यम या उच्च दबाव में हो सकती है। दीपक डिजाइनों में कम दबाव का उपयोग किया जाता है:

• रैखिक फ्लोरोसेंट;

• कॉम्पैक्ट ऊर्जा की बचत:

• जीवाणुनाशक;

• क्वार्ट्ज।

लैंप में उच्च दबाव का उपयोग किया जाता है:

• पारा आर्क फॉस्फोरस (DRL);

• धातु हलाइड्स के रेडियोधर्मी योजक (डीआरआई) के साथ धातु पारा;

• चाप सोडियम ट्यूबलर (डीएनएटी);

• सोडियम आर्क मिरर (DNAZ)।

वे उन जगहों पर स्थापित होते हैं जहां कम ऊर्जा खपत वाले बड़े क्षेत्रों को रोशन करना आवश्यक होता है।

डीआरएल दीपक

प्रारुप सुविधाये

चार इलेक्ट्रोड का उपयोग करने वाले दीपक का उपकरण फोटो में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है।

इसका आधार, पारंपरिक मॉडल की तरह, चक में खराब होने पर संपर्कों से जुड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। कांच का बल्ब सभी आंतरिक तत्वों को बाहरी प्रभावों से सुरक्षित रूप से बचाता है। यह नाइट्रोजन से भरा है और इसमें शामिल हैं:

• क्वार्ट्ज बर्नर;

• आधार संपर्कों से बिजली के तार;

• अतिरिक्त इलेक्ट्रोड के सर्किट में निर्मित दो वर्तमान-सीमित प्रतिरोधक

• फॉस्फोर परत।

बर्नर इंजेक्टेड आर्गन के साथ एक सीलबंद क्वार्ट्ज ग्लास ट्यूब के रूप में बनाया गया है, जिसमें रखा गया है:

• इलेक्ट्रोड के दो जोड़े - मुख्य और अतिरिक्त, फ्लास्क के विपरीत छोर पर स्थित;

• पारे की एक छोटी बूंद।

आर्गन - एक रासायनिक तत्व जो अक्रिय गैसों से संबंधित है। यह शुद्धिकरण के बाद गहरी शीतलन के साथ वायु पृथक्करण की प्रक्रिया में प्राप्त होता है। आर्गन एक रंगहीन, गंधहीन मोनोएटोमिक गैस है, घनत्व 1.78 किग्रा / एम 3, tboil = -186 ° C। आर्गन का उपयोग वेल्डिंग तकनीक में धातुकर्म और रासायनिक प्रक्रियाओं में एक निष्क्रिय माध्यम के रूप में किया जाता है (देखें इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग), साथ ही साथ सिग्नल, विज्ञापन और अन्य लैंप जो नीली रोशनी देते हैं।
डीआरएल लैंप के संचालन का सिद्धांत

डीआरएल प्रकाश स्रोत एक क्वार्ट्ज ट्यूब में इलेक्ट्रोड के बीच बहने वाले आर्गन वातावरण में एक इलेक्ट्रिक आर्क डिस्चार्ज है। यह दो चरणों में दीपक पर लगाए गए वोल्टेज की क्रिया के तहत होता है:

1. प्रारंभ में, मुक्त इलेक्ट्रॉनों और धनात्मक रूप से आवेशित आयनों की गति के कारण निकट स्थित मुख्य और इग्निशन इलेक्ट्रोड के बीच एक चमक निर्वहन शुरू होता है;

2. मशाल गुहा में बड़ी संख्या में आवेश वाहकों के बनने से नाइट्रोजन माध्यम का तेजी से विघटन होता है और मुख्य इलेक्ट्रोड के माध्यम से एक चाप का निर्माण होता है।

शुरुआती मोड (चाप और प्रकाश की विद्युत धारा) के स्थिरीकरण में लगभग 10-15 मिनट लगते हैं। इस अवधि के दौरान, डीआरएल लोड बनाता है जो रेटेड मोड धाराओं से काफी अधिक है। उन्हें सीमित करने के लिए आवेदन करें गिट्टी - घुटन. 

पारा वाष्प में इंद्रधनुषी विकिरण में नीला और बैंगनी रंग होता है और इसके साथ शक्तिशाली पराबैंगनी विकिरण होता है। यह फॉस्फोर से होकर गुजरता है, इसके बनने वाले स्पेक्ट्रम के साथ मिश्रित होता है और एक चमकदार रोशनी बनाता है जो सफेद के करीब होती है।

डीआरएल आपूर्ति वोल्टेज की गुणवत्ता के प्रति संवेदनशील है और जब यह 180 वोल्ट तक गिर जाता है, तो यह बाहर निकल जाता है और प्रकाश नहीं करता है।

दौरान आर्क डिस्चार्ज एक उच्च तापमान बनाया जाता है, जिसे संपूर्ण संरचना में स्थानांतरित किया जाता है। यह सॉकेट में संपर्कों की गुणवत्ता को प्रभावित करता है और जुड़े तारों के गर्म होने का कारण बनता है, इसलिए केवल गर्मी प्रतिरोधी इन्सुलेशन के साथ उपयोग किया जाता है।

दीपक के संचालन के दौरान, बर्नर में गैस का दबाव काफी बढ़ जाता है और माध्यम के विनाश की स्थिति को जटिल बनाता है, जिसके लिए लागू वोल्टेज में वृद्धि की आवश्यकता होती है। अगर बिजली बंद है और लागू है, दीपक तुरंत शुरू नहीं होगा: इसे ठंडा करने की जरूरत है।

डीआरएल दीपक कनेक्शन आरेख

चार-इलेक्ट्रोड मरकरी लैंप को चोक के माध्यम से चालू किया जाता है और फ्यूज.

एक फ़्यूज़िबल लिंक सर्किट को संभावित शॉर्ट सर्किट से बचाता है, और चोक क्वार्ट्ज ट्यूब के बीच से बहने वाली धारा को सीमित करता है। प्रकाश स्थिरता की शक्ति के अनुसार चोक के आगमनात्मक प्रतिरोध का चयन किया जाता है। वोल्टेज के तहत दीपक को बिना चोक के चालू करने से यह जल्दी से जल जाता है।

सर्किट में शामिल एक संधारित्र अधिष्ठापन द्वारा शुरू किए गए प्रतिक्रियाशील घटक के लिए क्षतिपूर्ति करता है।

डीआरआई दीपक

प्रारुप सुविधाये

डीआरआई लैंप की आंतरिक संरचना डीआरएल द्वारा उपयोग की जाने वाली संरचना के समान है।

लेकिन इसके बर्नर में इंडियम, सोडियम, थैलियम या कुछ अन्य धातुओं के हैपोजेनाइड्स से एक निश्चित मात्रा में योजक होते हैं। वे आपको अच्छे रंग के साथ प्रकाश उत्सर्जन को 70-95 lm / W और अधिक तक बढ़ाने की अनुमति देते हैं।

फ्लास्क को नीचे दी गई आकृति में दिखाए गए सिलेंडर या दीर्घवृत्त के रूप में बनाया गया है।

बर्नर की सामग्री क्वार्ट्ज ग्लास या सिरेमिक हो सकती है, जिसमें बेहतर परिचालन गुण होते हैं: कम अंधेरा और लंबे समय तक परिचालन जीवन।

आधुनिक डिजाइन में प्रयुक्त गेंद के आकार का बर्नर प्रकाश उत्पादन और स्रोत की चमक को बढ़ाता है।

परिचालन सिद्धांत

डीआरआई और डीआरएल लैंप से प्रकाश के उत्पादन के दौरान होने वाली मूल प्रक्रियाएं समान हैं। अंतर प्रज्वलन योजना में निहित है। DRI को लागू मेन्स वोल्टेज से शुरू नहीं किया जा सकता है। यह मान उसके लिए पर्याप्त नहीं है।

टॉर्च के अंदर एक चाप बनाने के लिए, एक उच्च वोल्टेज पल्स को इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस पर लगाया जाना चाहिए। उनकी शिक्षा IZU - एक पल्स इग्निशन डिवाइस को सौंपी गई थी।

IZU कैसे काम करता है

उच्च-वोल्टेज पल्स बनाने के लिए डिवाइस के संचालन के सिद्धांत को सरलीकृत योजनाबद्ध आरेख द्वारा सशर्त रूप से दर्शाया जा सकता है।

ऑपरेटिंग आपूर्ति वोल्टेज सर्किट के इनपुट पर लागू होता है। डायोड डी, रेसिस्टर आर और कैपेसिटर सी एक कैपेसिटर चार्जिंग करंट बनाते हैं। चार्जिंग के अंत में, कनेक्टेड ट्रांसफॉर्मर टी की वाइंडिंग में ओपन थाइरिस्टर स्विच के माध्यम से कैपेसिटर के माध्यम से एक करंट पल्स की आपूर्ति की जाती है।

स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर की आउटपुट वाइंडिंग में 2-5 kV तक का हाई वोल्टेज पल्स उत्पन्न होता है। यह दीपक के संपर्कों में प्रवेश करता है और गैसीय माध्यम का चाप निर्वहन बनाता है, जो चमक प्रदान करता है।

डीआरआई प्रकार दीपक कनेक्शन आरेख

IZU डिवाइस दो संशोधनों के गैस डिस्चार्ज लैंप के लिए निर्मित होते हैं: दो या तीन तारों के साथ। उनमें से प्रत्येक के लिए, अपना स्वयं का कनेक्शन आरेख बनाया गया है।यह सीधे ब्लॉक हाउसिंग पर प्रदान किया जाता है।

दो-पिन डिवाइस का उपयोग करते समय, पावर चरण चोक के माध्यम से लैंप बेस के केंद्रीय संपर्क और साथ ही IZU के संबंधित आउटपुट से जुड़ा होता है।

न्यूट्रल वायर बेस और उसके IZU टर्मिनल के साइड कॉन्टैक्ट से जुड़ा होता है।

तीन-पिन डिवाइस के लिए, तटस्थ कनेक्शन योजना समान रहती है और चोक के बाद चरण की आपूर्ति बदल जाती है। यह दो शेष आउटपुट के माध्यम से IZU से जुड़ा हुआ है, जैसा कि नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है: डिवाइस का इनपुट टर्मिनल «B» के माध्यम से है, और आउटपुट - «Lp» के माध्यम से आधार के केंद्रीय संपर्क के लिए है।

इस प्रकार, उत्सर्जक योजक के साथ पारा लैंप के लिए नियंत्रण उपकरण (गिट्टी) की संरचना अनिवार्य है:

• गला घोंटना;

• पल्स चार्जर।

प्रतिक्रियाशील शक्ति मान की भरपाई करने वाले संधारित्र को नियंत्रण उपकरण में शामिल किया जा सकता है। इसका समावेश प्रकाश उपकरण द्वारा ऊर्जा की खपत में सामान्य कमी और सही ढंग से चयनित क्षमता मूल्य के साथ दीपक के जीवन का विस्तार निर्धारित करता है।

लगभग 35 μF का इसका मान 250 W और 45 - 400 W की शक्ति वाले लैंप से मेल खाता है। जब क्षमता बहुत अधिक होती है, तो सर्किट में अनुनाद होता है, जो दीपक के प्रकाश के "पलक झपकने" से प्रकट होता है।

एक काम करने वाले दीपक में उच्च-वोल्टेज दालों की उपस्थिति कनेक्शन सर्किट में गिट्टी और दीपक के बीच न्यूनतम लंबाई के साथ अत्यधिक उच्च-वोल्टेज तारों के उपयोग को निर्धारित करती है, 1-1.5 मीटर से अधिक नहीं।

ड्रिज लैंप

यह ऊपर वर्णित डीआरआई लैंप का एक संस्करण है जिसमें प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए बल्ब के अंदर आंशिक रूप से प्रतिबिंबित कोटिंग होती है, जो किरणों की एक दिशात्मक बीम बनाती है।यह आपको प्रबुद्ध वस्तु पर विकिरण को केंद्रित करने और कई प्रतिबिंबों के परिणामस्वरूप होने वाले प्रकाश के नुकसान को कम करने की अनुमति देता है।

एचपीएस लैंप

प्रारुप सुविधाये

इस गैस-डिस्चार्ज लैंप के बल्ब के अंदर, पारा के बजाय, अक्रिय गैसों के वातावरण में स्थित सोडियम वाष्प का उपयोग किया जाता है: नियॉन, क्सीनन या अन्य, या उनके मिश्रण। इसी कारण इन्हें "सोडियम" कहा जाता है।

डिवाइस के इस संशोधन के कारण, डिजाइनर उन्हें ऑपरेशन की सबसे बड़ी दक्षता देने में सक्षम थे, जो कि 150 एलएम / डब्ल्यू तक पहुंचता है।

डीएनएटी और डीआरआई की कार्रवाई का सिद्धांत एक ही है। इसलिए, उनके कनेक्शन आरेख समान हैं, और यदि गिट्टी की विशेषताएं लैंप के मापदंडों से मेल खाती हैं, तो उनका उपयोग दोनों डिजाइनों में चाप को प्रज्वलित करने के लिए किया जा सकता है।

मेटल हलाइड और सोडियम लैंप के निर्माता विशिष्ट उत्पाद प्रकारों के लिए रोड़े का उत्पादन करते हैं और उन्हें एक ही आवास में भेजते हैं। ये रोड़े पूरी तरह कार्यात्मक हैं और जाने के लिए तैयार हैं।

डीएनएटी प्रकार के लैंप के लिए वायरिंग आरेख

कुछ मामलों में, HPS बलास्ट का डिज़ाइन उपरोक्त DRI स्टार्ट-अप योजनाओं से भिन्न हो सकता है और नीचे दी गई तीन योजनाओं में से एक के अनुसार निष्पादित किया जा सकता है।

पहले मामले में, IZU दीपक के संपर्कों के समानांतर जुड़ा हुआ है। बर्नर के अंदर चाप के प्रज्वलन के बाद, ऑपरेटिंग करंट लैंप से नहीं गुजरता है (IZU सर्किट आरेख देखें), जो बिजली की खपत को बचाता है। इस मामले में, चोक उच्च वोल्टेज दालों से प्रभावित होता है। इसलिए इसे इग्निशन पल्स से बचाने के लिए प्रबलित इन्सुलेशन के साथ बनाया गया है।

इसलिए, समानांतर कनेक्शन योजना का उपयोग कम-शक्ति वाले लैंप और दो किलोवोल्ट तक के इग्निशन पल्स के साथ किया जाता है।

दूसरी योजना में, IZU का उपयोग किया जाता है, जो बिना पल्स ट्रांसफार्मर के काम करता है, और हाई-वोल्टेज दालों को एक विशेष डिजाइन के चोक द्वारा उत्पन्न किया जाता है, जिसमें लैंप सॉकेट से कनेक्ट करने के लिए एक टैप होता है। इस प्रारंभ करनेवाला की वाइंडिंग का इन्सुलेशन भी बढ़ता है: यह उच्च वोल्टेज के संपर्क में आता है।

तीसरे मामले में, श्रृंखला में चोक, IZU और दीपक संपर्क को जोड़ने की विधि का उपयोग किया जाता है। यहां, IZU से उच्च वोल्टेज पल्स चोक में नहीं जाता है, और इसकी वाइंडिंग्स के इन्सुलेशन को प्रवर्धन की आवश्यकता नहीं होती है।

इस सर्किट का नुकसान यह है कि IZU एक बढ़ी हुई धारा का उपभोग करता है, जिसके कारण इसका अतिरिक्त ताप होता है। यह संरचना के आयामों में वृद्धि की आवश्यकता है, जो पिछली योजनाओं के आयामों से अधिक है।

यह तीसरा डिज़ाइन विकल्प अक्सर एचपीएस लैंप के संचालन के लिए उपयोग किया जाता है।

सभी योजनाओं का उपयोग किया जा सकता है प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा कैपेसिटर कनेक्शन जैसा कि डीआरआई लैंप कनेक्शन आरेख में दिखाया गया है।

प्रकाश व्यवस्था के लिए गैस डिस्चार्ज का उपयोग करके उच्च दबाव वाले लैंप को चालू करने के लिए सूचीबद्ध योजनाओं में कई कमियां हैं:

• अंडररेटेड चमक संसाधन;

• आपूर्ति वोल्टेज की गुणवत्ता के आधार पर;

• स्ट्रोबोस्कोपिक प्रभाव;

• गला घोंटना और गिट्टी शोर;

• बिजली की खपत में वृद्धि।

इनमें से अधिकांश कमियां इलेक्ट्रॉनिक ट्रिगर डिवाइस (ईसीजी) का उपयोग करके दूर की जाती हैं।

वे न केवल 30% तक बिजली बचाने की अनुमति देते हैं, बल्कि प्रकाश व्यवस्था को सुचारू रूप से नियंत्रित करने की क्षमता भी रखते हैं। हालाँकि, ऐसे उपकरणों की कीमत अभी भी काफी अधिक है।