Приложение В (информационное). Пояснения условий зажигания для электронных стартеров с электронным ключом

Приложение В
(информационное)

Пояснения условий зажигания для электронных стартеров с электронным ключом

В.1 Введение

Требования к условиям зажигания, приведенные в 6.5, и соответствующая им характеристика, приведенная на листе характеристик лампы в стандартах МЭК, определяются различными методами зажигания ламп, которые могут быть реализованы с электронными стартерами.

Так как эти методы зажигания более сложные, чем в схемах со стартерами тлеющего разряда, то данное приложение содержит пояснение требований настоящего стандарта и характеристик, указанных на листе характеристик ламп.

В.2 Характеристики, влияющие на зажигание ламп

На зажигание люминесцентной лампы влияют пять следующих основных физических характеристик.

В.2.1 Подогрев электродов - ток предварительного подогрева и время его протекания.

В.2.2 Напряжение холостого хода - напряжение на лампе и на вспомогательном средстве зажигания в процессе предварительного подогрева и в момент зажигания лампы.

В.2.3 Условия окружающей среды - температура и относительная влажность воздуха.

В.2.4 Физические характеристики лампы - род наполняющего газа и его давление, размеры лампы, наличие внутренней проводящей пленки.

В.2.5 Характеристики сети и светильника - рабочая частота, размеры и расположение вспомогательного средства зажигания.

Все эти характеристики тесно взаимосвязаны друг с другом, и в результате неправильного их сочетания при выборе метода зажигания могут ухудшить характеристики лампы (например снизить срок службы лампы, снизить число циклов зажигания при данном сроке службы лампы или вызвать чрезмерное почернение одного из концов лампы).

В.3 Методы зажигания лампы "со стартером"

Принцип действия стартеров тлеющего разряда по МЭК 155 основан на замыкании биметаллических контактов от нагрева током тлеющего разряда из собственного газа.

Если контакты стартера замкнуты, через электроды лампы протекает ток короткого замыкания (определяется отношением напряжения холостого хода к полному сопротивлению цепи). Этот ток, при наличии существенной постоянной составляющей тока, является током насыщения.

Напряжение холостого хода на лампе, пока замкнуты контакты стартера тлеющего разряда, никогда не превышает напряжение холостого хода ПРА (часто равного напряжению сети). Это напряжение обычно меньше напряжения, при котором возникает ток тлеющего разряда, разрушающий ненагретые электроды лампы.

Напряжение для зажигания лампы обеспечивается импульсом, создаваемым в результате резкого уменьшения магнитного потока в ПРА при размыкании контактов стартера тлеющего разряда; поэтому такое "высокое" напряжение на лампе не возникает, пока ток предварительного подогрева проходит через электроды лампы.

Электронные стартеры могут обеспечивать ток подогрева электродов и напряжение для зажигания ламп несколькими методами, например такими, как однонаправленный ток и/или напряжение, ток или напряжение высокой частоты и т.п.

Так как электронные стартеры имеют более высокие функциональные возможности, методы измерения и оценки характеристик зажигания часто пересматривают.

Следующие параметры должны контролироваться:

a) суммарная энергия подогрева электродов;

b) напряжение на лампе до и после предварительного подогрева электродов.

При пусковом режиме должны соблюдаться следующие основные условия:

a) до начала эмиссии электродов напряжение холостого хода на лампе и/или между лампой и вспомогательным средством зажигания должно быть ниже уровня, вызывающего разрушение электродов током тлеющего разряда;

b) после достижения электродами эмиссии напряжение холостого хода должно быть достаточным для быстрого зажигания лампы без повторных попыток зажигания;

c) если для обеспечения зажигания лампы напряжение холостого хода должно увеличиваться, то переход от низкого к высокому значению напряжения должен происходить при достаточной для эмиссии температуре электродов;

d) в течение предварительного подогрева электродов ток предварительного подогрева должен обеспечивать термоэмиссию, но не должен быть чрезмерным настолько, чтобы эмиссионный материал электродов разрушался от перегрева.

Это требование распространяется как на пусковой, так и на рабочий режимы работы лампы.

В.4 Разъяснение требований и информации, приведенных на листах характеристик ламп

В.4.1 Минимальное значение эффективного тока предварительного подогрева

Количество тепла, необходимое для достижения конкретным типом электрода минимальной температуры эмиссии, связано с временем прохождения тока, его значением и зависит от физических характеристик конкретного типа электрода.

Эта зависимость может быть выражена следующей формулой

,

где - время до начала эмиссии, с*;

а - постоянная для конкретного типа электрода;

- минимальный эффективный ток предварительного подогрева, необходимый для разогрева электрода за время , A;

- абсолютный минимальный эффективный ток предварительного подогрева, необходимый для достижения эмиссии за достаточно длительное время (например с от холодного состояния).

Значения постоянной а и абсолютного минимума тока имеются на каждом листе характеристик лампы вместе со значениями сопротивления эквивалентного резистора, заменяющего электрод лампы.

Минимальное значение эффективного тока предварительного подогрева может быть рассчитано путем подстановки в формулу значения , имеющегося на каждом листе характеристик ламп.

В.4.2 Максимальные значения эффективного тока предварительного подогрева

Опытные данные показывают, что относительно большой эффективный ток предварительного подогрева может прикладываться только на короткое время ( с) без разрушения электрода, но это значение должно быстро уменьшаться при увеличении времени приложения тока предварительного подогрева от 0,4 до 2,0 с и более, уровень тока предварительного подогрева не должен превышать значения, которое существенно отличается от установленных значений для схем со стартерами тлеющего разряда частоты 50/60 Гц.

Для испытания требуются максимальные значения эффективного тока предварительного подогрева, приведенного на листе характеристик соответствующей лампы, вместе со значением сопротивления эквивалентного резистора.

Графическая иллюстрация этого требования приведена на рисунке В.1.

В.5 Напряжение холостого хода и продолжительность переходного периода

Данные на листе характеристик соответствующей лампы относятся как для схем, требующих вспомогательное средство зажигания, так и для схем, не требующих этого средства.

Существенно, чтобы правильность схемы устанавливалась перед началом испытания.

Напряжение холостого хода может создаваться несколькими способами, например однонаправленными импульсами или высокочастотными колебаниями и т.д. Следовательно, оценка этих характеристик должна проводиться относительно предельных значений, указанных на листах характеристик ламп в соответствующих стандартах МЭК.

Если напряжение холостого хода начинает повышаться с момента времени , то время не должно превышать 100 мс, если подогрев электродов завершается в момент времени .

Продолжительность переходного периода более 100 мс возможна для электродов, в которых в процессе переходного периода поддерживается эмиссия.

Так как электроды ламп должны создавать эмиссию в момент времени , то необходимо, чтобы эффективный ток подогрева в процессе переходного периода зажигания лампы не снижался ниже абсолютного минимального значения .

На листах характеристик соответствующих ламп указаны максимально допустимые значения напряжения холостого хода до момента времени и минимально допустимое значение этого напряжения после момента времени .

Для некоторых типов ламп на листах характеристик могут быть указаны значения максимально допустимого напряжения холостого хода до момента времени , которые равны или выше минимально допустимых значений напряжения холостого хода после момента времени . Для стартеров, предназначенных для этих ламп, нет необходимости повышать напряжение холостого хода для зажигания ламп.

Графическая иллюстрация этих требований приведена на рисунках В.3.1 и В.3.2.

В.6 Требования к измерениям

При работе с электронными стартерами в пусковом режиме могут быть нестабильные несинусоидальные токи и напряжения, поэтому необходимо использовать измерительные приборы и технические приемы, пригодные для таких условий.

Термин "Эффективный ток предварительного подогрева" подразумевает эффект подогрева за время t (т.е. суммарную энергию за время t), и изменяющаяся огибающая действующего значения тока может быть приравнена к установившемуся действующему значению тока за одинаковый период путем интегрирования квадрата тока.

Во многих случаях вопрос о соответствии изменяющейся огибающей действующего значения тока требованиям стандарта может быть решен просто путем сравнения ее с минимальным постоянным действующим значением тока, которое дает тот же суммарный эффект подогрева. Примеры этого технического приема приведены на рисунке В.2.

В.7 Меры предосторожности, соблюдаемые в случае создания электронными стартерами напряжения высокой частоты

В.7.1 Расположение зажигающего устройства

Высшие гармоники в напряжении холостого хода могут индуцировать в пусковой период большие токи во вспомогательном средстве зажигания, зависящие от используемой частоты.

В этих случаях необходимо соблюдать минимальное расстояние между лампой и вспомогательным средством зажигания, чтобы избежать прохождения больших токов через вспомогательное средство зажигания.

______________________________

* Как правило, время достижения эмиссии менее чем за 0,4 с неприемлемо, т.к. на практике удовлетворительный предварительный подогрев электродов не всегда достигается за это время