气体放电与光源之高压钠灯篇.doc

1、高 压 钠 灯一 、 气 体 放 电 与 光 源 简 介气 体 放 电 光 源 是 利 用 气 体 放 电 发 光 原 理 制成 的 。 外 界 电 场 加 速 放 电 管 中 的 电 子 ， 通 过 气 体（ 包 括 某 些 金 属 蒸 气 ） 放 电 而 导 致 原 子 发 光 的 光 谱 ， 如 日 光 灯 ， 汞 灯 ， 钠 灯 ，金 属 卤 化 物 灯 气 体 放 电 有 弧 光 放 电 和 辉 光 放 电 两 种 ， 放 电 电 压 有 低 气 压 、 高气 压 和 超 高 气 压 3 种 。 弧 光 放 电 光 源 包 括 ： 荧 光 灯 、 低 压 钠 灯 等 低 气 压 气体

2、 放 电 灯 ， 高 压 汞 灯 、 高 压 钠 灯 、 金 属 卤 化 物 灯 。 此 种 光 源 具 有 分 立 的 线 状谱 。 正 常 状 态 下 气 体 不 是 导 体 。 当 气 体 原 子 受 到 具 有 一 定 能 量 的 电 子 碰 撞 时会 被 激 发 和 电 离 而 发 光 。 当 放 电 电 流 很 小 时 ， 放 电 处 于 辉 光 放 电 阶 段 ； 放 电电 流 增 大 到 一 定 程 度 时 ， 气 体 放 电 呈 低 电 压 大 电 流 放 电 ， 这 就 是 弧 光 放 电 。 我 们 可 把 气 体 放 电 光 源 分 为 三 类 ： 1) 低 压 放 电

3、 光 源 灯 内 气 体 的 总 压 强 约 1%大 气 压 左 右 。 低 气 压 放 电 光 源 有 两 种 ： 辉 光 放 电 光 源 （ 霓 虹 灯 、 氖 灯 等 ） 和 弧 光 放 电光 源 （ 低 压 钠 灯 、 荧 光 灯 、 紫 外 线 灯 合 部 分 感 应 无 极 灯 等 ） 。 低 压 气 体 放 电 灯 发 光 体 较 大 ， 发 光 均 匀 。 其 工 作 电 流 较 小 ， 辉 光 放 电 灯在 几 百 毫 安 以 内 ， 弧 光 放 电 灯 在 1 安 培 以 内 。 灯 功 率 因 而 也 较 小 ， 一 般 在200 瓦 以 内 。 低 压 气 体 放 电

4、灯 从 启 动 方 式 看 有 冷 阴 极 和 热 阴 极 两 种 。 冷 阴 极灯 不 需 预 热 可 直 接 高 电 压 启 动 ， 如 霓 虹 灯 。 热 阴 极 灯 需 进 行 预 热 ， 当 灯 丝 达到 电 子 发 射 温 度 时 再 启 动 ， 如 预 热 式 荧 光 灯 ， 需 配 用 适 宜 的 启 动 器 进 行 预 热启 动 。 低 压 气 体 放 电 灯 在 灯 点 燃 熄 灭 后 一 般 可 以 立 即 再 启 动 点 燃 。 2) 高 压 放 电 光 源 灯 内 气 体 的 总 压 强 在 1 个 10 个 大 气 压 。 光 源 有 高 压 汞 灯 、 高 压 钠

5、 灯 、 金 属 卤 化 物 灯 和 微 波 硫 灯 、 长 弧 氙 灯 等 。 高 压 气 体 放 电 灯 工 作 电 流 可 以 较 大 ， 是 大 电 流 工 作 ， 因 而 灯 功 率 可 以 做得 较 大 。 它 不 需 预 热 启 动 ， 可 配 用 适 宜 的 触 发 器 直 接 启 动 。 但 高 压 气 体 放 电灯 在 灯 点 燃 熄 灭 后 一 般 不 可 以 立 即 再 启 动 点 燃 ， 需 间 隔 一 段 时 间 待 灯 冷 却 后再 启 动 。 3) 超 高 压 放 电 光 源 灯 内 的 气 体 总 压 强 大 于 10 个 大 气 压 。 光 源 有 超 高

6、压 氙 灯 、 超 高 压 汞 灯 等 。 发 光 体 较 小 ， 近 似 高 亮 度 点 光 源 ， 便于 控 光 。二 、 高 压 钠 灯1、 工 作 原 理当 灯 泡 启 动 后 ， 电 弧 管 两 端 电 极 之 间 产 生 电 弧 ， 由 于 电 弧 的 高 温 作 用使 管 内 的 钠 汞 气 受 热 蒸 发 成 为 汞 蒸 气 和 钠 蒸 气 ， 阴 极 发 射 的 电 子 在 向 阳 极 运动 过 程 中 ， 撞 击 放 电 物 质 的 原 子 ， 使 其 获 得 能 量 产 生 电 离 或 激 发 ， 然 后 由激 发 态 回 复 到 基 态 ； 或 由 电 离 态 变 为

7、激 发 态 ， 再 回 到 基 态 无 限 循 环 ， 此 时 ，多 余 的 能 量 以 光 辐 射 的 形 式 释 放 ， 便 产 生 了 光 。 高 压 钠 灯 中 放 电 物 质 蒸 气 压很 高 ， 也 即 钠 原 子 密 度 高 ， 电 子 与 钠 原 子 之 间 碰 撞 次 数 频 繁 ， 使 共 振 辐 射 谱线 加 宽 ， 出 现 其 它 可 见 光 谱 的 辐 射 ， 因 此 高 压 钠 灯 的 光 色 优 于 低 压 钠 灯 。 高 压 钠 灯 是 一 种 高 强 度 气 体 放 电 灯 泡 。 由 于 气 体 放 电 灯 泡 的 负 阻 特 性 ， 如 果把 灯 泡 单

8、独 接 到 电 网 中 去 ， 其 工 作 状 态 是 不 稳 定 的 ， 随 着 放 电 过 程 继 续 ， 它必 将 导 致 电 路 中 电 流 无 限 上 升 ， 最 后 直 至 灯 管 或 电 路 中 的 零 部 件 被 过 流 烧 毁 。2、 伏 安 特 性 高 压 钠 灯 同 其 他 气 体 放 电 灯 泡 一 样 ， 工 作 是 弧 光 放 电 状 态 ， 伏 安 特性 曲 线 为 负 斜 率 ， 即 灯 泡 电 流 上 升 ， 而 灯 泡 电 压 却 下 降 。 在 恒 定 电 源 条 件下 ， 为 了 保 证 灯 泡 稳 定 地 工 作 ， 电 路 中 必 须 串 联 一 具

9、 有 正 阻 特 性 的 电 路 元 件来 平 衡 这 种 负 阻 特 性 ， 稳 定 工 作 电 流 ， 该 元 件 称 为 镇 流 器 或 限 流 器 。 电 阻器 、 电 容 器 、 电 感 受 器 等 均 肯 有 限 流 作 用 。 电 阻 性 镇 流 器 体 积 小 ， 价 格 便宜 ， 与 高 压 钠 灯 配 套 使 用 会 发 生 启 动 困 难 ， 工 作 时 电 阻 产 生 很 高 的 热 量 ， 需有 较 大 的 散 热 空 间 、 消 耗 功 率 很 大 ， 将 会 使 电 路 总 照 明 效 率 下 降 。 它 一 般在 直 流 电 路 中 使 用 ， 在 交 流 电

10、路 中 使 用 灯 光 有 明 显 所 闪 烁 现 象 。 电 容 性 镇流 器 虽 然 不 象 电 阻 性 镇 流 器 自 身 消 耗 功 率 很 大 ， 温 升 低 ， 在 电 源 频 率 较 低时 ， 电 容 器 充 电 时 ， 会 产 生 脉 冲 峰 值 电 流 ， 对 电 极 造 成 极 大 损 害 ， 灯 光 闪烁 ， 影 响 灯 泡 使 用 寿 命 ； 在 高 频 电 路 中 工 作 ， 电 压 波 动 能 达 到 理 想 状 态 ，成 为 理 想 的 镇 流 器 。 电 感 性 镇 流 器 损 耗 小 ， 阻 抗 稳 定 ， 阻 抗 菌 素 性 偏 差 小 ，使 用 寿 命 长

11、 ， 灯 泡 的 稳 定 度 比 电 阻 性 镇 流 器 好 ， 目 前 与 高 压 钠 灯 配 套 使 用 的镇 流 器 均 为 电 感 性 镇 流 器 。 其 缺 点 较 笨 重 及 价 格 偏 高 。 另 外 ， 电 子 镇 流 器已 经 开 始 出 现 ， 目 前 其 价 格 昂 贵 ， 可 靠 性 还 不 能 与 高 压 钠 灯 相 匹 配 ， 除 特 殊场 合 使 用 外 ， 一 般 情 况 下 很 少 被 采 用 。 所 以 ， 高 压 钠 灯 必 须 串 联 与 灯 泡 规格 相 应 的 镇 流 器 后 方 可 使 用 。 高 压 钠 灯 的 点 灯 电 路 是 一 个 非 线

12、 性 电 路 ， 功 率因 数 较 低 ， 因 此 在 网 路 上 考 虑 接 补 偿 电 容 ， 以 提 高 网 路 的 功 率 因 数 。 启 动 特 性高 压 钠 灯 启 动 后 ， 在 初 始 阶 段 是 汞 蒸 气 和 氙 气 的 低 气 压 放 电 。 这 时 候 ，灯 泡 工 作 电 压 很 低 ， 电 流 很 大 ； 随 着 放 电 过 程 的 继 续 进 行 ， 电 弧 温 度 渐 渐 上升 ， 汞 、 钠 蒸 气 压 由 放电管最 冷 端 温 度 所 决 定 ， 当 放 电 管 冷 端 温 度 达 到 稳 定 ，放 电 便 趋 向 稳 定 ， 灯 泡 的 光 通 量 、 工

13、 作 电 压 、 工 作 电 流 和 功 率 也 处 于 正 常 工作 状 态 。 在 正 常 工 作 条 件 下 ， 整 个 启 动 过 程 约 需 10 分 钟 左 右 。 启 动 特 性高 压 钠 灯 启 动 后 ， 在 初 始 阶 段 是 汞 蒸 气 和 氙 气 的 低 气 压 放 电 。 这 时 候 ， 灯 泡 工 作 电压 很 低 ， 电 流 很 大 ； 随 着 放 电 过 程 的 继 续 进 行 ， 电 弧 温 度 渐 渐 上 升 ， 汞 、 钠 蒸 气 压 由 放电 管 最 冷 端 温 度 所 决 定 ， 当 放 电 管 冷 端 温 度 达 到 稳 定 ， 放 电 便 趋 向

14、稳 定 ， 灯 泡 的 光 通 量、 工 作 电 压 、 工 作 电 流 和 功 率 也 处 于 正 常 工 作 状 态 。 在 正 常 工 作 条 件 下 ， 整 个 启 动 过 程约 需 10 分 钟 左 右 。 光 和 电 参 数高 压 钠 灯 的 光 和 电 参 数 显 色 指 数 已 提 高 到 Ra =70 80 光 通 量 维 持 率 发 光 效 率 可 达 80 流 明 / 瓦 以 上 ， 最 高 发 光 效 率 140 流 明 /瓦 电 源 电 压 变 化 对 光 、 电 参 数 的 影 响电 源 电 压 的 波 动 必 将 引 起 灯 泡 个 、 电 参 数 的 变 化 ，

15、 由 图 2.3 可 见 ，如 果 电 源 电 压 上 升 将 引 起 灯 泡 工 作 电 流 增 大 ， 促 使 电 弧 管 冷 端 温 度 提 高 ， 汞 、钠 蒸 气 压 增 高 ， 工 作 电 压 、 灯 泡 功 率 随 着 增 高 ， 造 成 要 泡 寿 命 大 大 下 降 ； 反之 ， 电 源 电 压 降 低 ， 灯 光 不 能 正 常 工 作 ， 发 光 效 率 下 降 ， 还 可 能 造 成 灯 泡 不能 启 动 或 自 行 熄 灭 。 所 以 ， 要 求 客 户 在 灯 泡 使 用 时 ， 电 源 电 压 的 波 动 不 宜 过大 ， 一 般 要 求 在 额 定 值 +6%

16、-8% 范 围 之 内 变 化 。 寿 命高 压 钠 灯 的 寿 命 高 显 色 高 压 钠 灯 的 寿 命 平 均 寿 命 平 均 寿 命 指 一 批 受 试 灯 泡 样 品 点 燃 至 50% 数 量 损 坏 时 之 时 数 。 显 色 性 的 改 善白炽灯泡工 作 时 发 出 暖 色 光 ， 而 且 显 色 性 极 佳 （ 显色指数 Ra=100 ） ，从 它 诞 生 至 今 的 相 当 长 时 间 时 里 ， 仍 然 被 人 们 广 泛 使 用 的 照明光源。 虽 然使 用 高 压 钠 灯 虽 然 有 许 多 优 点 ， 但 是 光 色 （ Ra=30 ） 、 色温约 2000K 。为

17、 了 保 持 高 压 钠 灯 的 长 寿 命 、 高 发 光 效 率 和 暖 色 调 气 氛 ； 在 改 善 显 色 性 方 面 ，人 们 经 过 孜 孜 不 倦 地 努 力 ， 已 研 制 出 符 合 上 述 要 求 的 高 显 色 高 压 钠 灯 （ 又 称白 光 高 压 钠 灯 ） 。 白 光 高 压 钠 灯高 显 色 高压钠 灯 是 在 高 压 钠 灯 的 基 础 上 ， 采 用 提 高 钠 蒸 气 压 和 增 大 电 弧 管 管径 ， 同 时 在 电 弧 管 两 端 裹 上 一 层 铌 箔 ， 提 高 冷 端 温 度 等 措 施 来 改 善 显 色 性 ；另 外 ， 提 高 充 入

18、电 弧 管 内 氙 气 压 力 ， 使 电 弧 中 心 部 分 温 度 升 高 ， 而 其 余 放 电部 分 温 度 较 低 ， 通 过 改 变 电 弧 温 度 分 布 的 途 径 来 改 善 显 色 性 ， 其 显 色 指 数 已提 高 到 Ra =70 80, 发 光 效 率 可 达 80 流 明 / 瓦 以 上 ， 可 拓 宽 应 用 领域 ， 为 使 用 高 显 色 高 压 钠 取 代 白 炽 煤 泡 成 为 现 实 。 工 作 电 路 系 统在 高 压 钠 灯 的 工 作 电 路 中 除 了 灯 泡 外 ， 还 必 须 按 内 触 发 高 压 钠 灯 或 外 触发 高 压 钠 灯 分

19、 别 选 用 相 应 的 工 作 电 路 ， 如 灯 泡 + 镇 流 器 或 者 灯 炮 + 镇 流器 + 触发器的 工 作 电 路 ， 方 可 达 到 高 压 钠 灯 正 常 工 作 的 要 求 。 高 压 钠 灯 工 作 电 路 系 统外 触 发 高 压 钠 灯 的 燃 点 电路外 触 发 高 压 钠 灯 的 燃 点 电 路 中必 须 与 配 套 镇 流 器 串 联 使 用 外 ， 还 要 在 灯 泡 两 端 并 联 一 个 触 发 器 后 ， 高 压钠 灯 方 可 正 常 使 用 。 目 前 ， 高 压 钠 灯 触 发 器 普 遍 由 电子元件组 成 ， 亦 称 为电子触发器。 它 具

20、有 无 机 械 触 点 、 可 靠 性 好 、 体 积 小 、 重 量 轻 、 使 用 方 便 等优 点 ， 而 受 到 用 户 的 青 睐 。 两 端 倍 压 式 电 子 触 发 器 的 启 动 电 路两 端 倍 压 式 电 子 触 发 器 的 电 原 理 图 ， 其 工 作 原 理 如 下 ： 电 源 电 压 在 负 半周 时 ， 电 流 经 过 V 1 、 L 1 和 L 2 向 C 2 充 电 ， 同 时 ， 经 过 L 1 向 C 1 充 电 ， 当 电 源 电 压 达 到 最 大 值 220V 2=311V 时 ， C 1 和 C 2 充 电 电 压 达 到 约 300V ， 由

21、于 V 1 的 单 向 导 电 特 性 ， U C2 电 压 值 保 持不 变 ， 而 U C1 逐 渐 放 电 ， 直 至 电 压 为 零 ； 当 电 源 电 压 在 正 半 周 时 ， 又 通 过 L 1 对 L 2 的 匝 数 比 为 10 ： 1 ， 经 过 L 1 升 压 后 输 出 脉冲电压可 达 3000V ， 使 灯 泡 启 动 点 燃 。 两 端 倍 压 式 电 子 触 发 器 的 电 路 简 单 ， 因 晶 闸 管的 触 发 电 流 随 温 度 变 化 较 大 ， 开 启 式 电 压 会 在 很 大 范 围 内 漂 移 工 作 可 靠 生 差 。它 是 早 期 使 用 的

22、高 压 钠 灯 电 子 触 发 器 。 双 向 晶 闸 管 触 发 器 启 动 电 路近 年 来 ， 双 向 晶 闸 管 触 发 器 使 用 普 遍 电 原 理 图 ， 其 工 作 原 理 如 下 ： 当 电源 电 压 正 半 周 时 ， V2 触 发 导 通 ， C1 经 过 L2 和 C2 放 电 ， L2 上 产 生感 应 电 动 势 ， 经 L1 耦 合 产 生 脉 冲 高 压 ， 使 灯 泡 启 动 点 燃 ； 在 电 源 负 半 周 时 ，灯 泡 仍 然 能 启 动 点 燃 。 图 3.4 3.3.3 三 端 电 子 触 发 器 启 动 电 路 由 于 某些 使 用 场 合 的 局

23、 限 性 ， 往 往 灯 泡 与 镇 流 器 、 触 发 器 之 间 距 离 甚 远 ， 导 致 电 子触 发 器 输 出 的 脉 冲 高 压 在 输 送 至 灯 泡 途 中 损 耗 很 大 ， 灯 泡 两 端 电 压 偏 低 不 能启 动 。 建 议 用 刻 使 用 三 端 式 电 子 触 发 器 和 三 端 式 镇 流 器 组 成 的 启 动 电 路 ， 就可 以 改 善 电 路 和 启 动 特 性 。 此 电 路 特 点 ： 它 运 用 镇 流 器 的 电感线圈作 为 脉冲 变 压 器 ， 使 电 感 量 增 加 ， 放 电 持 续 时 间 延 长 ， 有 利 于 灯 光 启 动 。 高

24、压钠灯光电参数产品型号灯功率(W)灯电压(V)灯电流(A)光通量(lm)色温(K)显色指数(Ra)平均寿命(h)灯头型号灯总长A(mm)光中心距B(mm)灯直径C(mm)灯重量(g)包装重量(只/箱)NG1501501001.801450020000 2524000E40206(Max211)13046(Max47)186 12NG250 250 3.0027000252(Max257)158 219NG400 400 4.6048000280(Max285)175 230产品名称： 高压钠灯详细说明 型号 功率 灯电流 光通量 色温 直径 全长 灯头 平均寿命 玻壳NG50-T 50W 0.

25、76A 3400lm 2000K 37.5mm 155mm E27 18000h TNG70-T 70W 0.98A 5800lm 2000K 37.5mm 155mm E27 18000h TNG100-T 100W 1.20A 9200lm 2000K 37.5mm 1 55mm E27 18000h TNG110-T 110W 1.30A 10000lm 2000K 37.5mm 155mm E27 18000h TNG150-T1 150W 1.80A 15000lm 2000K 37.5mm 170mm E27 18000h TNG150-T2 150W 1.80A 15000lm

26、2000K 46mm 215mm E40 18000h TNG250-T 250W 3.00A 26000lm 2000K 46mm 260mm E40 24000h TNG400-T 400W 4.60A 47000lm 2000K 46mm 280mm E40 24000h TNG600-T 600W 6.20A 65000lm 2000K 46mm 280mm E40 2 4000h TNG1000-T 1000W 10.30A 120000lm 2000K 66mm 385mm E40 18000h T特点： 发光效率高，寿命长；节能环保，性能稳定, 良好的透雾性。应用：道路照明，城市

27、照明，机场，码头，及工业照明等场合，应用极广。二 、 应 用 情 况 介 绍高 压 钠 灯 使 用 时 发 出 金 白 色 光 ， 它 具 有 发 光 效 率 高 、 耗 电 少 、 寿 命 长 、透 雾 能 力 强 和 不 诱 虫 等 优 点 。 广 泛 应 用 于 道 路 、 高 速 公 路 、 机 场 、 码 头 、 船坞 、 车 站 、 广 场 、 街 道 交 汇 处 、 工 矿 企 业 、 公 园 、 庭 院 照 明 及 植 物 栽 培 。 高显 色 高 压 钠 灯 主 要 应 用 于 体 育 馆 、 展 览 厅 、 娱 乐 场 、 百 货 商 店 和 宾 馆 等 场 所照 明 。

28、高压钠灯报价：产品名称： 高压钠灯产品型号： NG250-T原 产 地： 上海 参考价格： 32 元/只产品名称： 高压钠灯 PH SON-T70WP当 前 价：62.60 元/个 最小起订：不限 产品名称：高压钠灯泡当 前 价：20.00 元/个 最小起订：50 个 产品名称： 高压钠灯 PH SON 150W 当 前 价：65.10 元/个 最小起订：不限 产品名称： 高压钠灯 PH SON-T 100当 前 价：58.80 元/个 最小起订：不限 产品名称： 飞利浦，400W，高压钠灯当 前 价：76.00 元/只 最小起订：12 只 产品名称： 内触发高压钠灯 SON I 70W当 前 价：59.90 元/个 最小起订：不限产品名称：涂粉高压钠灯，道路照明灯，钠灯当 前 价：1.00 元/只 最小起订：500 只 产品名称：高压钠灯，道路照明灯，泛光灯，当 前 价：1.00 元/只 最小起订：500 只