Плазменная лампа
Плазменные лампы представляют собой тип безэлектродной газоразрядной лампы, питаемой от радиочастотной (РЧ) энергии. Они отличаются от новаторских плазменных ламп , которые были популярны в 1980-х годах.
Внутренне-безэлектродная лампа была изобретена Николой Теслой высокой частоты после его экспериментов с токами в вакуумированных стеклянных трубках с целью освещения и изучения явлений высокого напряжения . Первыми практическими плазменными лампами были серные лампы производства Fusion Lighting. У этой лампы было несколько практических проблем, и она не имела коммерческого успеха. Плазменные лампы с внутренним люминофорным покрытием называются люминесцентными лампами с внешним электродом (EEFL); эти внешние электроды или концевые проводники создают радиочастотное электрическое поле.
Описание
[ редактировать ]Современные плазменные лампы представляют собой семейство источников света, которые генерируют свет путем возбуждения плазмы внутри закрытой прозрачной горелки или колбы с использованием радиочастотной (РЧ) энергии. Обычно в таких лампах используется благородный газ или смесь этих газов и дополнительных материалов, таких как галогениды металлов , натрий , ртуть или сера . В современных плазменных лампах волновод используется для ограничения и фокусировки электрического поля в плазме. В процессе работы газ ионизируется, а свободные электроны , ускоряемые электрическим полем , сталкиваются с газом и атомами металла. Некоторые атомные электроны, кружащиеся вокруг атомов газа и металла, возбуждаются в результате этих столкновений, переводя их в более высокое энергетическое состояние. Когда электрон возвращается в исходное состояние, он испускает фотон , что приводит к видимому свету или ультрафиолетовому излучению, в зависимости от материала наполнителя.
Первой коммерческой плазменной лампой была лампа ультрафиолетового отверждения с колбой, наполненной аргоном и парами ртути, разработанная Fusion UV . Эта лампа привела компанию Fusion Lighting к разработке серной лампы — колбы, наполненной аргоном и серой, которая бомбардируется микроволнами через полый волновод . Лампочку приходилось быстро раскручивать, чтобы сера не прогорела. Коммерческого успеха Fusion Lighting не достигла, но другие производители продолжают выпускать серные лампы . Серные лампы, хотя и относительно эффективны, имели несколько проблем, главным образом:
- Ограниченная жизнь. Срок службы магнетронов ограничен.
- Большой размер
- Нагрев. Сера прожгла стенку колбы, если ее не вращать быстро.
- Высокая потребность в мощности. Они не могли поддерживать плазму мощностью менее 1000 Вт.
Ограниченная жизнь
[ редактировать ]В прошлом срок службы плазменных ламп был ограничен магнетроном, используемым для генерации микроволн. Твердотельные радиочастотные чипы можно использовать и обеспечить долгий срок службы. Однако использование твердотельных чипов для генерации радиочастот в настоящее время на порядок дороже, чем использование магнетрона , и поэтому подходит только для дорогостоящих осветительных ниш. из Швеции показала Недавно компания Dipolar [1] возможность продлить срок службы магнетронов до более чем 40 000 часов. [1] делая возможными недорогие плазменные лампы.
Тепло и мощность
[ редактировать ]Использование волновода с высокой диэлектрической проницаемостью позволило поддерживать плазму при гораздо меньших мощностях - в некоторых случаях до 100 Вт. Это также позволило использовать обычные материалы для наполнения газоразрядных ламп , что избавило от необходимости вращать лампочку. Единственная проблема с керамическим волноводом заключалась в том, что большая часть света, генерируемого плазмой, задерживалась внутри непрозрачного керамического волновода.
Высокоэффективная плазма (ВЭП)
[ редактировать ]Высокоэффективное плазменное освещение — это класс плазменных ламп, эффективность системы которых составляет 90 люмен на ватт или более. Лампы этого класса потенциально являются наиболее энергоэффективным источником света для наружного, коммерческого и промышленного освещения. Это связано не только с их высокой эффективностью системы, но и с небольшим источником света, который они представляют, что обеспечивает очень высокую эффективность светильника.
Рейтинг эффективности светильников (LER) — это единственный показатель качества, определенный Национальной ассоциацией производителей электрооборудования для решения проблем, связанных с заявлениями производителей осветительных приборов об эффективности. [2] и предназначен для обеспечения надежного сравнения типов освещения. Он рассчитывается как произведение эффективности светильника (EFF) на общую номинальную мощность лампы в люменах (TLL) на коэффициент балласта (BF), разделенное на входную мощность в ваттах (IP):
- LER = EFF × TLL × BF / IP
«Эффективность системы» для высокоэффективной плазменной лампы определяется тремя последними переменными, то есть исключает эффективность светильника. Хотя плазменные лампы не имеют балласта, они имеют ВЧ-источник питания, выполняющий эквивалентную функцию. В безэлектродных лампах учет электрических потерь, или «коэффициента балласта», в заявленных люменах на ватт может быть особенно важным, поскольку преобразование электрической энергии в радиочастотную (РЧ) мощность может быть крайне неэффективным процессом.
Многие современные плазменные лампы имеют очень маленькие источники света — намного меньшие, чем лампы HID или люминесцентные лампы, — что также приводит к гораздо более высокой эффективности светильника. Газоразрядные лампы высокой интенсивности имеют типичный КПД светильника 55 %, а люминесцентные лампы — 70 %. Плазменные лампы обычно имеют КПД светильника, превышающий 90%.
Приложения
[ редактировать ]Плазменные лампы используются для освещения высотных зданий и улиц , а также для освещения сцен . Некоторое время они использовались в некоторых проекционных телевизорах . [3] [4] [5]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Ceravision Ltd (19 мая 2009 г.). «Ceravision и Dipolar формируют глобальный альянс для внедрения сверхэффективных технологий освещения... -- МИЛТОН КЕЙНС, Англия, 19 мая /PRNewswire/ --» .
- ^ Процедура определения показателей эффективности светильников для промышленных светильников с разрядом высокой интенсивности (HID). Архивировано 1 мая 2009 г. в Wayback Machine.
- ^ «Подарок ЛИФИ: проекционные телевизоры Panasonic не перегорают» . cnet. 9 января 2007 г.
- ^ «В новых проекционных ЖК-телевизорах Panasonic используется загадочная долговечная лампочка быстрого запуска «LIFI»» . 22 августа 2007 г.
- ^ «Luxim выпускает твердотельные плазменные источники света серии LIFI STA-40» . Журнал «Светодиоды» . 13 ноября 2008 г. Проверено 30 октября 2019 г.
