Способ питания безэлектродного газоразрядного источника света

Способ питания безэлектродного газоразрядного источника света

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение используют при питании безэлектродных источников когерентного и некогерентного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что питают источник излучения пакетами высокочастотных импульсов. Длительность пакета импульсов равна времени разгорания свечения пзалмы до максимума. Пауза между пакетами импульсов равна времени затухания свечения плазмы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 05 В 41/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4641397(07 (22) 25.01.89 (46) 30.03.92. Бюл. M 12 (71) Мордовский государственный университет им, Н.П.Огарева (72) Б.Н.Денисов, В.Я.Гришаев и Е.В.Никишин (53) 621,327,6(088.8) (56) Рейзер Ю.П, Физика газового разряда. - М.: Наука, 1987, с, 348;

Там же, с. 572 573.. Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при питании безэлектродных источников света.

Известны способы питания газоразряд.ных источников света, заключающиеся в создании безэлектродного разряда индукционным или емкостным методом.

Однако известные способы питания не обеспечивают высокий КПД источников света..

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ питания безэлектродных источников света, заключающийся в создании безэлектродного разряда емкостным методом за счет непрерывной последовательности коротких импульсов. электрического поля большой скважности и длительностью паузы между импульсами меньшей времени затухания свечения плазмы.

Однако существующий способ не обеспечивает высокий КПД безэлектродного источника света, Повышение КПД с помощью существующего способа возможно только

„„5U„„1723676 А1 (54) СПОСОБ ПИТАНИЯ БЕЗЭЛЕКТРОДНОГО

ГАЗОРАЗРЯДНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА (57) Изобретение используют при питании безэлектродных источников когерентного и некогерентного изЛучения. Сущность изобретения заключается в том, что питают источник излучения пакетами высокочастотных импульсов. Длительность пакета импульсов равна времени разгорания свечения пзалмы до максимума. Пауза между пакетами импульсов равна времени затухания свечения плазмы. 6 ил. за счет увеличения мощности электромагнитного поля в импульсе. Но это технически сложно, Испольэовать особенности кинети- ки свечения плазмы для увеличения свето- Я отдачи с помощью существующего способа невозможно. Это связано с тем. что в известном способе импульсы напряжения, которые подают на источник света, следуют непрерывно. и поэтому невозможно использовать для повышения КПД высокоэффективные процессы излучения плазмы, происходящие в течение 10 — 10 с с момента включения импульсного электрического поля.

Цель изобретения — повышение КПД источника света путем использования высокоэффективных процессов свечения плазмы в начальный момент разгорания. l

Поставленная цель достигается тем. что в способе питания безэлектродного газоразрядного источника света, при котором питающее напряжение подают импульсами высокой частоты с паузой между ними, меньшей времени затухания свечения плазмы, указанные импульсы подают пакетами с

1723676 длительностью пакета, равной времени разгорания свечения плазмы до максимума и паузой между пакетами, равной времени затухания свечения плазмы.

Способ осуществляют устройством, которое включает (фиг. 1) высокочастотный генератор 1 и модулятор 2. Высокочастотное электромагнитное поле подводят к источнику света емкостным или индукционным методом. В случае емкостного метода источник света помещают между обкладками конденсатора, нэ которые подают высокочастотное электрическое поле (фиг. 2).

При индукционном методе питания катушку индуктивности, на которую подается высокочастотное напряжение, помещают внутрь или вне источника света (фиг. 3). В качестве модулятора используют генератор прямо. угольных импульсов Напряжения с возможностью изменения длительности пакетов импульсов и паузы между ними. Длительность фронта модулирующих импульсов напряжения (гф) должна быть меньше. постоянных времени нарастания { г ) и затухания (t>) свечения плазмы: тф/т < 0,1; цlt3 < 0,1. Модулятор используют для модуляции высокочастотного напряжения генератора. В результате на выходе генератора получают пакеты высокочастотных импульсов.

Пример. Проводили сравнительное исследование КПД безэлектродного источника света при питании его непрерывной серией высокочастотных импульсов частотой 20 M Гц и пакетами высо кочастотн ых импульсов с частотой повторения пакетов, равной 250 Гц. Частота импульсов в пакете

20 .МГц. В качестве источника света использовали ртутную газоразуядную лампу с давлением паров ртути 10 мм рт.ст. Исследование КПД проводили для линии

254 нм. Лампу помещали в катушку генератора. Разряд Н-типа. Средняя мощность электромагнитного поля в пакете импульсов равна средней мощности непрерывнойй серии высокочастотных импульсов электромагнитного поля. КПД расчитывали как отношение средней мощности излучения плазмы к средней мощности электромагнитного поля.

Приведена кривая разгорания свечения плазмы А 254 нм) (фиг. 4) при подаче на безэлектродный источник света непрерывной серии импульсов электромагнитного поля частотой 20 МГц. Разряд Н-типа. Из фиг. 4 видно, что в начальный момент времени, равный 5 10 с, интенсивность све-5 чения плазмы превосходйт установившееся свечение в 1.8 раза. Следовательно, если длительность пакета высокочастотных импульсов электромагнитного поля будет равной времени достижения максимума на кривой разгорания свечения плазмы, то

5 КПД разряда возрастает примерно в 1,8 раза.

На фиг, 5 приведена зависимость светоотдачи (il = 254 нм) от длительности пакета высокочастотных импульсов электромаг10 нитного поля. КПД лампы (Л = 254 нм) при питании ее непрерывной последовательностью высокочастотных импульсов частотой

20 МГц принята за 1. Частота следования пакетов импульсов электромагнитного поля

15 250 Гц. Длительность паузы (3,95 10 з с) между импульсами значительно превышает время затухания плазмы (0,03 10 с).

На фиг. 5 видно, что при длительности пакетов высокочастотных импульсов элект20 ромагнитного поля, равной времени достижения максимума (0,05 10 с), КПД безэлектродного источника света достигает максимума и в 1,7 раза выше КПД при питании источника света непрерывной по25 следовательностью импульсов электромагнитного поля. Выбор длительности паузы между пакетами импульсов, значительно большей времени затухания свечения плазмы, обусловлен тем, что если свечение

30 плазмы к моменту прихода следующего пакета импульсов существует, то высота выброса на кривой разгорания свечения плазмы уменьшается и КПД источника света падает.

35 Нэ фиг. 6 приведена зависимость КПД ртутной газоразрядной лампы от длительности паузы между пакетами высокочастотных импульсов электромагнитного поля, Измерение КПД газового разряда проводили

40 для излучения с А = 254 нм. Эксперимент проведен при тех же условиях и на той же лампе, что и эксперимент, изображенный на фиг. 5. Длительность пакета высокочастотных импульсов 0,05 10 с. Из фиг. 6

45 видно, что при длительности паузы, большей времени затухания свечения плазмы, КПД источника света при питании его пакетами импульсов электромагнитного поля выше, чем при питании непрерывной

50 последовательностью импульсов, Если длительность пакетов импульсов меньше времени затухания свечения плазмы, КПД резко падает.

Использование предлагаемого спосо55 ба питания безэлектродного источника света позволяет повысить КПД источника света более чем в 1,5 раза, что приводит к экономии электроэнергии в народном хозяйстве.

1723676

Формула изобретения

Способ питания безэлектродного газоразрядного источника света, при котором питающее напряжение подают импульсами высокой частоты с паузой между ними, меньшей времени затухания свечения плазмы, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД источника света, указанные импульсы подают пакетами с длительностью пакета, равной времени разгорания свечения плазмы до максимума, и паузой между пакетами, равной времени затухания свечения плазмы.

1723676 к!О с д

Т 10,с

1723676 гс» ев М

»

С»»» . е »» »С д « Э

Составитель Б, Денисов

Редактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор О, Кундрик, Заказ 1070 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101