Электрическая схема включения металло-галогенных ламп

Металло-галогенные лампы, как любой газоразрядный источник света, требуют специальной схемы включения (рис. 5).

Рис.5 – Схема включения МГЛ.

Для возникновения разряда в газовом промежутке необходимо напряжение, в несколько десятков раз превышающее напряжение сети. Это обеспечивается входящим в схему пуско-регулирующим аппаратом (ПРА), блоком зажигания (БЗ) или блоком мгновенного перезажигания (БМП). Пуско-регулирующий аппарат выполняет три функции: подачу на лампу достаточного по величине напряжения для ее зажигания, регулирование увеличивающегося в процессе разгорания разряда тока, перезажигание разряда через каждый полупериод частоты сети.

В момент прохождения тока через нуль и перемены полярности число электронов должно быстро увеличиваться от малого до нормального значения. Скорость ионизации должна быть очень высокой, чтобы новые энергетические пары (ионы и электроны) возникали быстрее, чем их потери. Для этого продольное электрическое поле должно быть выше, чтобы в бестоковую паузу каждого полупериода (прохождение через нуль), обеспечить запас энергетических пар.

При необходимости повторного зажигания горячей лампы, когда пары металлов в горелке не пришли в исходное состояние и давление паров не соответствует исходному, напряжение, способное возбудить разряд, должно быть еще выше первичногонапряжения зажигания, что обеспечивается блоком мгновенного перезажигания (БМП).

Для каждого типа металлогалогенных ламп, различных по мощности и конструкции, требуются свои уровни напряжения зажигания и перезажигания. Таким образом ПРА и БМП индивидуальны для каждого типа металло-галогенных ламп. Например для лампы ДРИШ-575 («Лисма») при напряжении питающей сети 220 В, напряжение первичного зажигания равно 12 кВ, а напряжение повторного перезажигания уже составляет25 кВ. Напряжение 95 В на лампе после стабилизации разряда поддерживает ПРА.

При всех неоспоримых преимуществах металлогалогенных ламп, таких как высокая светоотдача, превращение в тепло не более 20% подводимой мощности, что снижает расходы на кондиционирование, необходимо отметить и некоторые недостатки: наличие времени разгорания (от 2 до 5 мин.) для стабилизации световых и калориметрических параметров; ограничения в регулировке величины светового потока (от 100% до 35%), что накладывает ограничения на динамику света; наличие в схеме ПРА и БМП, которые являются возможными дополнительными источниками нестабильности в работе осветительного прибора; наличие УФ-составляющей излучения, оказывающей вредное воздействие па человека, выражающееся в воспалении слизистой оболочки глаз и покраснении кожи. Наличие УФ-составляющей в излучении осветительных приборов с МГЛ требует соблюдения определенных мер безопасности, основными из которых являются: работа только с приборами, имеющими защитные стекла, а линзы Френеля должны быть без трещин; использование мелкоструктурных рассеивателей; и соблюдение определенных расстояний при размещении ОП на игровой площадке.

В современных кинотелеосветительных приборах применяются МГЛ двух типов: с односторонним и с двухсторонним цоколем.

Рассмотрим некоторые общие параметры различных МГЛ с односторонним цоколем:

· HMI W/SE (Osram) - линейка ламп мощностью от 125 до 12 000 Вт. Время разгорания 2-3 мин., световая отдача от 68 до 95 лм/Вт, Т_цв излучения 6000 К и индекс цветопередачи Ra > 90. Срок службы ламп от 150 до 750 час. (в зависимости от мощности лампы)

· MSR (Philips) - линейка ламп мощностью от 125 до 6000 Вт. Фирмой выпускаются две модификации этих ламп. Лампы индексом HR перезажигаются в горячем состоянии, их время разгорания составляет 2-3 мин. Световая отдача от 75 до 96 лм/Вт, Т_цв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 92. Срок службы от 200 до 1000 ч (в зависимости от мощности лампы).

Лампы без индекса HR вгорячем состоянии не перезажигаются, и для их повторного зажигания необходимо время (5-10 мин.), чтобы лампа остыла. Время выхода на рабочий режим составляет 2 мин. Световая отдача 80-91 лм/Вт, Т_цв излучения 6000 К. Фирмой также выпускаются лампы MSR 575/2, MSR 700/2, имеющие цветовую температуру излучения 7200 К. Срок службы таких ламп 800- 1000 ч.

· ДРИШВ ("Лисма"). Лампы выпускаются только мощностью 200 и 575 Вт. Световая отдача 70 и 76,5 лм/Вт соответственно, Т_цв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra - 85. Срок службы -100 ч (для лампы мощностью 200 Вт) и 300 ч (для лампы мощностью 575 Вт).

МГЛ с двусторонним цоколем были разработаны раньше, чем МГЛ с односторонним цоколем:

ДРИШ ("Лисма") – линейка ламп мощностью от 200 до 7000 Вт. Время разгорания 3-5 мин. Световая отдача от 70 до 92 лм/Вт, Т_цв излучения 6000 К (кроме ламп ДРИШ 200-2 и ДРИШ 7000-2, у которых нормируется цветофотографическая температура, равная 6500 К). Лампа мощностью 575 Вт имеет индекс цветопередачи Ra равный 85, индекс цветопередачи остальных ламп - 80, у ламп ДРИШ 200-2 и ДРИШ 7000-2 индкс передачи не нормируется. Срок службы составляет от 150 до 500 ч. Основные параметры металлогалогенных ламп фирмы «Лисма» этой серии приведены в Таблице 4.

· HMI (Osram) - линейка ламп мощностью от 200 до 18 000 Вт. Время разгорания ламп 3 мин. Световая отдача от 70 до 96лм/Вт, Т_цв излучения 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 90. Срок службы от 300 до 500 ч.

· MSI (Philips) - линейка ламп мощностью от 575 до 12 000 Вт. Время разгорания 3 мин. Световая отдача от 85 до 96 лм/Вт, Т_цв излучения ламп 6000 К, индекс цветопередачи Ra > 92.Срок службы от 100 до 1000 ч.

Все лампы могут мгновенно перезажигаться в горячем состоянии и применяться с электронными и электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (балластами). Все рассмотренные лампы одной мощности взаимозаменяемы.

Таблица 4. Основные параметры металлогалогенных ламп фирмы «Лисма».

Тип	Напря-	Мощ-	Световой	Свето-	Цветовая	Индекс	Диаметр	Длина	Срок
источника	ние	ность	поток	вая	темпе-	цветопе-	колбы	лампы	служ-
света				отдача	ратура	редачи			бы
		Р	F			Ra	D	L	t
	В	Вт	Клм	лм/Вт	К		мм	мм	час

ДРИШ-200	14,0 - 16,0	6000 ±500
ДРШП-575-1	40,0 - 44,0	6000 ± 500
ДРИШ-1200 -1	100,0 - 110,0	6000 ±500
ДРИШ-2500 -1	220,0 - 240,0	6000 ±500
ДРИШ-4000 -1	370,0 - 400,0	6000 ±500

Люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы – газоразрядные источники низкого давления – сначала нашли широкое применение в быту и промышленности. В последнее десятилетие они стали применяться и в кинотелевизионном освещении.

Для практического использования излучения в парах ртути в этом типе ламп и создания такого источника света необходим преобразователь невидимого ультрафиолетового излучения в излучение видимого участка спектра, преобразующий также монохроматическое УФ-излучение в сплошное. Таким преобразователем для ряда газоразрядных ламп является люминофор. Подобранный соответствующим образом, люминофор способен преобразовать излучения ртути практически по всей кривой излучения АЧТ.

Наиболее частым наполнителем люминисцентных ламп является ртуть. Максимальный выход УФ-излучения, которое является хорошим возбудителем свечения люминофора, происходит при низком давлении паров ртути внутри колбы. Люминофор, покрывающий внутреннюю поверхность трубки-колбы, подбирается в соответствии с областью применения ламп. Для использования в кинотелевизионном освещении фирмой Osram созданы люминесцентные лампы, имеющие практически сплошной спектр излучения.

Они представляют собой стеклянную цилиндрическую трубку (рис. 6), внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора. В концах трубки впаяны контактные группы с электродами.

Рис.6 – Конструкция люминесцентной лампы:

1 – стеклянная трубка, 2 – вольфрамовые электроды, 3 – люминофор, 4 – атомы ртути, 5 – УФ-излучение атомов ртути, 6 – видимое излучение люминофора.

Лампа наполнена небольшим количеством ртути и инертным газом или смесью инертных газов, назначение которых – уменьшение распыления электродом при работе лампы и облегчение зажигания разряда. После зажигания в лампе возникает разряд низкого давления (преимущественно в парах ртути), который является источником излучения в УФ-области спектра и незначительного излучения в видимой области спектра. УФ-излучение поглощается люминофором и преобразуется в видимое излучение. Таким образом, основная доля излучения ЛЛ приходится на излучение люминофора, а излучение ртути играет роль возбудителя.

Эти лампы называют источниками "холодного" света, так как из подводимой к ЛЛ мощности на выделение тепла идет всего около 24%.

Характеристики ЛЛ зависят от температуры окружающей среды, оптимальная - 20-30ºС. При отклонении температуры от оптимального значения (как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения) происходили снижение светового потока, особенно сильное при уменьшении температуры, ухудшение условий зажигания и сокращение срока службы, а также рост времени разгорания. Перегрев ламп вызывает понижение светового потока, изменение спектрального состава излучения за счет увеличения роли излучения линий ртути и, следовательно, его цветности.

Как и все разрядные лампы, ЛЛ включаются в сеть при помощи специальной пускорегулирующей аппаратуры, обеспечивающей их надежное зажигание и нормальный режим работы.

Для уменьшения пульсации светового потока ЛЛ, вызванной пульсацией УФ-излучения столба разряда при питании лампы переменным током, применяются специальные ПРА, которые позволяют осуществлять питание лампы напряжением повышенной частоты. Уменьшение пульсаций происходит за счет инерционности свечения люминофора и появления постоянной составляющей в излучении разряда, начиная с 400 Гц. При частотах свыше 1000 Гц глубина пульсаций ничтожно мала и стробоскопический эффект отсутствует. Кроме того, с увеличением частоты растет световая отдача.

Важным преимуществом ЛЛ является то, что при регулировании светового потока цветовая температура излучения этих ламп практически не изменяется.

Достоинства ЛЛ:

• высокая световая отдача и большой срок службы;

• низкие яркость и температура поверхности лампы;

• возможность регулирования светового потока ЛЛ при практически постоянной Тц_В их излучения;

• очень маленькое выделение тепла.

Недостатки ЛЛ:

• трудность перераспределения и концентрации их светового потока в пространстве;

• зависимость надежности работы от температуры окружающей среды;

• включение в сеть только с ПРА или стартером.

Световая отдача ЛЛ с улучшенной цветопередачей ниже, чем у обычных люминесцентных ламп.

Рассмотрим параметры некоторых наиболее распространенных моделей ЛЛ мощностью 36 и 55 Вт:

• DULUX L (Osram). Лампы мощностью 36 и 55 Вт с индексом 32 имеют Т_цв излучения 3100 К. Световая отдача ламп составляет 53 и 55 лм/Вт соответственно. Лампы с индексом 12 имеют Т_цв излучения 5400 К и световую отдачу 55 и 57 лм/Вт соответственно. Срок службы ламп 8000 ч. Индекс цветопередачи Ra = 90.

• Studioline (Osram) - лампы мощностью 55 Вт с индексами 3200 (Т_цв =3200 К) и 5600 (Т_цв =5600 К) имеют световую отдачу 67 и 69 лм/Вт соответственно и срок службы 8000 ч. Индекс цветопередачи Ra = 90.

• PL L (Philips) - лампы мощностью 36 и 55 Вт с индексом 930 имеют Т_цвизлучения 3000 К, их световая отдача 61 и 67 лм/Вт соответственно. Лампы с индексом 950 имеют Т_цв излучения 5300 К, световую отдачу 67 и 69 лм/Вт соответственно. Срок службы ламп составляет 5000 ч. Индекс цветопередачи

Ra > 90.

Достаточно большую номенклатуру люминесцентных ламп TRUE MATCH производит фирма Kino Flo в широком диапазоне мощностей 6, 8, 14, 20, 30, 40, 85 и 110 Вт с цветовой температурой 2900 К (KF-29), 3200 К (KF-32) и 5500 К (KF-55). ЛЛ Kamio Lamhs представляют собой люминесцентный светильник в виде трубки диаметром 15 мм изогнутой в окружность диаметром 152 мм и выпускается на цветовую температуру 3200 К (Ring Light Tungsten) и 5500 К (Ring Light Daylight) одного номинала мощности – 10 Вт. Фирма Kino Flo дополняет номенклатуру ЛЛ, работающих в видимой части спектра, лампами разных цветов Blue (двух типов – на средние длины волн 420 нм и на 450 нм), Green (двух типов – на средние длины волн 525 нм и на 550 нм), Red (625 нм), Pink (612 нм), Gold (580 нм) UV Blacklight (350 нм).

В заключение следует отметить, что в осветительных приборах для кинотелеосвещения рекомендуется применение только ЛЛ с указанными выше индексами, которые имеют улучшенную цветопередачу (категория 1А). Лампы с другими индексами, например DULUX с индексом 31 или PL L с индексом 830, имеют цветопередачу категории 1В, что соответствует индексу цветопередачи Ra < 80, поэтому их использование в кинотелевизионном освещении нежелательно, так как приводит к искажениям цветопередачи.