СВЕТОТЕХНИКА

Безэлектродные люминесцентные лампы

Срок службы обычных люминесцентных ламп определяется двумя факторами: спадом светового потока за счет «отравления» люмино­фора атомами ртути и продуктами распыления электродов и потерей эмиссионной способности электродов из-за полного расхода акти­вирующего покрытия. Если раньше решающим был первый из этих факторов, то в последние годы научились делать лампы с защитной пленкой на люминофоре, значительно уменьшившей спад светового потока, и срок службы ламп нового поколения (Т5) определяется, в основном, уже только эмиссионной способностью электродов. По­этому создание ламп без электродов — это реальный путь повыше­ния срока службы люминесцентныхламп.

Возбуждение атомов до высокого энергетического уровня и свя­занное с этим свечение могут происходить не только при протекании электрического тока через разрядный промежуток, но и при воздей­ствии высокочастотного электромагнитного поля. Спектр излучения при этом остается таким же, как и при возбуждении атомов протека­ющим электрическим током. Это давно известное явление удалось претворить в реальные и жизнеспособные конструкции источников света только в 90-е годы минувшего века бла­годаря достижениям полупроводниковой элек­троники. Сейчас три мировых лидера в обла­сти источников света (Philips, Osram, General Electric) производят безэлектродные люмине­сцентные лампы низкого давления трех раз­ных типов.

Несмотря на совершенно различное кон­структивное исполнение, принцип работы этих трех типов ламп одинаков (рис. 35). С помо­щью преобразователя 1 напряжение сети пре­образуется в высокочастотное, которое пита­ет индуктор 2. Высокочастотное электромаг­нитное поле передается индуктором в разряд­ный объем 3, представляющий собой стеклян­ную колбу, наполненную инертным газом и ртутью и покрытую изнутри люминофором.

Под действием высокочастотного электромагнитного поля в разряд­ном объеме происходит возбуждение атомов ртути, при котором до 80 % подводимой мощности превращается в ультрафиолетовое из­лучение. Это излучение вызывает свечение люминофора точно так же, как это происходит в обычныхлампах. Строго говоря, в «разряд­ном объеме» никакого разряда нет — в нем нет электродов, и элект­рический ток там не протекает и не может протекать. Но так как фи­зические процессы, вызывающие свечение, здесь аналогичны тем, которые происходят в люминесцентных лампах, безэлектродные лам­пы традиционно относят к классу разрядных источников света.

Первые промышленные образцы безэлектродных люминесцен­тных ламп под названием QL были выпущены фирмой Philips в 1991 году. Лампы имеют грушевидную форму с диаметром колбы около 100 мм, мощность 85 Вт, световую отдачу около 50 лм/Вт и срок службы 60000 (!) часов. Цветность излучения определяется со­ставом люминофора. Преобразователь, работающий с частотой 2,65 МГц, находится в отдельной коробке, расположенной рядом с лам­пой, индуктор — в патроне. Сейчас лам­пы типа QL выпускаются с двумя значе­ниями мощности — 85 и 125 Вт (рис. 36).

Большой срок службы этих ламп делает их незаменимыми там, где светильники труднодоступны для обслуживания (то есть для замены ламп) — в высоких це­хах, в заградительных огнях на высоких трубах или мачтах и т. п. Лампы очень дороги, но часто их применение эконо­мически вполне оправдано. В качестве примера их использования можно на­звать сигнально-заградительные огни на трубах Норильского горно­металлургического комбината высотой около 300 метров.

В 1994 году фирма General Electric выпустила свою безэлект - родную люминесцентную лампу под названием Genura. Лампа мощ­ностью 23 Вт по форме и размерам близка к лампе накаливания мощ­ностью 100 Вт (диаметр 80 мм) и снабжена цоколем Е27. По светово­му потоку она эквивалентна лампе накаливания мощностью 100 Вт, а по сроку службы превосходит ее в 15 раз. Цветность лампы Genura также близка к цветности ламп накаливания. Рабочая частота преоб­разователя, который находится в цоколе лампы, — 2,5 МГц.

В 1998 году и третий электроламповый гигант — Osram — начал производить свои безэлектродные люминесцентные лампы под на­званием Endura. Мощность первой лампы этого типа — 150 Вт, све­товая отдача — около 80 лм/Вт. Лампа сделана в виде буквы О с
длиной 414, шириной 139 и высотой 72 мм. По обеим коротким сто­ронам лампы расположены индукторы в виде кольцевых трансфор­маторов, охватывающих колбу. Преобразователь расположен в от­дельном блоке, который может быть удален от лампы на расстояние до 0,5 м. Частота генерации преобразователя — около 250 кГц. Срок службы таких ламп — 60000 часов. С 1999 года Osram начал произ­водство ламп Endura мощностью 100 Вт с меньшими габаритами — (313 х 139 х 72 мм). Лампы Endura применяются для освещения улиц в некоторых городах Германии, а также для освещения промышлен­ных предприятий, особенно таких, где светильники расположены на большой высоте и замена ламп вызывает определенные трудности.

На выставке «Интерсвет-2003» в Москве впервые были показа­ны безэлектродные люминесцентные лампы китайского производства.

В России безэлектродные люминесцентные лампы не произво­дятся.