Плазменные лампы представляют собой безэлектродные газоразрядные лампы, питаемые от радиочастотной (РЧ) энергии. Они отличаются от новинок плазменных ламп, которые были популярны в 1980-х годах.
Безэлектродная лампа была изобретена Никола Тесла после его экспериментов с высокочастотными токами в вакуумированных стеклянных трубках для освещения и изучения явлений высокого напряжения . Первыми практическими плазменными лампами были серные лампы, произведенные Fusion Lighting. Эта лампа имела ряд практических проблем и не имела коммерческого успеха. Плазменные лампы с внутренним люминесцентным покрытием называются люминесцентными лампами с внешними электродами (EEFL); эти внешние электроды или концевые проводники создают высокочастотное электрическое поле.
Описание [ править ]
Современные плазменные лампы представляют собой семейство источников света, которые генерируют свет путем возбуждения плазмы внутри закрытой прозрачной горелки или лампы с использованием мощности радиочастоты (RF). 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 ускоряются электрическим полем., сталкиваются с атомами газа и металла. Некоторые атомные электроны, вращающиеся вокруг газа и атомов металла, возбуждаются этими столкновениями, переводя их в более высокое энергетическое состояние. Когда электрон возвращается в исходное состояние, он испускает фотон , в результате чего образуется видимый свет или ультрафиолетовое излучение, в зависимости от материалов наполнителя.
Первой коммерческой плазменной лампой была ультрафиолетовая лампа для отверждения с колбой, заполненная парами аргона и ртути, разработанная Fusion UV . Эта лампа привела Fusion Lighting к разработке серной лампы , лампы, наполненной аргоном и серой, которую бомбардируют микроволнами через полый волновод . Лампочку нужно было быстро вращать, чтобы она не перегорела. Fusion Lighting не достигла коммерческого успеха, но другие производители продолжают выпускать серные лампы . Серные лампы , хотя и относительно эффективны, имеют ряд проблем, в основном:
- Ограниченный срок жизни - Магнетроны имели ограниченный срок службы.
- Большой размер
- Тепло - сера прожигала стенки колбы, если они не вращались быстро.
- Высокая потребляемая мощность - они не могли поддерживать плазму мощностью менее 1000 Вт.
Ограниченная жизнь [ править ]
В прошлом срок службы плазменных ламп ограничивался магнетроном, который использовался для генерации микроволн. Можно использовать твердотельные радиочастотные чипы, которые обеспечивают долгий срок службы. Однако использование твердотельных микросхем для генерации ВЧ в настоящее время на порядок дороже, чем использование магнетрона, и поэтому подходит только для дорогостоящих осветительных ниш. Недавно компания Dipolar [1] из Швеции продемонстрировала возможность продления срока службы магнетронов до более чем 40 000 часов [1], что делает возможными недорогие плазменные лампы.
Тепло и энергия [ править ]
Использование волновода с высокой диэлектрической проницаемостью позволило поддерживать плазму при гораздо меньшей мощности - в некоторых случаях до 100 Вт. Это также позволило использовать обычные материалы для наполнения газоразрядной лампы, что избавило от необходимости вращать колбу. Единственная проблема с керамическим волноводом заключалась в том, что большая часть света, генерируемого плазмой, задерживалась внутри непрозрачного керамического волновода.
Высокоэффективная плазма (HEP) [ править ]
Высокоэффективное плазменное освещение - это класс плазменных ламп, системная эффективность 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 системной эффективностью, но и с небольшим источником света, который они представляют, что обеспечивает очень высокую эффективность светильника.
Рейтинг эффективности светильников (LER) - это единый показатель качества, который Национальная ассоциация производителей электрооборудования определила для решения проблем, связанных с заявлениями производителей об эффективности [2], и предназначен для обеспечения надежного сравнения типов освещения. Он определяется как произведение эффективности светильника (EFF) на общую номинальную мощность лампы в люменах (TLL) на балластный коэффициент (BF), деленное на входную мощность в ваттах (IP):
- LER = EFF × TLL × BF / IP
«Системный КПД» для высокоэффективной плазменной лампы определяется тремя последними переменными, то есть не включает КПД светильника. Хотя плазменные лампы не имеют балласта, у них есть ВЧ-источник питания, который выполняет аналогичную функцию. В безэлектродных лампах включение электрических потерь или «балластного фактора» в заявленных люменах на ватт может быть особенно важным, поскольку преобразование электроэнергии в мощность радиочастоты (РЧ) может быть очень неэффективным процессом.
Многие современные плазменные лампы имеют очень маленькие источники света - намного меньше, чем лампы HID или люминесцентные лампы, - что также приводит к гораздо более высокой эффективности светильников. Газоразрядные лампы высокой интенсивности имеют типичный КПД светильника 55%, а люминесцентные лампы - 70%. Плазменные лампы обычно имеют КПД более 90%.
Приложения [ править ]
Плазменные лампы использовались в высотных и уличных осветительных приборах, а также в сценическом освещении . Некоторое время они использовались в некоторых проекционных телевизорах . [3] [4] [5]
См. Также [ править ]
- Список статей по плазме (физике)
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме плазменных ламп . |
- ^ Ceravision Ltd (19 мая 2009). «Ceravision и Dipolar создают глобальный альянс, чтобы внедрить сверхэффективные технологии освещения в ... - МИЛТОН КЕЙНС, Англия, 19 мая / PRNewswire / -» .
- ^ Процедура определения показателей эффективности светильников для промышленных светильников с высокоинтенсивным разрядом (HID). Архивировано 1 мая 2009 г. на Wayback Machine.
- ^ «Дар LIFI: проекционные телевизоры Panasonic не перегорают» . cnet. 9 января 2007 г.
- ^ https://gizmodo.com/new-panasonic-lcd-projection-tvs-use-mysterious-lifi-292159
- ^ "Luxim запускает твердотельные плазменные источники света серии LIFI STA-40" . Журнал светодиодов . 2008-11-13 . Проверено 30 октября 2019 .
