啟輝器的工作原理圖解

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啟輝器的工作原理圖解

發表於 2018-01-17 10:17:54

啟輝器的內部結構

啟輝器是一個用來預熱日光燈燈絲，並提高燈管兩端電壓，以點亮燈管的自動開關，啟輝器的基本組成可分為：充有氖氣的玻璃泡、靜觸片、動觸片，動觸片為雙金屬片。

啟輝器是通過利用高壓導通燈管內部的汞蒸氣，使燈管裡的汞蒸氣一經導通正常工作後，由於日光燈管的負阻特性，其兩端電壓低於啟輝器放電管的電離電壓，放電管雙金屬片分開保持斷開狀態。
 

啟輝器工作原理是：

啟輝器的結構是將兩個雙金屬片材料做成的觸點封入一個小型玻璃泡殼內，充入低壓惰性氣體或混合氣體，再滲入微量的氚氣以幫助電離。在開燈前，啟輝器的雙金屬片的觸點被一個間隙隔開著，當電路接通時，電源電壓足以激發玻殼內氣體產生輝光放電，從而慢慢地加熱接觸片，使它們相互彎曲直接接觸。當接觸片觸及一二秒後，電源通過鎮流器和燈的陰極形成了串聯電路，一個相當強的預熱電流迅速地在時間TH內對陰極予以加熱。當雙金屬片接觸時，由於接觸片之間沒有電壓，因此輝光放電消失。

然後接觸片開始冷卻，在一段很短的時間後它們靠彈性分離，使電路斷開。由於電路呈電感性，當電路突然中斷時，在燈的兩端會產生持續時間約1ms 的600~1500V的脈衝電壓，其確切電壓取決於燈的類型。這個脈衝電壓很快地使充在燈內的氣體和蒸氣電離，電流即在兩個相對的發射電極之間通過。

當接通電源時，由於日常燈沒有點亮，電源電壓全部加在啟輝光管的兩個電極之間，啟輝器內的氬氣發生電離。電離的高溫使倒「U」型電極受熱趨於伸直，兩電極接觸，使電流從電源一端流向鎮流器→燈絲→啟輝器→燈絲→電源的另一端，形成通路並加熱燈絲。燈絲因有電流（稱為啟輝電流或預熱電流）通過而發熱，使氧化物發射電子。同時，輝光管兩個電極接通時，電極間電壓為零，啟輝器中的電離現象立即停止，例「U」型金屬片因溫度下降而復原，兩電極離開（輝光放電消失，管內溫度降低；雙金屬片自動復位，兩極斷開）。

在離開的一瞬間，使鎮流器流過的電流發生突然變化（突降至零），由於鎮流器鐵心線圈的高感作用，產生足夠高的自感電動勢作用於燈管兩端。這個感應電壓連同電源電壓一起加在燈管的兩端，使燈管內的惰性氣體電離而產生弧光放電。隨著管內溫度的逐漸升高，水銀蒸汽游離，碰撞惰性氣體分子放電，當水銀蒸汽弧光放電時，就會輻射出不可見的紫外線，紫外線激發燈管內壁的螢光粉後發出可見光（燈絲受熱時發射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動的過程中，碰撞管內氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，並發出強烈的紫外線。在紫外線的激發下，管壁內的螢光粉發出近乎白色的可見光）。

正常工作時，燈管兩端的電壓較低（40瓦燈管的兩端電壓約為110伏，20瓦的燈管約為60伏），此電壓不足以使啟輝器再次產生輝光放電。因此，啟輝器僅在啟輝過程中起作用，一旦啟輝完成，便處於斷開狀態。（日光燈正常發光後，由於交流電不斷通過鎮流器的線圈，線圈中產生自感電動勢，自感電動勢阻礙線圈中的電流變化，這時鎮流器起降壓限流的作用，使電流穩定在燈管的額定電流範圍內，燈管兩端電壓也穩定在額定工作電壓範圍內。由於這個電壓低於啟輝器的電離電壓，所以並聯在兩端的啟輝器也就不再起作用了。）

如圖為電子啟輝器電路原理圖。當接通220V電源時，電流經燈管燈絲1、繼電器的Κ線圈、二極體VD1、壓敏電阻RV、電阻R1、燈絲2、鎮流器L，與電源形成迴路，燈絲被預熱。預熱期間，接通的Κ的常開觸點K1-1和VD2串聯的支路完全分流掉了VD1充電支路的電流，使K的線圈靠C1存儲的電壓維持觸點閉合。

由於C1經線圈充放電，C1的端電壓逐步由上升轉至下降，下降到約為吸合電壓的一半左右時，觸點K1-1斷開，L的自感電壓和電源電壓串聯加在兩組燈絲間，管內低壓水銀蒸氣產生輝光放電，日光燈被點燃。

燈管點燃後，燈管端電壓低於90V，壓敏電阻RV呈斷路狀態，觸點保持斷開，日光燈正常運行。燈絲預熱時間長短，由C1上的充電電壓6V放電到3V所用的時間決定，故與C1容量、Κ線圈的電阻有關。燈絲預熱時間長短9會嚴重影響燈管的使用壽命。

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