2. Техническая информация

Преимущества галогенных ламп

Вследствие того, что галогенные лампы являются лишь модифицированным вариантом обычных ламп накаливания, их свойства во многом схожи. За счет использования галогенного цикла достигнуто два основных преимущества над вакуумными и газополненными лампами:

увеличенная светоотдача;

более длительный срок службы.

Кроме этого, за счет более высокой температуры спирали эти лампы дают свет чуть более холодного оттенка.

Световая отдача галогенных ламп накаливания примерно вдвое выше, чем у стандартных ламп той же мощности и составляет 20–25 лм/Вт. Ее значение увеличивается с увеличением мощности лампы и уменьшением ее номинального напряжения.

Примечание. Яркость нити накала несколько повышена за счет ее увеличенной температуры и может достигать порядка 108 кд/м2. Благодаря этому галогенные лампы идеально подходят для использования в прожекторах и линзовых оптических системах.

Яркость ламп, предназначенных для прямой замены матовых ламп накаливания, снижена за счет матирования колбы или путем нанесения на колбу внутреннего рассеивающего покрытия.

Основные параметры

Номинальное напряжение осветительных галогенных ламп делится на две группы — низкое (6, 12 или 24 В) или высокое (110–240 В). Согласно этому делению, различают, соответственно, галогенные лампы низкого и сетевого напряжения.

Лампы специального назначения выпускаются в очень широком диапазоне рабочих напряжений (от 3 В и более).

Диапазон мощностей практически соответствует таковому у обычных ламп накаливания (от 1 до 5000–10000 Вт). По причине постепенного вытеснения тепловых ламп из мощного прожекторного освещения ведущие производители уже не предлагают продажу на рынке лампы мощнее 2000 Вт.

Рабочая температура и количество выделяемого тепла, являющегося основным продуктом тепловых излучателей, велики. В связи с этим галогенные лампы чувствительны к попаданию воды и потенциально пожароопасны. Кроме этого, непосредственно нагревающаяся часть лампы обычно расположена близко к месту подключения питающего напряжения. Это накладывает особые требования на материал, из которого изготавливают патроны и светильники для этих ламп. Характеристики ламп не зависят от температуры окружающей среды.

Типовые схемы включения

Схема включения галогенных ламп сетевого напряжения не отличается от таковой для обычных ламп накаливания. Лампы низкого напряжения питаются от специальных трансформаторов, причем из-за высоких токов (до 8 А на лампу) вместо прокладки единой низковольтной сети обычно используют несколько групп светильников с питающими их отдельными трансформаторами. Галогенные лампы не чувствительны к роду питающего тока (переменному или постоянному).

Регулирование светового потока сетевых ламп осуществляется любыми стандартными светорегуляторами аналогично лампам накаливания. Возможность и способ регулирования низковольтных ламп полностью определяется типом трансформатора.

Cовет. Необходимо отметить, что при снижении мощности галогенной лампы при помощи светорегуляторов нарушается работа галогенного цикла, и это может приводить к снижению срока службы нити накала. Чтобы этого не происходило, рекомендуется периодически включать лампу на полную мощность, обеспечивая таким образом восстановление материала спирали.

Габаритные размеры галогенных ламп

Габариты галогенных ламп низкого напряжения можно смело назвать минимальными для тепловых источников соответствующей мощности. Это достигается за счет максимального приближения стенок колбы к нити накала, требуемого для работы галогенного цикла. Что касается сетевых ламп, их размеры зависят от конструктивного исполнения, и в большинстве случаев длина лампы пропорциональна ее мощности. Габариты ламп, предназначенных для прямой замены ламп накаливания, не превышают размеров аналогов.

Срок службы

Срок службы галогенных ламп определяется моментом разрушения нити накала. Использование галогенного цикла позволяет либо значительно увеличить светоотдачу лампы по сравнению с лампами накаливания при сохранении того же срока службы (1000 ч), либо заметно продлить срок службы (до 4000–5000 ч) при тех же световых параметрах.

Примечание. Как правило, производители выбирают компромиссный вариант: вдвое увеличенная светоотдача при вдвое большем сроке службы.

Стандартным сроком службы сетевых и многих низковольтных галогенных ламп принято считать период в 2000 ч. Этот же параметр у отдельных низковольтных моделей достигает 4000 ч. Механические воздействия на лампы в процессе эксплуатации (в особенности, для линейных ламп с большой длиной спирали), а также частые включения сокращают их срок службы.

За счет использования в галогенных лампах кварцевой колбы ультрафиолетовое излучение нити накала беспрепятственно выходит наружу, и требуются специальные меры по его блокированию. Эта проблема полностью решена у сетевых ламп, кварцевая колба которых помещена в стеклянную оболочку.

Частичная фильтрация ультрафиолета также достигается нанесением на колбу специального фильтрующего покрытия (такие лампы маркируются как UV-Stop, UV-Block и т. п.). В случае, если предпринятые в конструкции лампы меры недостаточны для обеспечения ее ультрафиолетовой безопасности, такая лампа должна устанавливаться только в светильник с защитным стеклом, о чем делается соответствующая пометка в каталоге и на упаковке.

Цветовая температура галогенных ламп, как и реальная температура их нити накала, выше, чем у традиционных ламп накаливания. Она составляет 3000–3200 К.

Cовет. Этот параметр можно изменить за счет использования встроенных или внешних светофильтров, а также подбором толщины интерференционного отражающего слоя в зеркальных лампах.

По этой технологии выпускаются галогенные лампы низкого напряжения с Т_в = 4000 К, а также цветные.

Индекс цветопередачи Ra галогенных ламп, как и у всех тепловых источников света, максимален и равен 100. За счет более высокой температуры накала (по сравнению с обычными лампами накаливания) свет галогенных ламп лучше воспроизводит сине-зеленые цвета.

Эксплуатационные особенности

Эксплуатационные особенности галогенных ламп, помимо уже описанной специфики, затрагивают два дополнительных аспекта.

Во-первых, лампы в одинарных кварцевых колбах не допускают прикосновения к ним голыми руками. Это объясняется способностью кварца кристаллизоваться вокруг инородных частиц, заносимых при таком контакте. Возникновение очагов кристаллизации приводит к нарушению однородной структуры стенки колбы, из-за чего колба трескается или взрывается.

Во-вторых, многие модели сетевых и специальных галогенных ламп не допускают произвольного положения горения и требуют специального размещения в светильнике. Например, линейные лампы имеют максимальный срок службы при горизонтальном положении. Это связано с тем, что громоздкая нить накала несимметрично закреплена внутри колбы, и при ее неправильной ориентации может провисать и выпадать из креплений, что ведет к перегоранию лампы.

На сегодняшний день галогенные лампы остаются единственным сравнительно экономичным и при этом недорогим видом источника света с «теплым» спектром. Этим объясняется их богатый ассортимент, имеющий тенденцию к расширению.

3. Современные галогенные лампы с питанием 220 в

Линейные (софитные) галогенные лампы

Новые световые характеристики, достигнутые у галогенных ламп, позволили разработать для них особый ассортимент, лишь отчасти перекликающийся с выпускаемыми видами ламп накаливания.

Изначально тепловые лампы с добавками галогенных соединений появились в виде линейных (софитных) моделей, нить накала в которых занимала всю длину колбы (рис. 2).

Подобная конструкция особенно удачна для параболоцилиндрических систем концентрации света. Первые модели линейных ламп имели высокую мощность (1000–20000 Вт) и предназначались для прожекторов и светильников наружного освещения. В дальнейшем наметилась тенденция к сдвигу модельного ряда в сторону меньших мощностей, и на сегодняшний день он включает номиналы 60, 100, 150, 250, 300, 500,

750, 1000, 1500 и 2000 Вт. Подавляющее большинство моделей снабжено двумя цоколями типа R7s.

Длина лампы, как правило, растет с увеличением мощности, но однозначного соответствия, тем не менее, нет. Модели небольшой и средней мощности выпускаются в трех типоразмерах, с полной длиной 73, 117,6 и 189,1 мм. При подборе ламп для замены в существующих светильниках важно обратить внимание на то, что лампы мощностью 150 и 200 Вт выпускаются как в первом, так и во втором перечисленном исполнении.

Рис. 2. Внешний вид линейных ГЛН

Несмотря на то, что многие изготовители объявляют о допустимости произвольного рабочего положения ламп этого вида (кроме мощных моделей), наилучшим положением горения для них является горизонтальное, с отклонениями не более ±15°. Это связано с особенностями крепления нити накала внутри колбы.

Линейные лампы повышенной эффективности

Линейные лампы повышенной эффективности, строго говоря, являются лишь разновидностью обычных линейных ламп. Увеличение светоотдачи достигается в них за счет специального внутреннего покрытия колбы, отражающего инфракрасные излучения. Генерируемое нитью накала тепло, таким образом, возвращается обратно на нить и способствует ее дополнительному накаливанию.

Правило. С ростом температуры нити накала светоотдача тепловой лампы увеличивается.

Лампы повышенной эффективности имеют стандартную длину, но их мощность несколько снижена по сравнению со стандартными моделями (225–250 и 375–400 Вт вместо 300 и 500 Вт, соответственно).

Внимание. Использование одинарной колбы из кварцевого стекла создает опасность, связанную с ультрафиолетовым излучением нити накала (линейные лампы предназначены только для закрытых светильников). Кроме этого, данный вид стекла чувствителен к прикосновению голых рук. Необходимые меры безопасности при эксплуатации и обращении с лампами отмечаются в каталогах и на упаковке соответствующими пиктограммами.

Одноцокольные галогенные лампы с резьбовыми цоколями

Двухцокольная конструкция линейных ламп исключает их использование в обычных светильниках для ламп накаливания. Для преодоления этого неудобства разработаны одноцокольные лампы с резьбовыми цоколями в стеклянных колбах с помещенной внутрь линейной галогенной трубкой. Их ассортимент специально разработан для прямой замены ламп накаливания той же мощности. Как и все галогенные лампы, одноцокольные модели допускают включение в схемы со светорегуляторами, однако при этом ухудшаются их светоотдача и срок службы. Из-за сравнительно небольших размеров внутренней трубки лампы не чувствительны к положению горения.

Вместо традиционной для ламп накаливания колбы типа А в лампах этого вида используют колбы различной формы в прозрачном, матовом или молочном исполнении (рис. 3).

Более яркая нить накала подчеркивает эффект искрящегося света при их установке в люстры с гранеными стеклянными и хрустальными элементами. В целом одноцокольные галогенные лампы подходят для установки в светильники рассеянного света, однако неэффективны с зеркальными отражателями. Это объясняется тем, что размеры и положение их нити накала не соответствуют таковым у традиционных ламп накаливания, на которые рассчитаны стандартные отражатели.

Рис. 3. Внешний вид различных ГЛН с резьбовым цоколем

Капсульные галогенные лампы

Так называемые капсульные галогенные лампы получили свое название из-за соответствующей формы колбы (рис. 4).

Рис. 4. Внешний вид капсульных ГЛН

Она представляет собой запаянный с обеих сторон отрезок трубки с односторонним вводом проводов. Внутри колбы находится компактная, обычно сложенная вдвое по сравнению с линейным вариантом спираль.

Внимание. Капсульные лампы разработаны совместно с оптическими системами специальных прожекторов и поэтому, несмотря на по-прежнему прямое включение в сеть, не взаимозаменяемы с обычными лампами накаливания.

Как правило, лампы этого вида имеют байонетный цоколь B15d. В последнее время разработаны миниатюрные капсульные модели со штырьковыми цоколями, аналогичные по конструкции соответствующим низковольтным лампам.

Использование в колбах капсульных ламп специальных сортов стекла и дополнительных фильтрующих покрытий снимает проблему ультрафиолетовой опасности. Кроме этого, на базе галогенных капсул высокого напряжения некоторые производители создают и лампы в двойной колбе с резьбовыми цоколями, наподобие описанных выше.

Зеркальные галогенные лампы

Преимущества высокой яркости спирали для создания направленного света в полной мере реализованы в зеркальных галогенных лампах, представляющих собой линейную или капсульную галогенную лампу, помещенную в колбу с отражателем. Наибольшее распространение получили лампы в прессованных колбах PAR, хотя встречаются и традиционные варианты (колба типа R).

Первоначально для зеркальных галогенных ламп использовали традиционные для ламп накаливания колбы PAR38, PAR56 и PAR64, однако удачность такого сочетания привела к дополнительной разработке колб PAR30, PAR20 и даже PAR16 (рис. 5).

Галогенные лампы этих серий успешно заменяют лампы накаливания в колбах R95, R63 и R50 с соответствующими резьбовыми цоколями, причем минимальный угол излучения составляет уже не 30, а всего 10°. Существуют и другие, несколько менее распространенные модификации прессованных колб галогенных ламп.

Примечание. Важно обратить внимание на тот факт, что колба PAR30 имеет две модификации, различающиеся общей длиной корпуса (90,5 и 119 мм). В зависимости от типа светильника, они могут оказаться не взаимозаменяемыми и при выборе ламп для замены необходимо учитывать размеры конкретных типов. В настоящее время длина 90,5 мм де-факто является стандартом для колбы PAR30.

Тенденция общей миниатюризации галогенных ламп применительно к зеркальным лампам проявилась в создании миниатюрных моделей диаметром 51 мм со штырьково-поворотным цоколем GU10 и GZ10 (рис. 6).

Рис. 5. Внешний вид зеркальных ГЛН с колбами типа PAR

Рис. 6. Внешний вид ГЛН со штырьковоповоротным цоколем GU10

4. Низковольтные галогенные лампы

Для чего нужен переход к низкому напряжению питания

Переход к низкому (до 24 В) напряжению питания позволяет заметно снизить сопротивление нити накала лампы для достижения той же электрической мощности. Длина нити уменьшается, а значит, она в меньшей степени задерживает собственное излучение. За счет этого эффекта лампы накаливания, рассчитанные на низкие напряжения, имеют более высокую светоотдачу, чем стандартные сетевые аналоги.

Сказанное в полной мере относится и к галогенным лампам. Уже в 1990-х годах появились первые образцы так называемых низковольтных моделей, или галогенных ламп низкого напряжения. Аналогично устроенные лампы выпускались и раньше, однако в основном предназначались для кинопроекции и других специальных применений.

Стандартным низким напряжением для питания галогенных ламп является значение 12 В переменного тока, несколько реже используется постоянный ток и/или номиналы 6 и 24 В. Для получения таких напряжений в обязательном порядке используют специальные трансформаторы (на сленге называемые «галогенными»).

Низковольтные капсульные лампы

Капсульные лампы по размерам не больше обычных ламп для карманных фонарей, но имеют мощность от 5 до 100 Вт. По конструкции они аналогичны капсульным лампам сетевого напряжения, но обычно имеют прямую, а не сложенную вдвое, спираль накала. Лампы этого вида оборудуются штырьковыми цоколями G4 и Gy6.35 (рис. 7).

Рис. 7. Внешний вид капсульных ГЛН: а — с осевым расположением нити накаливания; б — с горизонтальным расположением нити накаливания

Из-за небольшого светового потока основное предназначение ламп мощностью 5 и 10 Вт — декоративное освещение. Они идеально подходят для создания ярких световых точек, например, с целью имитации звездного неба. Наравне с этим, более мощные лампы могут использоваться и в светильниках общего освещения.

Кроме этого, их компактные размеры и высокая яркость спирали позволили создать небольшие прожектора для внутреннего освещения (на профессиональном сленге называемые «слотами» — источниками световых пятен, от слова spotlights.

Мини-прожектор для капсульной лампы традиционно содержит зеркальный отражатель с помещенным в его центр штырьковым патроном. В зависимости от свойств отражателя, для него могут требоваться лампы с осевым либо горизонтальным (рис. 7) расположением спирали.

Внимание. Неправильная замена лампы может заметно нарушить светораспределение такого прожектора.

Технология нанесения на внутреннюю сторону колбы отражающего инфракрасное излучение покрытия, успешно примененная в экономичных моделях линейных ламп сетевого напряжения, применяется и к низковольтным капсульным моделям. Такие лампы имеют повышенную (до 25 лм/Вт) светоотдачу.

Кварцевое стекло, из которого изготовлена колба капсульных ламп, может определять дополнительные требования к обращению с ними и к защите от ультрафиолета. В этом случае в каталоге и на упаковке лампы приводится соответствующая маркировка.

Любая система, включающая отдельные источник света и зеркальный отражатель, требует тщательной фокусировки лампы (помещения ее в точку фокуса отражателя) после ее установки. В противном случае нарушаются угол излучения и светораспределение всей системы.

Вместе с тем, подобная операция достаточно сложна для рядового пользователя, а попытка снабжать лампы фокусирующими цоколями неизбежно подняла бы их стоимость. Решить эту проблему удалось путем разработки зеркальных галогенных ламп, представляющих собой уже собранные на заводе-изготовителе комплекты «лампа-отражатель».

Низковольтные лампы с интерференционными отражателями

Одним из вариантов зеркальных ламп являются лампы с интерференционными отражателями, представляющие собой капсулы низкого

напряжения, помещенные внутрь стеклянных параболических корпусов (рис. 8).

Рис. 8. Внешний вид ГЛН с интерференционными отражателями

Их название происходит от явления интерференции, за счет которого нанесенная на стекло тонкая металлическая пленка отражает лишь излучения определенных длин волн. Толщина пленки подобрана таким образом, чтобы инфракрасное (тепловое) излучение нити накала беспрепятственно проходило сквозь нее наружу, а видимый свет отражался в направлении оси лампы.

Иногда лампы этого типа некорректно называют «дихроичными» (от английского названия dichroic lamps). Сквозь отражатель проходит и некоторое количество видимого света, который приобретает цветные оттенки и выгодно используется в функционально-декоративных светильниках.

Отражатель зеркальных галогенных ламп может быть открыт либо иметь защитное переднее стекло. По международной классификации колба такого типа относится к типу R, однако, традиционно ее обозначают буквами MR (mirror reflector). Эта колба выпускается в двух вариантах, с диаметром отражателя 51 и 35 мм (типы MR16 и MR1I) и типами цоколя GU5.3/GU4, соответственно.

Благодаря тому, что интерференционный отражатель концентрирует лишь свет, но не тепло, излучаемое лампой, модели этой разновидности называют также лампами холодного света. Этот термин, однако, не означает, что лампа совсем не излучает тепла. Тепловое излучение нити накала, по-прежнему составляющее более 90 % мощности лампы, более или менее равномерно рассеивается по всем направлениям вокруг нее.

Светильник и ламповый патрон при этом испытывают повышенную тепловую нагрузку, поэтому возможность применения таких ламп должна оговариваться особо. В каталогах лампы холодного света маркируются специальными символами.

Зеркальная лампа, в отличие от светильника с отражателем, является неразборной конструкцией. Пользователь не способен изменить ее угол излучения, поэтому выпускается большой ассортимент моделей с определенными светораспределениями. Условно все они могут быть разделены на три основные группы:

лампы с узкими (12°) световыми пучками;

лампы со средними (124°) световыми пучками;

лампы с широкими (36–60°) световыми пучками.

Наряду с прямым указанием угла излучения в градусах, в светотехнической практике приняты его более простые, буквенные обозначения:

b>NSP или SSP (narrow spot или super spot — сверхузкий) — менее 8°;

b>SP (spot — узкий) — 12°;

b>FL (flood — средний) — 24–30°;

b>WFL (wideflood — широкий) — 36–38°;

b>VWFL (very wideflood — очень широкий) — 60° и более.

Слово flood указывает на применимость данного светораспределения для заливающего освещения. Лампы со всеми вариантами светораспределения выпускаются мощностью 20, 35, 50 и (реже) 100 Вт.

Правило. Чем уже световой пучок лампы одной и той же мощности, тем выше ее осевая сила света, так как световой поток остается постоянным.

Исходя из этого, узкое светораспределение наиболее подходит для создания небольших ярких пятен света либо подсвета объектов с больших расстояний. Среднее светораспределение пригодно для создания сравнительно крупных световых акцентов, а широкое светораспределение — для общего верхнего освещения.

Переднее стекло ламп с шириной пучка 60° покрыто специальными стеклянными наплывами, за счет чего эти лампы дают практически рассеянный свет без четких границ светового пятна.

Возможность управления световыми свойствами лампы путем изменения толщины интерференционного покрытия (при этом меняется набор отражаемых длин волн) используется в модификациях с повышенной до 4000 К цветовой температурой и цветных моделях. Окрашенный свет может достигаться и за счет использования в лампах передних стекол с фильтрующими свойствами. Как правило, использование двойной колбы и специальных покрытий исключает ультрафиолет из спектра зеркальных ламп. Однако некоторые модели, в первую очередь, без защитного стекла, могут все же давать вредные коротковолновые излучения.

Примечание. Кроме того, эти же модели не защищены от случайного прикосновения рук к внутренней кварцевой капсуле. Для предупреждения о необходимых мерах предосторожности, как и во всех ранее описанных случаях, используется специальная маркировка.

Низковольтные зеркальные лампы с алюминиевыми отражателями

Ненаправленное тепловое излучение ламп холодного света является преимуществом при освещении чувствительных к нагреву материалов и недостатком с точки зрения тяжелого теплового режима светильников. Некоторые типы подвесных потолков не допускают использования этих ламп из-за возможного перегрева запотолочного пространства. Для подобных применений выпускаются зеркальные лампы с алюминиевыми отражателями нескольких разновидностей.

Первая разновидность ламп представляет собой модельный ряд в стандартных колбах MR11/MR16, стеклянные отражатели которых покрыты слоем алюминия вместо интерференционной пленки. Ряд мощностей, группы светораспределения и внешний вид этих ламп не отличаются от ранее описанных моделей с интерференционными отражателями.

Их важным отличием является лишь концентрация тепла вместе со световым пучком, что не позволяет использовать данные лампы для освещения с небольших расстояний чувствительных к нагреву материалов. Видимый свет не проходит сквозь алюминиевый отражатель, поэтому задняя часть этих ламп выглядит абсолютно темной.

Наилучшее применение для них — так называемые «точечные» светильники общего освещения, встроенные в подвесной потолок, иногда неофициально называемые даун-лайтами (от английского термина downlight «светящие вниз»).

Рис. 9. Внешний вид ГЛН серии 111

К лампам второй разновидности относится разработанная в конце 1990-х годов так называемая серия 111. Входящие в нее модели состоят из галогенной капсулы, установленной в открытом металлическом отражателе диаметром 111 мм (рис. 9).

Конструкция такой лампы аналогична устройству некоторых автомобильных фар, прямой свет лампы в которых устраняется затеняющей металлической крышкой.

Зеркальные лампы диаметром 111 мм выпускаются мощностью 35, 50, 75 и 100 Вт и предназначены для установки в основном в открытые светильники, ведь их ультрафиолетовое излучение незначительно.

Подчеркнуто функциональный и вместе с тем эстетичный внешний вид является преимуществом для их использования в стилизованных под «высокие технологии» (hi-tech) декоративно-функциональных светильниках. Для улучшения внешнего вида и лучшего сочетания с хромированными элементами светильников корпус этих ламп имеет полированную блестящую окантовку.

Третья, менее распространенная группа ламп с алюминиевыми отражателями, состоит из моделей с цоколем BISd (ВA 15d). Модели этой группы выпускаются лишь некоторыми изготовителями и не стандартизованы. Их применение возможно в специально рассчитанных на конкретный тип лампы светильниках.

В завершение данного раздела стоит напомнить о том, что здесь были рассмотрены лишь наиболее распространенные и выпускаемые многими фирмами виды галогенных ламп. Помимо них, существует огромный ассортимент моделей, специфичных по отношению к производителям, а также предназначенных для специального использования (например, для кинофотоаппаратуры, оптических приборов, установок инфракрасного обогрева и т. д.).

5. Трансформаторы и электроника для галогенных ламп

Особености включения низковольтных галогенных ламп

Внимание. Галогенные лампы низкого напряжения (6/12 В) должны включаться только в схемы с соответствующими трансформаторами. Последовательное включение и другие варианты не допускаются!!!

Традиционные (электромагнитные) трансформаторы предельно просты в устройстве и конструкции. Они ничем не отличаются от принятых в радиоэлектронной практике аналогов. Трансформаторы могут быть как Ш-образные, так и тороидальные.

Рис. 10. Внешний вид Ш-образного трансформатора

Из-за больших рабочих токов ламп сечение провода вторичной обмотки достигает 4 мм2. В корпусе обычно предусмотрены и предохранители различных типов, о чем пользователя информирует соответствующая маркировка.

В отличие от пускорегулирующих аппаратов, типы которых должны строго соответствовать типам подключаемых ламп, принцип подключения галогенных ламп намного проще.

Рис. 11. Внешний вид тороидального трансформатора

Правило. Обязательное условие состоит лишь в том, чтобы суммарная мощность всех ламп не превышала номинальноймощноститрансформатора. Например, к трансформатору мощностью 60 Вт можно подключить 12 ламп по 5 Вт, 6 ламп по 10 Вт, 3 лампы по 20 Вт или по одной лампе 35 или 50 Вт.

Примечание. Традиционные трансформаторы могут подключаться к сети через светорегуляторы для стандартных ламп накаливания. Исключение составляют варианты схем, в которых осуществляется выпрямление тока, так как для них первичная обмотка трансформатора фактически представляет собой короткое замыкание.

Преимущества электронных трансформаторов

Существенным недостатком электромагнитных трансформаторов является их большая масса, которая примерно пропорциональна их мощности. Например, трансформатор мощностью 300 Вт может весить до 10 кг! При большом количестве галогенных ламп общий вес такого оборудования может превысить все разумные пределы.

Проблема больших размеров и веса решена в так называемых электронных трансформаторах. которые по более строгой классификации являются электронными блоками питания. Эти устройства содержат преобразователь, увеличивающий частоту питающего напряжения до 30000–10000 Гц, за счет чего размер трансформатора как такового может быть существенно уменьшен.

Важно заметить, что сечение провода вторичной обмотки и в этом случае должно быть велико. Преобразователь и соответствующий ему малогабаритный трансформатор (диаметром не более 20 мм) помещаются в общий, обычно пластмассовый, корпус (рис. 12, рис. 13).

Масса электронных трансформаторов невелика, а их размер незначительно увеличивается с увеличением мощности. Кроме этого, они выделяют намного меньше тепла и не издают звука при работе. Благодаря этим особенностям, они являются единственно целесообразным вариантом для включения ламп общей мощностью 100 Вт и более. В настоящее время разработаны модели мощностью до 1500 Вт.

Один из вариантов электронного трансформатора, реализованного на специализированной микросхеме IR2161, показан на рис. 14 (без пластикового корпуса). Принципиальная электрическая схема этого устройства показана на рис. 15. Номиналы и тип используемых элементов приведены в табл. 1.

Рис. 12. Внешний вид электронного трансформатора прямоугольной формы для питания ГЛН

Рис. 13. Внешний вид электронного трансформатора округлой формы для питания ГЛН

Рис. 14. Внешний вид электронного трансформатора на IR2161

Рис. 15. Принципиальная схема электронного трансформатора на ИМС IR2161

Таблица 1 Номиналы и типы используемых в схеме (рис. 15) элементов

Расчет электронного трансформатора под различные мощности

Примечание. Расчитать электронный трансформатор под различные мощности можно с помощью уже известной нам программы автоматического проектирования Ballast Designer.

В некоторых случаях, когда электронный трансформатор удален (более 1 м) от ГЛН, а мощность лампы (или группы ламп) значительна, могут возникнуть радиопомехи, затрудняющие прием телерадиоканалам или мешающие ИК и радио пультам управления. В этой ситуации применяют электронные трансформаторы (блоки питания ГЛН) с выпрямленным и сглаженным напряжением (постоянное напряжение с малыми пульсациями).

Такие блоки питания можно реализовать, например, на известной микросхеме VIPER100-E фирмы STMicroelectronics.

Примечание. Автоматически спроектировать блок питания можно с помощью специальной программы VIPer Design Software v2.24.

На данный момент широко используются для подобных блоков питания микросхемы фирмы Power Integrations, Incсерии TOPSwitch и TOPSwitch®-GX: TOP227y. TOP250y, TOP246R, TOP249y.

Блок питания на микросхеме TDA4605

На рис. 16 показана схема БП, реализованная на доступной микросхеме TDA4605. Данная микросхема имеет отечественные аналоги К1033ЕУ5, КР1087ЕУ1.

Трансформатор Т1 намотан на сердечнике Ш16´20 из феррита 2500НМС1. Величина немагнитного зазора 0,12 мм (с учетом двойного зазора, т. е. две прокладки по 0,12 мм). Число витков первичной обмотки W1= 64, диаметр провода 0,25 мм. Число витков вторичной обмотки W2 =3, диаметр провода (пучек из пяти жил 0,6 мм). Число витков обмотки обратной связи W3 =3, диаметр провода 0,25 мм.

Примечание. Большинство электронныхтрансформаторов имеют ограничения не только на максимальную, но и на минимальную суммарную мощность подключенных ламп. Это связано с особенностями работы внутренних преобразователей. Диапазон допустимых мощностей указывается в каталоге и на корпусе устройства, например, 35–105 Вт. Данное ограничение, тем не менее, не означает опасности выхода трансформатора из строя при отсутствии нагрузки (например, при перегорании всех ламп). Из него следует лишь то, что нормальная работа ламп мощностью менее допустимой не гарантируется.

Для удобства подключения ламп электронные трансформаторы обычно имеют несколько пар выходных зажимов.

Рис. 16. Принципиальная схема на БП для ГЛН на TDA4605

Регулирование мощности ламп, в зависимости от конкретной схемной реализации, осуществляется одним из двух способов:

включением трансформатора с традиционным светорегулятором;

путем подачи на его отдельный управляющий вход специального сигнала (как в случае с регулируемыми электронными балластами).

Данная возможность может и не предусматриваться совсем. При подключении электронного трансформатора к светорегулятору традиционной конструкции важно убедиться, что последний допускает работу с нагрузками емкостного характера. Подобные сведения содержатся в документации на светорегулятор.

Примечание. Следует отметить, что вторичное напряжение на их обмотках намеренно несколько снижено по сравнению с номинальным, и обычно составляет 11,2–11,6 В. Такой прием несколько снижает световой поток и светоотдачу ламп, однако продлевает их срок службы.

6. Продление срока службы и регулировка яркости свечения

А для продления срока службы высоковольтных ГЛН, питающихся непосредственно от сети 220 В, поможет простое устройство на специализированной микросхеме фазового регулятора К1182ПМ1Р (КР1182ПМ1).

Дело в том, что в холодном состоянии сопротивление спирали лампы в 10 раз меньше, чем в разогретом. Поэтому пусковой ток ГЛН мощностью, например, 100 Вт может достигать 7 А. После разогрева спирали, который происходит за несколько полупериодов сетевого напряжения, ток уменьшается до рабочего.

Примечание. Именно этот момент пуска является порой губительным для лампочки. Со временем спираль лампы изнашивается, утончается, приобретает неоднородности в своей структуре. Спираль становится более чувствительной к подобным перегрузкам при включении, соответственно, увеличивается вероятность ее перегорания.

совет.

Облегчить условия пуска холодной спирали ГЛН и тем самым снизить вероятность ее перегорания можно. Для этого надо подавать напряжение питания на лампу не с полной, а с постепенно увеличивающейся амплитудой.

В результате к моменту подачи полной амплитуды спираль лампы успеет полностью разогреться и перейти в нормальный режим работы.

Микросхема фазового регулятора К1182ПМ1Р (КР1182ПМ1) предназначена для плавного включения/выключения ламп накаливания или для регулировки яркости их свечения. Максимальная рабочая мощность — 150 Вт. Значительно увеличить мощность подключаемой нагрузки можно, применив внешний симистор. ИМС выполнена в стандартном корпусе DIP 16.

Внешний вид устройства показан на рис. 17.

ИМС К1182ПМ1Р (рис. 18, рис. 19) позволяет путем постепенного увеличения фазового угла включения увеличивать подаваемое на лампу напряжение. При этом спираль успевает разогреться до максимальной температуры к моменту подачи полного напряжения. В результате снижается вероятность выхода спирали лампы из строя.

Рис. 17. Внешний вид устройства плавного зажигания ГЛН

Выводы 3 и 6 ИМС DA1 предназначены для подключения цепи управления (С3=100 мкФ 16 В, R1=3,1 кОм, SW1) фазовым регулятором. С1 = С2 =

= 1 мкФ 10 В. Время плавного включения лампы зависит от емкости конденсатора С3, а время плавного выключения — от сопротивления резистора R1. Номиналы этих элементов можно выбрать самостоятельно. С номиналами, приведенными на схеме, время включения и выключения составляет примерно 1 с.

Рис. 18. Типовая схема включения

Рис. 19. Принципиальные схемы устройств регулировки яркости

какие лучше, как выбрать и установить

Исправность галогенных ламп в автомобиле не менее важна, чем исправность двигателя. Особенно остро этот вопрос встаёт при частом движении в ночное время: согласно статистике департамента полиции, 50 % ДТП с тяжёлыми или смертельными последствиями происходит именно ночью. Таким образом, использование качественных и конструктивно совместимых галогенок является залогом вашего безопасного передвижения. О том, как правильно определить вид, который использует ваш производитель, выбрать мощность и цвет светового потока, вы сможете узнать в нашей статье.

Основные характеристики галогенных ламп

Рынок предлагает множество вариаций одних и тех же комплектующих от разных производителей. Это могут быть как именитые бренды, так и китайские аналоги, которые заманивают покупателя на первый взгляд низкими ценами и лучшими характеристиками. Количество вариантов можно существенно уменьшить, если вы знаете, что именно вам нужно, а для этого необходимо ознакомиться с основными характеристиками.

Виды галогенных ламп

Неоспоримым преимуществом использования в автомобиле именно галогенок является их разнообразие видов на рынке, а именно:

• галогенная с повышенной яркостью — увеличенная яркость необходима людям с ухудшенным зрением, чтобы увеличить длину освещаемого полотна;
• галогенная с повышенной мощностью — мощность может быть увеличена до 2–3 раз. Нужно быть внимательным: штатная электросистема не рассчитана на такие мощности — как следствие, риск возгорания резко увеличивается;
• галогенная всепогодная — изменение цвета светового потока на жёлтый помогает улучшить видимость в сильный дождь или туман;
• галогенная с долгим сроком службы — по уверениям производителей, эти лампы обладают большим сроком действия вследствие особой конструкции колбы и формы закрутки спирали;
• галогенная улучшенного визуального комфорта — изменение цвета света в сторону бело-голубого спектра уменьшает нагрузку на глаза и утомляемость водителя, улучшает видимость разметки и знаков.

Мощность

Это одна из главных характеристик галогенных ламп, на которую в первую очередь обращают внимание водители при покупке. Производители обещают 90 Ватт мощности вместо стандартных 50–60 Ватт и, как следствие, лучшее освещение дороги в ночное время. Необходимо покупать лампы, которые имеют рекомендуемую производителем мощность. Ведь повышенная мощность создаётся за счёт увеличения напряжения, что приведёт к проблемам с электричеством в автомобиле и увеличит риск возгорания. Также это плохо повлияет на ресурс генератора, поскольку он не будет рассчитан на увеличенную мощность.

Знаете ли вы? Во время работы колба галогенной лампы нагревается до температуры более 800 °С.

Цветовая температура

В яркий солнечный день мы чётко можем различать все предметы — это так называемая комфортная дневная температура. Составляет в среднем от 4000 до 6500 К. Чаще всего автолюбителями используется цветовая температура 6000 К, так называемый белый свет. Чем ближе температура света галогенных ламп к этой цифре, тем комфортнее глазам, и водитель будет чувствовать меньше усталости.

Но такой свет очень сильно отражается от капель дождя и тумана, поэтому для подобных погодных условий используют жёлтый свет: в цветовой температуре это 3000 К.

Срок службы

Срок службы производители обычно завышают. Так, штатные лампы прослужат вам в среднем 600–800 часов. Это при условии, что напряжение в бортовой сети будет равно 13,2 В. В случае если для увеличения яркости вы поднимете напряжение на 5 %, срок службы резко упадёт до 60 % от заявленных производителем. При напряжении в 12 вольт срок действия ламп увеличится на 60–70%, но световой поток уменьшится на 10 %.

Также существуют лампы с увеличенным сроком службы, что достигается путём использования особой конструкции колбы, более толстой спирали или уникальной смеси газов. Как правило, их срок службы составляет не более 10–12 месяцев.

Если вы решите купить дешёвый китайский аналог, то менять его вам придётся каждый 2–3 месяца, и экономия по сравнению с покупкой брендовых комплектующих будет мизерной.

Использование галогенных ламп

Галогенные лампы являются новым этапом развития обычных ламп накаливания, поэтому имеют как свои преимущества, так и недостатки.

Преимущества

1. Повышенная светоотдача — по сравнению с лампами накаливания яркость увеличиватся на 60 %. Это заслуга использования инертного газа, который в совокупности с парами брома увеличивает температуру накаливания спирали.
2. Возможность выбора разного цвета свечения в результате окрашивания колбы в желаемый оттенок.
3. Срок службы намного выше, чем у обычных — при условии соблюдения правил эксплуатации они прослужат вам до двух лет.
4. Качество освещения при плохих дорожных условиях гораздо лучше, яркость ламп позволяет освещать даже обочину, что уменьшает риск наезда на пешехода в тёмное время суток.
5. Яркость сохраняется в течение всего срока службы.

Недостатки

1. Высокая температура внешней оболочки — колба сильно нагревается из-за большой температуры вольфрамовой нити.
2. Высокое потребление энергии — изделия потребляют большое количество энергии, особенно по сравнению со светодиодными лампами;
3. Скачок напряжения в бортовой сети может привести к выходу из строя фар или их перегоранию.
4. При неправильной установке без использования перчаток и оставлении отпечатков на колбе она может лопнуть или привести к выходу из строя лампы.

Принципы выбора галогенной лампы

В настоящее время представлен огромный выбор галогенных элементов для фар. Возникает вопрос — как их выбрать, если они отличаются по характеристикам, но по виду практически идентичны. По этой причине при их замене нельзя опираться на визуальное сходство — покупать следует только по маркировке во избежание непредвиденных проблем. При выборе необходимо учитывать маркировку цоколя, посадочный диаметр и номинальную мощность. Цвет свечения выбирается в зависимости от условий использования и непосредственного назначения.

По строению лампы разделяются на:

• лампочки с уплотняющим цоколем — используются с маркировкой h5, H9, h21.

Как подобрать лампы по марке автомобиля?

Если вы столкнулись с проблемой сгоревшей лампы главного света, то первым правилом является замена сразу двух элементов.

Элемент фары необходимо выбирать согласно руководству по эксплуатации автомобиля, руководствуясь маркировкой и индексами осветительных элементов. Необходимо знать марку своего автомобиля, модель, объём двигателя и год выпуска.

Для ламп главного, дополнительного и салонного освещения выбор облегчает маркировка на цоколе. А вот для приборной панели такой маркировки не предусмотрено, поэтому стоит быть более внимательным.

Важно! Стоит помнить, что лампы, похожие по внешнему виду, не являются взаимозаменяемыми.

Автолампы повышенной яркости

При плохой видимости или для людей с ухудшенным зрением при езде в тёмное время суток возникает необходимость в хорошем освещении дороги. Чтобы обеспечить безопасность себе и другим участникам дорожного движения, рассмотрим лампы увеличенной яркости, относящиеся к типу h5.

Производитель заявляет, что этот тип позволяет увеличить её яркость от 30 до 100 % по сравнению с аналогичными стандартными моделями. Увеличение мощности происходит вследствие особой конструкции, которая выдерживает большее напряжение. Перед использованием необходимо обязательно убедиться, что штатная электросистема выдержит такую нагрузку.

Также такое освещение может приводить к ослеплению водителей встречного движения, поэтому не рекомендуется использовать его на дорогах общего пользования без предварительной проверки. А вот при использовании для офф-роуд поездки такой вариант подходит.

Замер яркости проходит следующим образом:

1. Галогенная лампа устанавливается в специальное отражающее устройство.
2. Значения для сравнения выбираются из середины светового луча.
3. С помощью люксометра измеряется значение.
4. Процесс проводят с лампами улучшенной яркости, определяя их эффективность в отношении заводского варианта.

• GE MegaLight Ultra;
• MTF Light Titanium;
• Kioto VWhite;
• Phillips Crystal Vision;

Установка: пошаговое руководство

В случае если вы решили не тратить лишние деньги на поездку в сервисный центр и произвести замену самостоятельно, необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Внимательно осмотрите корпус фары, чтобы определить, как проходит демонтаж лампы. В некоторых автомобилях этот процесс сложный и предполагает снятие дополнительных элементов — бампер или решётку радиатора.
2. В процессе замены нужно быть максимально осторожным — нельзя браться руками за стекло колбы без специальных перчаток. Пятна на корпусе вследствие высокой температуры могут вызвать вывод из строя или повреждения колбы. Если вы всё же по неосторожности коснулись колбы, необходимо вытереть её микрофиброй, смоченной в спирте.
3. При подключении нужно быть внимательным и следить за правильным расположением штифтов, чтобы избежать их повреждения.
4. Несмотря на то, что спираль в колбе располагается достаточно точно, после замены вам, возможно, придётся отрегулировать фары заново. Этот процесс возможен только в специализированных технических центрах.
5. После установки необходимо проверить её правильность. В случае необходимости демонтажа элементов для замены нужно проверить надёжность их крепления.
6. После окончания проделанной работы необходимо сделать тест обновлённого головного света автомобиля.

Важно! В современных автомобилях не всегда можно самостоятельно произвести замену. Некоторые модели предусматривают замену только с использованием специализированного оборудования и навыков специалиста.

Рейтинг автоламп

Какие компании необходимо рассматривать при покупке ламп — достаточно сложный вопрос. Не стоит экономить: китайские производители привлекают низкой ценой, но и срок службы их изделий гораздо меньше. Поэтому рассматривать необходимо компании с известным именем и хорошей репутацией:

• Osram — компания имеет более чем вековую историю, это мировой производитель световых приборов. Является поставщиком оригинальных запчастей на большинство автомобильных заводов;
• Philips — голландская компания, известная не только в области производства светотехники. Занимается выпуском комплектующих фар как для крупных автомобильных компаний, так и для вторичного рынка;
• Bosch — немецкая компания, производит довольно широкий спектр продуктов для автомобильной сферы. Занимается изготовлением ламп и блоков управления двигателя;
• General Electric — американская компания, несомненно, один из крупнейших поставщиков источников световых приборов для автомобилей. Занимает лидирующие места в сфере автомобильного освещения, ассортимент является одним из крупнейших на рынке;
• Koito — японская компания, мировой производитель ламп как для автомобилей, так и для железнодорожного, морского и авиационного транспорта.

При выборе ламп не следует обращать внимание только на цену, ведь от их качества зависит не только ваша жизнь, но и жизнь других участников дорожного движения.

Знаете ли вы? Японские лампы были проверены командами, которые принимали участие в ралли «Дакар».

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

что это такое, типы, срок службы, температура, мощность и чем отличается от лампочек накаливания > Свет и светильники

Читайте здесь, что такое галогеновые лампы, чем они отличаются от обычных лампочек накаливания, какое у них устройство, принцип работы, плюсы и минусы, а также какие их виды существуют для домашнего применения и каковы их главные особенности….

03 03 2021 6:48:30

Читайте здесь, что такое светодиоды А Л307, какими техническими характеристиками они обладают и где применяются, какова их маркировка цвета и соответствующая ей длина волны излучения, а также какими размерами и характеристиками цоколевки они обладают….

02 03 2021 18:33:29

Наиболее экономичным и эффективным способом реализации внутреннего освещения считаются светодиодные светильники. Они превосходят все альтернативные виды, демонстрируют высокую работоспособность, позволяют подбирать оптимальные режимы подсветки для помещений в соответствии с их назначением….

20 02 2021 8:37:32

Смотрите здесь электрическую схему драйвера для прожектора led на 50 w. Причины перегорания матрицы. Ремонт светодиодного прожектора на 50 ватт. Как сделать LED-прожектор своими руками….

02 02 2021 10:43:12

Читайте, какие светодиодные ленты предлагает рынок, какая Led лента лучшая для дома. Узнайте, как расшифровать маркировку и выбрать изделие по напряжению, мощности, световой отдаче, цвету. Как подобрать драйвер для приобретенной ленты. Как определить длину отрезка, если блок питания уже куплен….

20 01 2021 18:11:15

Узнайте, какое значение имеет подсветка витрин, ее возможности, способность привлекать покупателей и создавать эксклюзивный вид для обычной стандартной витрины. Выясните, какие существуют требования и нормы для осветительных приборов на витринах. Ознакомьтесь с порядком монтажа светодиодной ленты….

19 01 2021 3:33:32

Узнайте, что светодиод – это полупроводниковый элемент, который используется для индикации и производства осветительных приборов. Читайте, по каким признакам классифицируются диоды, излучающие свет. Какие характеристики обязательно нужно учесть при покупке, какие достоинства и недостатки у светодиодов, используемых в осветительных приборах….

04 01 2021 3:54:12

Читайте здесь, что такое К П Д светодиода, как его измерить и улучшить, как с помощью домашнего колориметра провести опыт по его подсчету для любого светодиода, как соотносится яркость и мощность, почему может ухудшиться К П Д и какими образом можно его повысить….

06 12 2020 22:54:49

Читайте, как правильно выбирать люстру под разные виды потолка, площадь. Варианты светильников с разными типами ламп. Какую модель подобрать в зал, детскую комнату, кухню, гостиную и другие помещения в доме. Описание и фото разных решений в интерьере….

30 11 2020 3:19:28

Читайте здесь, как устроена и работает схема энергосберегающей лампы, какие виды таких приборов освещения существуют, какие у них главные эксплуатационные характеристики, каковы принципы и устройство их работы, какие компоненты составляют их схему и как происходит зажигание….

26 11 2020 12:40:18

Читайте здесь, что такое мощные светодиоды, какие производители и с какими особенностями их изготавливают, какие главные параметры наиболее полно их характеризуют, в каких областях они чаще всего применяются и какие входят в Т О П популярных на сегодня моделей….

25 11 2020 6:59:57

Читайте, какое питание светодиодов можно использовать для различных видов этих источников света. Узнайте, чем линейный драйвер отличается от импульсного. Как выбрать блок питания в зависимости от параметров сети. Почему линейный драйвер можно сделать своими руками, а импульсный нет….

17 11 2020 3:27:59

Узнайте, отчего иногда появляется ощутимый гул при работе светодиодных ламп. Читайте, какие причины его вызывают, как их обнаружить и устранить. Запомните наиболее распространенные источники, чтобы при необходимости не тратить время на бесполезные поиски….

11 11 2020 5:46:40

Читайте, какие светодиодные ленты доступны на рынке, чем они отличаются друг от друга. Узнайте устройство светодиодной ленты на 12 вольт, Критерии выбора и способы подключения к сети. Как рассчитать мощность блока питания, когда требуется включение в схему контроллера и усилителей….

07 11 2020 10:40:56

Галогенные лампы — Как они работают и история

Галогенная лампа

Яркий и Compact
История (с 1953 г. по настоящее время)

Введение:
Галогенная лампа также известна как галогенная кварцевая и вольфрамовая лампа. напольная лампа.Это усовершенствованная форма лампы накаливания. напольная лампа. Нить накала состоит из пластичного вольфрама и расположена в газовая колба, как и стандартная вольфрамовая колба, однако газовая в галогенной лампочке находится при более высоком давлении (7-8 атм). Стеклянная колба изготавливается из плавленого кварца, высококремнеземного стекла или алюмосиликата. Этот колба прочнее стандартного стекла, чтобы выдерживать высокое давление. Эта лампа является отраслевым стандартом для рабочего освещения и кино / телевидения. освещение за счет компактных размеров и большого светового потока.Галогенная лампа медленно заменяется белой светодиодной лампой, миниатюрной HID и люминесцентные лампы. Галогены повышенной эффективности с яркостью 30+ люмен на ватт может изменить снижение продаж в будущем.

Все кредиты и источники расположены внизу каждой страницы освещения

Преимущества / недостатки:

Преимущества:
-Галоген Лампы небольшие, легкие
-Низкая стоимость производства
-Не используются ртутные люминесцентные лампы (люминесцентные) или ртутные лампы.
-Лучшая цветовая температура, чем у стандартного вольфрама (2800-3400 Кельвинов), он ближе к солнечному свету, чем более «оранжевый» стандартный вольфрам.
— Более длительный срок службы, чем у обычных ламп накаливания
— Мгновенное включение на полную яркость, отсутствие времени на прогрев и регулировку яркости

Недостатки:
— Чрезвычайно горячий (легко может вызвать сильные ожоги. при прикосновении к лампе).
— Лампа чувствительна к маслам, оставленным на коже человека при прикосновении колба голыми руками оставшееся масло нагреется один раз лампочка активирована, это масло может вызвать дисбаланс и привести к разрыв луковицы.
-Взрыв, колба способна выдувать и посылать горячие осколки стекла наружу. Экран или слой стекла на внешней стороне лампы могут защитить пользователей.
-Не такая эффективная, как лампы HID (металлогалогенные и лампы HPS)

Видео . 6 мин. (YouTube не должен быть заблокирован на вашем сервере и требуются плагины для прошивки)

1.Как это работает

Галогенная лампа имеет вольфрам нить накаливания аналогична стандартной лампе накаливания, однако лампа намного меньше при той же мощности и содержит газообразный галоген в лампочка. Галоген важен тем, что останавливает почернение и замедляет истончение вольфрамовой нити. Это продлевает жизнь лампы и позволяет вольфраму безопасно нагреваться до более высоких температур (поэтому делает больше света).Лампа должна стоять выше температуры, поэтому плавленый кварц часто используется вместо обычного кремнезема стекло.

А галоген — одновалентный элемент который легко образует отрицательные ионы. Есть 5 галогенов: фтор, хлор, бром, йод и астат. В галогенных вольфрамовых лампах используются только йод и бром.

A.) Лампа включается, и нить накала начинает светиться красным по мере того, как через него проходит ток.Температура быстро повышается. Галогены кипятить до газа при относительно низких температурах: йод (184 ° C) или бром (59 С).

Б.) Обычно атомы вольфрама испаряются с нити накала и осаждаются внутри лампы, это затемняет обычные лампы накаливания. Когда атомы уходят нить накала становится тоньше. В конце концов нить рвется (обычно на концах нити).В галогенной вольфрамовой лампе Атомы вольфрама химически объединяются с молекулами галогенового газа и когда галоген остывает, вольфрам снова осаждается на нити накала. Этот процесс называется галогенным циклом.

2. Варианты и способы применения

Двойной галогенная лампа с концом (400 Вт)

Галогенная лампа поставляется в двух основных конфигурациях: односторонний и двусторонний.Чаще всего используются галогенные лампы с двумя цоколями. лампы большей мощности и используются для рабочего освещения, двора светильники и лампы для кинопроизводства. Галогенная лампа имеет мгновенный возможность включения в отличие от паров ртути или натрия высокого давления, поэтому они хорошо работают с охранными лампами, которые активируются при движении датчики. Срок службы галогенной лампы сокращается из-за частого циклы включения и выключения. Нити в двойном галогены на концах могут быть прямыми или с двойной спиралью. Все филаменты свернуты в спираль для увеличения яркости, это была разработка Ирвинг Ленгмюр в стандартной лампе накаливания.

А экран используется для защиты актеров от насильственных неудач на конец срока службы лампы (лампа может лопнуть из-за высокого давления)

галоген лампы, используемые для телевидения и кинопроизводства, варьируются от 125-750 + Вт.Высокое потребление ограничивает количество ламп, которые можно подключить к стандартная схема на 15 ампер. Каждый год светодиоды, человеко-машинные интерфейсы и люминесцентные лампы дневного света замените галогенную лампу из-за меньшей опасности возгорания (меньше тепла) и потребляемая мощность.

Другой использование галогенных ламп, которое выросло с середины 1990-х гг., Бывшее домашнее и торговое освещение.Галогенный трековый светильник популярный способ обеспечить качественным светом определенные области для приготовление пищи, картины / гобелены и общее настроение освещение. Галогенная лампа полностью регулируемая, в отличие от компактной. флюоресцентные лампы. Галоген потребляет очень мало энергии и имеет более длительный срок службы в затемненном состоянии. Фредерик Мосби рано развился галогенные светильники со стандартными винтами Эдисона в основаниях для использования в доме еще в середине 1960-х гг. Лампа MR16 (слева) используется во многих современных трековых светильниках xtures.

Лампа выше — это более новый галоген, используемый в автомобильных фарах. У Сильвании продукт под названием «Blue Star», в котором используется галогенная лампа и фильтрует его, чтобы создать синий цвет. Это ухудшает цветопередачу. чем стандартный вольфрам.Отмена регулирования фар в автомобилях привела к к большему разнообразию доступных ламп.

3. Изобретатели и разработки

Элмер Фридрих и Emmet Wiley разработали галогенную лампу в General Electric в Нела-Парк, штат Огайо, в 1955 году. Другие пытались построить галогенные лампы. лампы, однако они не могли придумать, как остановить почернение лампы. Фридрих понял, что нужно использовать небольшое количество йода, окружающего вольфрамовую нить, что позволило бы ей гореть при повышенной температуре.Первые лампы использовались и проектировались «запекать» краску на металле за счет высокой теплоотдачи галоген.

В Двухцокольная галогенная лампа была запатентована в 1959 году в Нела Парк (Кливленд, США). ОН)

Патенты были выпущены в 1959 году, а к 1960 году галоген был улучшен другими инженеров, чтобы было дешевле производить и продавать. С 1980-х гг. светильники стали легче.

Ранний работа, выполненная до 1950-х годов, включает Уильяма Работа Д. Кулиджа по разработке пластичного вольфрама в 1911 г. Этот материал используется во многих типах ламп, включая галогенные лампы. Ирвинг Ленгмюр изучал заполнение газом и легирование вольфрама для удлинения жизнь лампочки с 1905 по 1940 годы.

Лампы представлены в порядке хронологического развития

Электрический свет

КОММЕНТАРИИ?
Помогите нам редактировать и добавлять на эту страницу, став волонтером ETC!
Оставьте отзыв на этой и других страницах с помощью нашего Facebook Стр. Решебника

Назад на дом

Письменный М.Уилан с дополнительным исследованием Рика ДеЛэра
Свяжитесь с нами, если вы историк и хотите исправить или улучшить этот документ.

Источники:
«В 88 лет изобретатель галогенных ламп Элмер Фридрих все еще придумывает яркие идеи «Роджер Мезгар, Cleveland.com
Как работает галоген. www.sylvania.com
Подразделение света неизвестным
» A История электрического света и энергии »Б. Бауэрса

Фотографии:
Технический центр Эдисона
Уилан Коммуникации
Музей Скенектади

Фото / видео использование:
Коммерческие организации должны платить за использование фотографий / графики / видео в своих веб-страницы / видео / публикации
Ни один коммерческий или публичный объект не имеет права изменять фотографии / графику / видео Технического центра Edison.
Использование в образовательных целях: Учащиеся и учителя могут использовать фото и видео в школе. Графика и фотографии должны содержать водяной знак Edison Tech Center или подписи. и остаются без манипуляций, за исключением калибровки.

Разрешения — Видео: Мы не отправляем никому по электронной почте, FTP и не отправляем видео / графику. кроме DVD. За эту услугу требуется оплата. Смотрите наш пожертвование страницу с ценами, и наш каталог для списка видео на DVD.
Профессиональные компании по производству видео могут получать видео в виде данных с подписанные лицензионные соглашения и оплата по коммерческим ставкам.

Авторские права 2013 Технический центр Эдисона

Вольфрамовые галогенные лампы и газонаполненные лампы

Применение и технические примечания

Ниже приводится техническая информация и информация по применению вольфрамовых галогенных и газонаполненных ламп ILT. Многие из наших ламп можно приобрести прямо в нашем интернет-магазине.Чтобы поговорить с одним из наших экспертов по лампам, узнать о лампе, изготовленной по индивидуальному заказу, или попросить образец, свяжитесь с нами, заполнив форму здесь.

ILT предлагает большой выбор газонаполненных ламп с различными размерами, цоколями и типами газа, включая цоколи T-1 3/4, G4-G10, двухштырьковые, проволочные выводы, сборки отражателей MR3 — MR11 с газами. включая галоген, ксенон, аргон и криптон

<Назад ко всем источникам света

Обзор ламп Настроить мою лампу

Как работают вольфрамовые галогенные лампы (краткий обзор)

Вольфрамовые галогенные лампы по конструкции аналогичны обычным газонаполненным лампам с вольфрамовой нитью, за исключением небольшого следа галогена (обычно брома) в заполняющем газе.

Газообразный галоген вступает в реакцию с вольфрамом, который испарился, мигрировал наружу и отложился на стенке лампы. Когда температура стенки кварцевой оболочки достигает примерно 250 ° C, галоген вступает в реакцию с вольфрамом с образованием галогенида вольфрама, который отделяется от стенки лампы и мигрирует обратно к нити накала.

Галогенид вступает в реакцию на нити накала, где температура около 2500 ° C вызывает диссоциацию вольфрама и галогена. Вольфрам осаждается на более холодных частях нити, а галоген высвобождается для продолжения цикла.

Нить накала вольфрамовой галогенной лампы служит двум целям. Один из них — генерировать свет, а второй — генерировать тепло, необходимое для достижения температуры стенок выше 250 ° C.

Эти лампы были разработаны для поддержания требуемой температуры стенок при работе от расчетного напряжения. Снижение напряжения более чем на 10% от расчетного, вероятно, приведет к падению температуры стенок ниже требуемых 250 ° C.

Испытания показывают, что в большинстве случаев эти пониженные рабочие условия не влияют на работу лампы.К тому времени, когда температура стенки упадет до точки, при которой цикл галогена перестает функционировать, температура нити снизится до точки, при которой испарение вольфрама будет незначительным. Если наблюдается почернение стен, следует избегать диапазона рабочего напряжения, при котором это происходит. Сжигание лампы при расчетном напряжении в течение короткого периода времени обычно может устранить почернение лампы из-за временной эксплуатации в таком диапазоне напряжений.

Однако в редких случаях вольфрамовые галогенные лампы со снижением номинала более чем на 10% могут испытывать неблагоприятную реакцию коррозионного воздействия галогена на вольфрамовую нить, что приводит к преждевременному выходу лампы из строя.Не рекомендуется использовать вольфрамовые галогенные лампы при напряжении, превышающем расчетное, поскольку лампы обычно рассчитаны на свои максимальные пределы. Температура уплотнения лампы не должна превышать 350 ° C, в противном случае произойдет окисление молибденовой ленты, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.

Вольфрамовые галогенные лампы — идеальные источники света для спектрофотометров, поскольку они обеспечивают широкополосное спектральное излучение от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного до пяти микрон.Некоторый выход излучения может быть получен при 320 и 340 нанометрах. По этой причине ILT НЕ блокирует УФ-излучение от наших вольфрамовых галогенных ламп.

Выход спектрального излучения для вольфрамовых ламп накаливания

Типы нитей

Подробная техническая информация — вакуумные, газонаполненные и вольфрамовые галогенные лампы

Вакуумные лампы (ссылка на таблицу продуктов)

Вольфрамовая нить вакуумной лампы накаливания нагревается до температур, при которых излучается видимый свет за счет резистивного нагрева.Нить накала действует как электрический резистор, который рассеивает мощность пропорционально приложенному напряжению, умноженному на ток через нить накала. Когда этого уровня мощности достаточно, чтобы поднять температуру выше 1000 градусов Кельвина, излучается видимый свет. По мере увеличения рассеиваемой мощности количество света увеличивается, а пиковая длина волны света смещается к синему. Типичные вакуумные лампы могут иметь температуру нити накала от 1800 до 2700 градусов Кельвина. Свет от низкотемпературных ламп кажется красновато-желтым, в то время как высокотемпературные лампы выглядят более белыми.

Вольфрамовая нить накала испаряется быстрее, чем выше температура нити. Частицы испаренного вольфрама имеют тенденцию осаждаться на стеклянной оболочке, вызывая со временем увеличение препятствий для выхода света. В зависимости от области применения препятствие для выхода света может быть достаточно высоким, чтобы закончить срок службы лампы. В конце концов, материал нити накаливания испарится в количестве, достаточном для разрыва нити, что полностью завершит срок службы лампы. Оба эти эффекта сильно зависят от температуры нити накала, поэтому долговечные вакуумные лампы, как правило, работают в нижнем диапазоне температур, и свет имеет желтоватый оттенок.

Первоначально электрическое сопротивление вольфрамовой нити при комнатной температуре довольно низкое. Когда к лампе впервые подается электрическое питание, большой пусковой ток вызывает быстрый нагрев нити накала. Сопротивление нити накала увеличивается до значения, в пять-десять раз превышающего сопротивление холоду, что приводит к стабилизации тока, потребляемого лампой, и к излучению стабильного светового потока. В зависимости от размера нити накала период пуска может составлять от десятков миллисекунд до сотен миллисекунд.Это требование пускового тока следует учитывать при выборе источника питания для конкретного применения лампы.

Газонаполненные лампы (ссылка на таблицу продуктов)

Газонаполненные лампы излучают свет от нити накаливания, работающей в атмосфере инертного газа. Добавление инертного газа подавляет испарение вольфрамовой нити, что увеличивает срок службы лампы или позволяет работать при более высоких температурах в течение того же срока.В качестве обычных газов используются азот, аргон, криптон и ксенон. Стоимость резко возрастает по мере использования более редких газов, особенно для ксенона, из-за их очень низкого естественного содержания. Преимущество газов с более высоким атомным весом состоит в том, что они подавляют испарение вольфрамовой нити более эффективно, чем газы с более низким весом. Это позволяет нити накала газонаполненных ламп работать при температурах до 3200 градусов Кельвина и достигать разумного срока службы. Свет от этих ламп имеет высокое содержание синего цвета, что придает свету чисто-белый вид.

Газонаполненным лампам требуется больше энергии для достижения той же температуры нити накала, чем вакуумным лампам. Окружающий газ охлаждает нить накала, подавляя испарение и уменьшая миграцию испаренного вольфрама на стенку лампы. Более высокая рабочая температура газонаполненных ламп обеспечивает большую светоотдачу на ватт входной мощности, что оправдывает их использование в критических приложениях.

Вольфрамовые галогенные лампы (ссылка на таблицу продуктов)

Вольфрамовая галогенная лампа похожа на лампу, заполненную инертным газом, за исключением того, что она содержит небольшое количество активного газообразного галогена, такого как бром.Инертный газ подавляет испарение вольфрамовой нити, в то время как газообразный галоген снижает количество вольфрама, покрывающего внутреннюю стенку лампы. Газообразный галоген вступает в реакцию с вольфрамом, который испаряется, мигрирует наружу и осаждается на стенке лампы. Когда температура стенки лампы достаточна, галоген вступает в реакцию с вольфрамом с образованием бромида вольфрама, который отделяется от стенки лампы и мигрирует обратно к нити накала. Соединение бромида вольфрама реагирует на нити накала лампы, где температура, близкая к 2500 ° C, вызывает рассеивание вольфрама и галогена.Вольфрам осаждается на нити накала и освобождается для повторения цикла снова. К сожалению, вольфрам не осаждается в той же зоне, где происходило испарение, поэтому нить накала все равно становится тоньше и в конечном итоге выходит из строя.

Вольфрамовая нить накала галогенной лампы служит двум целям. Один из них — генерировать свет, а второй — генерировать тепло, необходимое для получения температуры стенок выше 250 ° C. Эти лампы спроектированы таким образом, чтобы поддерживать требуемую температуру стенок при работе с расчетным напряжением.Снижение напряжения более чем на 10% от расчетного, вероятно, приведет к падению температуры стенок ниже требуемых 250 ° C. Испытания показывают, что в большинстве случаев эти пониженные рабочие условия не влияют на работу лампы. К тому времени, когда температура стенки упадет до точки, при которой цикл галогена перестает функционировать, температура нити снизится до точки, при которой испарение вольфрама будет незначительным. Если наблюдается почернение стен, следует избегать диапазона рабочего напряжения, при котором это происходит.Сжигание лампы при расчетном напряжении в течение короткого периода времени обычно может устранить почернение лампы из-за временной эксплуатации в таком диапазоне напряжений. Однако в редких случаях галогенные лампы с пониженными характеристиками более чем на 10% могут испытывать неблагоприятную реакцию коррозионного воздействия галогена на вольфрамовую нить, что приводит к преждевременному выходу лампы из строя.

Светоотдача вольфрамовой галогенной лампы более стабильна, чем у негалогенной газовой лампы, благодаря очищающему действию газообразного галогена на колбу лампы.Эта особенность в сочетании с высокой цветовой температурой света и долгим сроком службы делает эти лампы очень востребованными для многих промышленных и научных приложений. Ограничение рабочего цикла из-за требования поддерживать температуру оболочки лампы, достаточную для запуска галогенного цикла, является недостатком. Однако в приложениях с непрерывным режимом работы относительно легко обеспечить правильную вентиляцию для обеспечения надлежащей рабочей температуры.

Не рекомендуется эксплуатировать вольфрамовые галогенные лампы при напряжении, превышающем расчетное, поскольку лампы обычно рассчитаны на свои максимальные пределы.Температура уплотнения лампы не должна превышать 350 ° C, в противном случае произойдет окисление молибденовой ленты, что приведет к преждевременному выходу лампы из строя.

Вольфрамовые галогенные лампы — идеальные источники света для спектрофотометров, поскольку они обеспечивают широкополосное спектральное излучение в диапазоне от ультрафиолетового, видимого и инфракрасного до пяти микрон. Некоторый выход излучения может быть получен при 320 и 340 нанометрах.

Срок службы при проектном и рабочем напряжении

Срок службы лампы, выраженный в часах, рассчитан при расчетном напряжении и в идеальных лабораторных условиях.Отклонение от расчетного напряжения приведет к уменьшению или увеличению срока службы лампы. Это отклонение также изменит значения потребления тока, яркости и цветовой температуры. Эти отклонения должны использоваться инженером-проектировщиком для улучшения технических характеристик лампы для конкретного применения.

На рисунке 1 показаны процентные изменения тока, цветовой температуры и яркости, когда рабочее напряжение отличается от расчетного.

Указанный здесь номинальный срок службы выражается в часах.Номинальный срок службы рассчитывается при расчетном напряжении, переменном токе и в идеальных лабораторных условиях. При фактическом использовании срок службы может сократиться в результате агрессивных сред, таких как удары, вибрация и экстремальные температуры. Срок службы можно существенно увеличить, выбрав рабочее напряжение меньше расчетного. Это снижение от расчетного напряжения также приведет к более холодной нити накала, обеспечивающей повышенную устойчивость к ударам и вибрации.

Из-за незначительных различий в производстве миниатюрных ламп и в составных частях невозможно обеспечить работу каждой отдельной лампы в течение того срока, на который она была рассчитана.Срок службы лампы оценивается как средний срок службы большой группы ламп.

Схема калькулятора Rapid Lamp

Эта диаграмма позволяет пользователю определить зависимость тока, средней сферической канделы и срока службы от значения напряжения, приложенного к лампе, в процентах от расчетного напряжения для этой лампы. Проведите горизонтальной линией через процентное значение расчетного напряжения, которое будет использоваться, и прочтите значение рассчитанных параметров в правой части диаграммы.

Как работает галогенная лампа?

Начнем с обычной электрической лампочки, такой как обычная бытовая лампа.Обычная лампочка представляет собой довольно большой тонкий корпус из матового стекла. Внутри стекла находится газ, например аргон и / или азот. В центре лампы находится вольфрамовая нить накала. Электричество нагревает эту нить примерно до 4500 градусов по Фаренгейту (2500 градусов по Цельсию). Как и любой горячий металл, вольфрам при этом нагревается добела и излучает большое количество видимого света в процессе, называемом накаливанием . См. «Как работают газовые фонари» для получения дополнительной информации о накаливании.

Обычная лампочка не очень эффективна, и ее срок службы составляет от 750 до 1000 часов при нормальном использовании.Он не очень эффективен, потому что в процессе излучения света он также излучает огромное количество инфракрасного тепла — гораздо больше тепла, чем света. Поскольку цель лампочки — генерировать свет, тепло тратится впустую. Это длится недолго, потому что вольфрам в нити накала испаряется и осаждается на стекле. В конце концов, тонкое пятно на нити накала приводит к ее разрыву, и колба «перегорает».