Газорозрядні лампи

Газорозрядна лампа - джерело штучного світла, в якому джерелом випромінювання є електрична дуга: коли електричний струм протікає через газ, то викликає його світіння.

Розрядна камера газорозрядної лампи заповнена інертним газом - ксеноном і сумішшю з металів та галогенідів металів. Електрична напруга прикладається між двома електродами, що виступають у колбу. 

Від 1991 року ртутно-ксенонові лампи поширились в автомобільних фарах. Точніше, в автомобільних лампах основний світловий потік формують ртуть, солі натрію і скандію, а в атмосфері ксенону розряд відбувається тільки під час запуску, до випаровування інших компонентів. Тому їх варто відносити до металогалогенових ламп, однак при цьому виникла би плутанина в назвах, оскільки в автомобільній світлотехніці застосовуються також галогенові лампи розжарювання.

При подачі від пускового пристрою напруги запалювання (10...23 кВ) газ між електродами лампи іонізується, утворюючи електропровідний шлях у формі світлової дуги. Під час контрольованої подачі змінного струму (близько 400 Гц) рідкі та тверді субстанції під дією високої температури випаровуються внаслідок підвищення температури всередині колби і випромінюється світло. 

За нормальних обставин лампі потрібно декілька секунд, щоб іонізувати всі частинки та досягти повної яскравості. Щоб прискорити цей процес, до цього моменту між електродами лампи протікає підвищений пусковий струм. При досягненні максимальної потужності світла починається обмеження струму лампи. Для підтримання дуги достатньо лише 85 В тривалої робочої напруги.

Електронний пусковий пристрій (EVG) запалює суміш інертного газу в лампі за допомогою імпульсу високої напруги до 30 кВ, завдяки якому між електродами лампи проходить іскра. Він керує пуском лампи, щоб лампа швидко досягла робочої фази, і потім регулює потужність лампи на постійні 35 Вт.

У пусковий пристрій вбудовано кілька схем управління та безпеки.

Перетворювач постійного струму живлячись з бортової мережі автомобіля створює необхідні параметри напруги електроніки і лампи. Місткова схема подає напругу змінного струму частотою 300 Гц для роботи ксенонових ламп.

У прилад інтегровані кілька контрольних та блокувальних схем.

Система вимикається протягом 0,2 секунди якщо:

• відсутня або несправна лампа;

• пошкоджений кабель або частина лампи;

• при підвищенні різницевого струму (струм пошкодження) понад 30 мА (час вимкнення стає тим меншим, чим більший диференціальний струм).

Для захисту пускової електроніки лічильна схема забезпечує процес таким чином, що запалювання на дефектну лампу подається лише сім разів. Після цього пусковий пристрій вимикається.

При від'єднанні штекера кабелю під час роботи через менш ніж 0,5 секунди напруга на з’єднаннях зменшується нижче 34 В, так що навіть при недотриманні правил безпеки виключається вірогідність ураження електричним струмом.

Газорозрядні лампи мають кілька важливих переваг порівняно зі звичайними лампочками:

• Більша дальність променя фари

• Більш яскраве та рівномірне освітлення проїжджої частини

• Довший термін служби, оскільки немає механічного зносу

• Висока світлова ефективність (приблизно 85 лм/Вт) завдяки тому, що спектр випромінювання переважно знаходиться у видимому спектральному діапазоні

• Підвищена ефективність завдяки меншим тепловим втратам

• Компактний дизайн фар

Відповідно до моделі розробки газорозрядні лампи поділяються на категорії: D1, D2, D3 та D4. При цьому "D" означає "Discharge" (англ. "розряд"). Частково покоління ламп значно відрізняються. Так лампи D1 – перші внутрішні ксенонові колби – мають вбудований блок запалювання. Натомість лампи D2 складаються тільки з внутрішньої колби з цоколем.

Усі серії можна розділити на дві підкатегорії:

• Стандартна лампа (S лампа) для проекційних фар і

• Відбиваюча лампа (R-лампа) для відбиваючих фар. Вони мають вбудований екран для створення світло-тіньової межі.

Сьогодні більш хорошу екологічність без застосування ртуті забезпечують модернізації ламп D1 та D2 - лампи D3 або D4. Внаслідок відмінності електричних параметрів (робоча напруга 42 В замість 85 В за однакової потужності) лампи D3 або D4 не можуть експлуатуватися з блоками керування ламп D1 або D2.

Сьогодні більш хорошу екологічність без застосування ртуті забезпечують модернізації ламп D1 та D2 - лампи D3 або D4. Внаслідок відмінності електричних параметрів (робоча напруга 42 В замість 85 В за однакової потужності) лампи D3 або D4 не можуть експлуатуватися з блоками керування ламп D1 або D2.