Принцип работы ксеноновой лампы – Виды ксеноновых ламп или все про ксеноновые автолампы в блоге Carlamp.com.ua

Принцип работы ксеноновых ламп

Ксенон на сегодняшнее время используется во многих автомобилях, то ли штатно, то ли при переоборудовании оптики. Не многие знают принципы работы ксеноновой лампы, хотя это очень важно. Именно поэтому данный материал мы посвятили именно принципу работы ксеноновых ламп. Ксеноновая лампа – это электрическое газоразрядное устройство, которое может создавать внутри колбы мощные, интенсивные импульсы белого цвета.

Конструкция ксеноновой автомобильной лампы

Лампа сконструирована из специальной трубки, хорошо запаянной, состоящей из прочного стекла или же надежного кварца. Внутри этой трубки находится смесь инертных газов под большим давлением. Большая часть всей смеси газов припадает на ксенон.

Внутри колбы также находится два электрода, обеспечивающие пропуск электрического тока и образование электрической дуги для розжига газа. Чтобы активизировать газ понадобится огромное количество энергии, превращающейся в последствии в высоковольтный импульс, благодаря специальному устройству – блоку розжига, принцип работы которого схож с трансформатором.

Стеклянный корпус изделия – это и есть трубка, которая может быть разной формы. Именно в трубку по обе вертикальные стороны впаиваются электроды, между которыми при подаче высоковольтного импульса от 23000 В дол 30000 В и активизируется электрическая дуга. В колбе есть и еще один электрод, сделанный в виде тонкой металлической дорожки, которая проходит вертикально сквозь всю трубку. Этот электрод необходим для ионизации газового состава и запуска разряда.

Принцип работы ксеноновых ламп

Принцип работы ксеноновых излучателей достаточно непростой и состоит из нескольких этапов.

• Этап 1. Подача высоковольтного импульса от 23000 В до 30000 В, благодаря блоку розжига, который поступает в лампу.
• Этап 2. Активизация электрической дуги.
• Этап 3. Ионизация газа и пропуск через него тока под большим напряжением, что создает мощную вспышку белого света. Этот процесс является важным и обязательным, ведь он необходим для сокращения электрического сопротивления газа внутри колбы лампы. Ионизация активизируется путем той же подачи высоковольтного импульса от блока розжига, что активизирует электроды и выпускает ионы.
• Этап 4. Проходящий ток через газ возбуждает атомы ксенона.
• Этап 5. Активизированные атомы ксенона вынуждают переходить электроны на орбиты с характеристикой более высокой энергии.
• Этап 6. Затем электроны возвращаются к первоначальным орбитам и при этом образуют энергию, выраженную в форме фотона, а это и обеспечивает выдачу насыщенного и интенсивного света.

Отметим, что газы в лампе находятся под высоким давлением, что и обеспечивает повышенную яркость. Степень давления зависит от размеров колбы лампы.

Спектр ксеноновых излучателей

Как и многие другие газы, благодарённый ксенон также имеет спектры.  Принцип свечения ксенона максимально схож с неонами. Излучение от такого источника человеку кажется идеально белоснежным, поскольку спектральные лини цвета распределяются по всей видимой полосе спектра для ксенона.

Цветность лампы очень важна и измеряется она в Кельвинах:

3000 Кельвинов	Насыщенный желтый свет, идеальный для использования в ПТФ.
4300 Кельвинов	Теплый белый свет, который максимально схож с солнечным, эффективен для использования в головной оптике.
5000 Кельвинов	Насыщенно белоснежный свет, разрешенный для использования в головной оптике автомобилей.
6000 Кельвинов	Белоснежный свет, имеющий небольшой оттенок голубого цвета, что стильно смотрится в головной оптике автомобилей.
7000 Кельвинов	Голубой свет, который не используются для повседневной езды, поскольку обеспечивают низкую освещенность дороги.
8000 Кельвинов	Синий цвет, также используемый в целях тюнинга автомобиля для шоу-каров.

Стандартная цветность ксенона, используемая на наших дорогах:

• Цветность стандартного ксенона составляет 4300 Кельвинов. Это самый оптимальный тепло-белый свет, который необходим для качественного освещения дорожного полотна. Данный спектр обеспечивает освещение дороги, обочины. Не рассеивается и не кристаллизируется, что важно в плохих метеорологических условиях при дожде или же мокром асфальте.
• Ксенон на 5000 Кельвинов также часто используется водителями, и обладает достаточно высокой эффективностью, хотя интенсивность света и освещенность дороги немного снижена, по сравнению со стандартным бело-теплым свечением в 4300 кельвинов. Такие лампы используются для ночных поездок, но не имеют максимального эффекта при сильном дожде или же туманности.
• Ксенон на 6000 Кельвинов очень редко используется на наших дорогах, поскольку голубой – это спектр приближенный к синему, а поэтому он не обеспечивает качественное освещение дорожного полотна ни ночью, ни при погоде. Его яркость максимально снижена, по сравнению с предыдущими цветностями, что не может в полной мере гарантировать качественную и насыщенную видимость дороги для водителя.

xenon-lampa.ru

Виды и принцип работы ксеноновых ламп

Ксеноновые лампы – источники искусственного света. Излучения происходит за счет дугового разряда, возникающего между электродами устройства. Конструктивно ксеноновая лампа — это трубчатая колба, спираль или шар из обычного или кварцевого стекла. Высокие температуры и давление внутри ламп под силу выдержать только данным материалам. К основанию трубки (с каждого конца) прикреплены вольфрамовые электроды. Внутри лампы вакуум, заполненный ксеноном. Кроме газа ксенона в колбе присутствуют соли других металлов (например, пары ртути). Малый размер светящейся области ксеноновой лампы позволяет создать мощный поток света, точно сфокусированный на определенную область освещения.
 

Существует несколько категорий ксеноновых ламп:

• лампы с короткой дугой;
• устройства с длинной дугой;
• лампы-вспышки.

 

Для светотехники автомобилей используют ксеноновые лампы длительной работы, в которых электроды разнесены дальше по корпусу. За счет этого формируется длинная дуга, для розжига которой требуется балласт меньшего размера. Для транспортных средств важно иметь компактные элементы системы освещение, монтирование которых не вызовет массу неудобств.

 

Принцип работы ксеноновой лампы:
 

Низковольтная система автомобиля не может зажечь и обеспечить бесперебойную работу ксеноновой лампы. Для этого устанавливаются модифицированные балласты. Они подают мощный импульс на электроды лампы. 20КВ способствуют ионизации газа внутри лампы и формированию дугового разряда. Газ проводит ток, за счет чего излучает свет определенного цвета. Для постоянного поддержания дуги свечения необходим импульс гораздо меньшей амплитуды и мощности. Время выхода лампы в рабочее состояние зависит от ее мощности, колеблется между несколькими миллисекундами и 5-6сек. Основной поток света формируется в области катода, спектр свечения примерно равномерен по всей зоне видимого света. Алгоритм действия лампы таков: электроды, впаянные в корпус колбы, получают высоковольтный импульс от смежного конденсатора. Напряжение зависит от состава смеси газов, наполняющих лампу, и от длины ее колбы. В некоторых моделях ксенона для начальной ионизации газа используется третий электрод. Он представляет собой ленту металла вдоль трубки и служит для запуска разряда через ксеноновую лампу.

Конструктивные элементы системы ксенона дают свет, близкий спектрально к дневному освещению. Ксеноновые лампы излучают разные оттенки свечения, в зависимости от цветовой температуры. От данного показателя зависит яркость и мощность светового потока. Наиболее оптимальные лампы ксенона имеют температуру свет 4300-5000К. С уменьшением и увеличением данного показателя яркость незначительно падает, меняется цвет светового луча. Ксенон в 8000К светит красиво синим цветом, но мало эффективен в условиях плохой погоды. Более комфортное для человеческого восприятия свечение ксенона до 5000К, этот диапазон наиболее близок к дневному свету.

 

Неотъемлемый атрибут фары большинства авто – рефлектор. Он помогает рассеять пучок света, сформированный ксеноновой лампой. Чтобы свет не стал причиной аварии, а только способствовал безопасности, нужно правильно отрегулировать положение фар, настроить ближний/дальний свет. Ксенон может слепить встречных водителей, создавать дискомфорт участникам движения. При монтировании ксеноновых ламп стоит позаботиться об установке системы автоматической регулировки фар (угла их наклона) и фароомывателей.

 

Маркировки ксеноновых ламп

Чтобы правильно выбрать ксеноновую лампу, стоит научиться читать маркировку на ней. Как правило, сначала идет фирма производитель, далее указывается цоколь лампы (D2S, Н1), мощность. В зависимости от конструктивного элемента установки (цоколя), ксеноновые лампы бывают нескольких серий:

• Н (h2, h4, h5, H8, Н7, h21, h20, h37(880 / 881). Такие лампы работают от блоков розжига мощностью 35-55Вт. Провода питания балласта идут в комплекте с лампами. Ксеноновые лампы этой серии имеют разъемы AMP или KET, в зависимости от блоков розжига. Неувязку с разъемами можно решить с помощью переходников KET-AMP. Лампы, их температуру свечения, подбирают в зависимости от функциональных особенностей фар. Например, для противотуманок больше подойдут лампы Н3, поскольку они малогабаритны. Лампа Н11 встречается в противотуманках японских авто, h37(880 / 881) – в транспортных средствах корейских производителей; лампы Н4 используются в авто с совмещенной оптикой, где дальний и ближний свет — одна лампа. Цоколь Н7 устанавливают в ближний свет, h2 может устанавливаться, как в ближний, так и в дальний свет автомобиля, а также применяются в биксеноновых линзах пятого поколения G5.

• D (D1R, D1S, D2R, D2S, D3S, D4S, D4R). Наиболее распространены такие лампы от компаний Osram и Philips. Они устанавливаются, как правило, в ближний свет фар. Им свойственна одна цветовая температура – 4300К. Для установки ламп с большей температурой свечения стоит прибегнуть к китайским аналогам, но они могут быть несовместимы со штатными блоками розжига. Решить проблему конфликта оборудования поможет замена заводских балластов на обычные с адаптерами. Этот вариант не подойдет только для ксенона на основе цоколя D1S, в котором лампа совмещена с балластом. Поломка внутри блока ведет к замене всего комплекта, повреждение лампы влечет к затратам на балласт. Лампа D1R имеет специальное напыление, которое устраняет паразитное свечение, ксеноновые лампы D2Sустанавливается в линзу, D2R тоже имеет оптическое напыление. Лампа с цоколем D4S не содержит ртуть, как все остальные, устанавливается только в линзу системы освещения автомобилей Lexus и Toyota;

• HB (HB2(9004), HB3(9005), HB4(9006), HB5(9007)). Конструктивных особенностей данные лампы не имеют. Их функционирование, как и цветовая температура свечения, аналогичны лампам с цоколем Н. Редко применяются HB5(9007) и HB2(9004). Ксенон с цоколем HB4(9006) используют в противотуманках и в ближнем свете, как и HB3(9005), но последнюю модель чаще используют в качестве дальнего света.

dixel.shop

Принцип работы ксенона в 2020 году

Всё больше автолюбителей выбирают для своего транспортного средства ксеноновое освещение. Ксенон устанавливается не только на дорогих автомобилях, но и на бюджетном транспорте.

Это обусловлено отличными показателями эффективности и работоспособности ксенонового освещения.

Что это такое

Ксеноновая лампа считается газоразрядной и представляет собой колбу, наполненную различными инертными газами, один из которых носит название ксенон. Отсюда название лампы.

Такая лампочка не имеет спирали накаливания, она заменена двумя электродами, которые при подаче электроэнергии создают электрическую дугу. Эта дуга и создаёт освещение, выдаваемое лампочкой.

Сама ксеноновая лампа имеет форму эллипса. Кроме инертных газов в колбе присутствуют соли металлов.

Смесь из газа и металла находится под давлением, которое вкупе с подаваемым током создаёт освещение более мощное и хороший поток света, чем, допустим, это делают галогенные лампы.

Основное достоинство газоразрядной лампочки следующие:

• её мощность, по сравнению с другими элементами освещения. Например, мощность ксеноновой лампы в три раза превышает идентичный показатель галогенной лампочки. В связи с этим, ксеноновое освещение позволяет водителю определить имеющееся препятствие довольно раньше и своевременно предотвратить возможное дорожно-транспортное происшествие;
• цвет ксенона максимально приближен к дневному свету, поэтому исключена переутомляемость зрения даже при езде в тёмное время суток в течение нескольких часов;
• экономичное потреблении электроэнергии. По сравнению с галогеном, ксенон потребляет в два раза меньше энергии. При этом производится довольно минимальное нагревание оптики, что продлевает её срок эксплуатации.

Кроме достоинств, как и любое освещение, ксенон имеет свои недостатки:
Самым основным минусом считается повышение опасности ослепления водителей встречных автомобилей.

Сопутствовать этому может нелегальная и неправильная установка ксенона и отсутствие регулировки.

Получается, если все сделать правильно, легально, установить необходимую оптику, то проблем с освещением и неудобством других участников движения можно избежать.

Для примера можно взять водителя загруженного транспортного средства, который передвигается по неровному участку дороги.

При наезде на очередную кочку производится направление светового потока кверху, что приводит не к освещению дороги, а к ослеплению водителей встречки.

Здесь поможет корректор световых лучей, без которого использование ксенона запрещено.

Как используется в фарах автомобиля

Для ксенона используются специальные фары, рефлекторы и линзы, чтобы мощное освещение распределялось правильно и не слепило встречные автомобили.

Кроме того, оптика ксенонового освещения, которая была установлена на автомобиль заводом — производителем оснащена омывателем фар и корректором угла. Это также снижает дискомфорт для иных участников дорожного движения.

Динамический корректор считается наиболее дорогой деталью оптики, но без него при использовании ксенона не обойтись. Омыватель нужен для исключения рассеивания освещения или отдельных потоков света через грязное стекло.

При установке ксенона на автомобили бывшие в эксплуатации, его регулируют посредством стационарного регулятора фар.

Так как в лампочке отсутствуют нити накаливания, на начальном этапе разработки оптики и ксенона поднимался вопрос об одновременном использовании лампы для ближнего и дальнего освещения.

Изначально ксенон можно было устанавливать при наличии в автомобиле четырёх рефлекторов. На сегодняшний момент эта проблема решена производством различных конструкций биксенона.

Стоит понимать, что биксенон будет немного дороже, чем простой ксенон:

1. Первый вид биксенона представляет собой совмещение двух колб в один цоколь.
2. Второй имеет специальную шторку, которая частично закрывает рефлектор.
3. В третьем используется привод, который передвигает лампочку по горизонтали, обеспечивая дальний свет или ближний свет .

Устройство и принцип работы ксенона

Если говорить про штатные лампы, то они имеют конструкцию трубки, которая хорошо запаяна и состоит из прочнейшего стекла или же кварца с отличными показателями надёжности.

Эта трубка содержит смесь инертных газов, которые находятся под давлением. Большую часть из этих газов составляет газ ксенон.

Стеклянная или кварцевая колба имеет внутри себя два электрода, которые обеспечивают прохождение электрического тока, посредством чего образуется соответствующая дуга. Она как раз и служит розжигом имеющегося внутри колбы газа.

Для активации газа нужна энергия, которая преобразуется в высоковольтные импульсы.

Импульс создаётся за счёт специального оборудования, устанавливаемого вкупе с лампочками — блок розжига. Этот аппарат выполняет функции трансформатора.

Корпус лампочки (трубка) может иметь разную форму, в которую впаяли электроды.

Электроды расположены друг напротив друга, по обеим сторонам колбы. Между двумя электродами образуется электрическая дуга, посредством подачи тока, имеющего разряд в пределах 23- 30 тысяч вольт.

Помимо этих двух электродов, образующих дугу, колба имеет ещё один электрод. Он представляет собой металлическую дорожку, проходящую по вертикали вдоль трубки. Он нужен для того, чтобы произошёл процесс ионизации инертных газов и был запущен разряд.

Принцип работы ксеноновой лампы можно разделить на несколько этапов:

• на первом этапе производится подача тока, а точнее, импульса мощностью 23-30 тысяч вольт. Этот импульс поступает в лампочку и образуется посредством блока розжига;
• второй этап включает в себя активизацию электрической дуги;
• третий этап заключается в ионизации газа и пропуска тока, имеющего большое напряжение, посредством чего создаётся вспышка, имеющая белый оттенок. Без этого процесса не произойдёт сокращение сопротивления газов, находящихся внутри стеклянной трубки;
  

  Процесс ионизации считается запущенным после получения высоковольтного импульса, который создаёт блок. Вследствие этого происходит активизация электродов и выпуск ионов.

• четвёртый этап обусловлен прохождением тока по газу, который содержится в лампочке и возбуждением атомов ксенона;
• на пятом этапе происходит процесс принуждения прохождения электронов на орбиту, имеющую более высокие характеристики энергии. Провокация этого действия происходит со стороны активизированных атомов ксенона;
• шестой и заключительный этап подразумевает возвращение электронов к первоначальной орбите, образуя при этом энергию. Это процесс провоцирует обеспечение выдачи насыщенного и непрерывного освещения;

Яркость освещения обусловлена высоким давлением инертных газов, находящихся в трубке лампочки. В зависимости от того, каких размеров колба лампы, таким и будет степень давления.

Схема

Схема работы следующая:

1. В самом начале работает блок розжига, который активизирует всю работу ксенонового оборудования.
2. Старт работы освещения состоит в преобразовании блоком напряжения из 12 в 25 тысяч вольт. Этого достаточно для моментального образования электрической дуги, которая произведёт розжиг ксенона, находящегося в колбе.
3. Активизация лампы происходит за считаные секунды, причём стремительно достигается и максимальная отметка яркости.
4. Для того чтобы не произошло потухание лампы при прекращении подачи тока, блок обеспечивает производство тока, который должен поддерживать стабильную и беспрерывную работу ксеноновой лампочки.

Как работает блок розжига

Блок розжига должен обладать высококачественными и надёжными характеристиками. Ведь от него зависит обеспечение и контроль работы всего ксенонового оборудования, установленного в транспортном средстве.

При произошедшем скачке напряжения, коротком замыкании, обрывании проводов и других ситуаций, связанных с напряжением, происходит прекращение подачи тока в лампочку и отключение всей системы ксенонового освещения.

Даже если неправильно установить ксенон (переполюсовка), блок розжига не сможет начать свою работу. Получается, что блок выполняет функции не только розжига лампочки, но и безопасности при использовании ксеноновой системы.

Для того чтобы выбрать блок розжига, стоит обратить внимание на его размер. Они бывают стандартными и компактными.

От размера будут зависеть некоторые характеристики, в том числе и конструктивная особенность транспортного средства, в которое подразумевается установка ксенона.

Блок розжига производит непосредственный розжиг лампы, поддержание освещения (тлеющий разряд), контроль и безопасность ксеноновой системы.

Каждый блок розжига имеет свою рабочую схему, в зависимости от производителя, который предусматривает свой метод по разработке таких аппаратов. Процесс работы блока определён начальной схемой, предоставленной производителем.

Если говорить про классическую схему блока розжига, то в этом случае задействован разрядник. Подача напряжения происходит с низковольтной на высоковольтную часть.

После первоначальной подачи напряжения производится систематический сбор напряжения. Накопление подразделяется на циклы, в промежутках которых происходит возникновение напряжения, используемого для пробивания разрядника.

В зависимости от модели блока розжига, задействовано определённое количество таких циклов.

При наступлении разряжения, происходит перенаправление в лампочку. Это действие и вызывает свечение ксенона.

Какие могут возникнуть неисправности

Неисправности ксенона зачастую связаны с проблемами работы блока розжига. Нарушение освещения довольно зачастую нервирует водителей, производящих эксплуатацию транспортного средства в темное время суток и плохую погоду.

Причём проблема может состоять не только из нарушения яркости и оттенков цвета, но и в полной потере освещения.

Ксеноновое оборудование может выйти из строя:

• при нарушении герметичности. При попадании влаги в блок розжига, он может прийти в негодность. Это касается не только воды, но и попадания грязи и пыли. Определение негерметичности происходит посредством разбора блока розжига, но при этом существует вероятность, что придётся покупать новый прибор взамен испорченному;
  

  Только тщательный осмотр сможет определить причину поломки. При нарушении герметичности обычно наблюдается мигание фары, полное отсутствие освещения или создание неравномерного свечения.

• при следах ржавчины и коррозии. При повреждении ржавчиной спаек, наблюдается их отхождение с положенных мест. А также допускается выпадение припаянных деталей. Причиной возникновения ржавчины и коррозии является попадание влаги или некачественный блок розжига;
• при повреждении деталей микросхемы (транзистор, обмотка трансформатора, умножитель).

Для того чтобы понять, какая деталь в микросхеме пришла в негодность, следует отделить микросхему от корпуса блока розжига. Это можно сделать и самостоятельно, не прибегая к услугам специалиста.

Главным помощником в этом деле будет осциллограф, который определит поломку без труда.

В случае когда пришёл в негодность контролёр, починка блока практически невозможна. В других случаях есть возможность отремонтировать аппарат и привести его в рабочее состояние.

Срок службы лампы

Период работы ксеноновой лампы считается наиболее большим, в отличие от других средств освещения. Если сравнивать ксенон с галогеном, то срок службы будет в три — пять раз больше.

Долговечность ксеноновых лампочек обусловлена тем, что они не имеют спирали, которая может прийти в негодность при вибрации на дорогах.

Срок службы ксенона составляет в среднем 3 тысячи часов. Получается, что при использовании автомобиля по 2 часа ежедневно, ксеноновая лампочка прослужит около четырёх лет.

Это — основные принципы работы ксеноновых лампочек.

Видео: Как работает КСЕНОН (его лампа) Также разберем работу блока розжига. Просто о сложном

Внимание!

• В связи с частыми изменениями в законодательстве информация порой устаревает быстрее, чем мы успеваем ее обновлять на сайте.
• Все случаи очень индивидуальны и зависят от множества факторов. Базовая информация не гарантирует решение именно Ваших проблем.

Поэтому для вас круглосуточно работают БЕСПЛАТНЫЕ эксперты-консультанты!

1. Задайте вопрос через форму (внизу), либо через онлайн-чат
2. Позвоните на горячую линию:

ЗАЯВКИ И ЗВОНКИ ПРИНИМАЮТСЯ КРУГЛОСУТОЧНО и БЕЗ ВЫХОДНЫХ ДНЕЙ.

avtopravozashita.ru

принцип действия, свойства, область применения.

Ксеноновая лампа представляет собой кварцевую колбу, центральная часть которой имеет шаровую или эллипсоидную форму. В колбу впаяны два вольфрамовых электрода. Внутренний объем колбы заполнен инертным газом — ксеноном — под давлением 6—8 кгс/см2. Принцип работы ксеноновой лампы основан на свечении атомов ксенона в межэлектродном промежутке под действием приложенного электрического напряжения. Во время работы лампы давление газов внутри колбы повышается до 20—30 кгс/см2, благодаря чему спектральный состав излучаемого светового потока приближается к спектру дневного света. Яркость разряда в межэлектродном промежутке значительно превышает яркость нити лампы накаливания и составляет 200-1000 Мкд/м2.

Ксеноновые лампы могут работать как на постоянном, так и на переменном токе. В настоящее время в кинопроекционной аппаратуре применяются только лампы постоянного тока.

Ранее, в большинстве случаев ксеноновая лампа (рис. 19) работала в вертикальном положении (на данный момент широко применяются горизонтальные лампы), причем анод 2 располагается сверху. Анод имеет больший диаметр, чем катод 3, и делается более массивным, так как на нем выделяется значительно большая мощность и нагревается он сильнее.

Чтобы уменьшить нагрев колбы 1, особенно ее участков, расположенных вблизи анода, требуется интенсивное охлаждение — воздушное, а у мощных ламп (5 и 10 кВт) — водяное.

Разряд ксеноновой лампы имеет форму усеченного конуса, вытянутого по вертикали. Яркость по площади разряда распределяется неравномерно (рис. 20). По мере приближения к катоду она возрастает. Наибольшую яркость имеет зона разряда, расположенная в непосредственной близости к катоду (катодное пятно).

Для зажигания лампы требуется высокое напряжение 20— 30 кВ. На рис. 21 показана упрощенная электрическая, схема зажигания ксеноновой лампы. При замыкании контактов 1 сетевое напряжение 220 В подается на первичную обмотку повышающего трансформатора 2. Напряжение порядка 5 кВ, снимаемое со вторичной обмотки, подается к обкладкам конденсатора 3. Когда напряжение на обкладках конденсатора достигает определенной величины, происходит пробой воздушного промежутка разрядника 4; конденсатор разряжается на часть обмотки импульсного автотрансформатора 5. В контуре, образованном этим участком обмотки, разрядником и конденсатором, возникают высокочастотные колебания. При этом со всей обмотки импульсного автотрансформатора снимается напряжение порядка 20— 30 кВ. Под действием этого напряжения, приложенного к электродам ксеноновой лампы 6, через блокировочный конденсатор 7 происходит пробой межэлектродного промежутка, ионизация газа и возникает дуговой разряд, постепенно переходящий в газовый; лампа зажигается. После этого контакты 1 размыкаются; разряд поддерживается низким рабочим напряжением 20—30 В, подаваемым к лампе от электропитающего устройства.

Промышленность выпускает ксеноновые лампы мощностью от 500 до 10000 Вт. Лампы мощностью до 4000 Вт требуют воздушного охлаждения, а мощностью свыше 4000 Вт — воздушного и водяного охлаждения. Отечественные лампы с воздушным охлаждением имеют шифр ДКсШ (шаровые) или ДКсЭл — эллипсоидные, а с водяным охлаждением имеют шифр ДКсШРБ. Кроме буквенного обозначения в шифр лампы входит число, показывающее ее мощность в ваттах.

Ксеноновые лампы обладают хорошими характеристиками — высокой яркостью и световой отдачей, большим сроком службы и хорошей спектральной характеристикой излучения, благодаря этому они применяются во всей современной стационарной кинопроекционной аппаратуре.

Однако ксеноновые лампы имеют и некоторые недостатки. Так, вследствие большого давления ксенона внутри колбы возникает опасность ее разрыва. Поэтому при эксплуатации ламп следует соблюдать меры предосторожности: транспортировать, хранить и устанавливать лампу в кинопроекторе, не вынимая ее из специального защитного кожуха, защищать лицо щитком из оргстекла при установке лампы или при открывании фонаря кинопроектора.

При горении лампы кварцевая колба пропускает ультрафиолетовое излучение, выделяемое разрядом, что приводит к ионизации воздуха и образованию озона и окислов азота, которые при достаточно большой концентрации и длительном воздействии вредны для человека. Поэтому фонари кинопроекторов с ксеноновыми лампами требуют принудительной вытяжки для удаления образующихся газов.

Сложная система зажигания и необходимость принудительной вентиляции затрудняют применение ксеноновых ламп в передвижной кинопроекционной аппаратуре.

В настоящее время широко применяются ксеноновые лампы с горизонтальным расположением электродов, что позволяет использовать ее в сочетании с глубокими отражателями и обеспечивать существенное увеличение светового потока осветительно-проекционной системы. В большей своей массе эти лампы являются «безозонными» и не выделяют вредных газов.

studfile.net

Ксенон что это такое, принцип работы ксеноновых фар

Некоторые автовладельцы не обращают особого внимания на качество света фар до тех пор, пока они не заметят, что в ночное время суток и в плохую погоду, они крайне плохо видят дорогу и то, что находится впереди. Ксеноновые фары обеспечивают лучшее и более яркое освещение, чем обычные галогенные фары.  В этой статье мы рассмотрим, что такое ксенон (ксеноновые фары), как они работают, а также плюсы и минусы их установки.

Ксенон и галоген: в чем разница

В отличие от традиционных галогенных ламп накаливания, которые используют газ галоген, ксеноновые фары используют газ ксенон. Это газообразный элемент, который может излучать яркий белый свет, когда через него проходит электрический ток. Ксеноновые лампы также называют разрядными лампами высокой интенсивности или HID (High Intensity Discharge Lamp).

В 1991 году седаны BMW 7-й серии были первыми автомобилями, которые использовали систему ксеноновых фар. С тех пор крупные производители автомобилей устанавливают эти системы освещения в своих моделях. В целом установка ксеноновых фар говорит о высоком классе и повышенной стоимости автомобиля.

Устройство ксеноновых фар

Ксеноновые фары состоят из нескольких компонентов:

Газоразрядная лампа

Это сама ксеноновая колба, которая содержит газ ксенон, а также другие газы. Когда электричество достигает этой части системы, оно производит яркий белый свет. Он содержит электроды, где электричество «разряжается».

Ксеноновый балласт

Это устройство зажигает газовую смесь внутри ксеноновой лампы. Ксеноновые HID системы четвертого поколения могут подавать до 30 кВ высоковольтного импульса. Этот компонент контролирует запуск ксеноновых ламп, позволяя быстро достичь оптимальной рабочей фазы. Как только лампа работает на оптимальной яркости, балласт  начинает контролировать мощность, которая проходит через систему для поддержания яркости. Балласт содержит преобразователь постоянного тока, который позволяет ему генерировать напряжение, необходимое для питания лампы и других электрических компонентов системы. Он также содержит мостовую схему, которая обеспечивает систему переменным напряжением 300 Гц.

Блок розжига

Как следует из названия, этот компонент запускает доставку «искры» к ксеноновому световому модулю. Он подключается к ксеноновому балласту и может содержать металлическое экранирование в зависимости от модели поколения системы.

Принцип работы ксеноновых фар

Обычные галогенные лампы пропускают электричество через вольфрамовую нить внутри лампы. Поскольку колба также содержит газообразный галоген, он взаимодействует с вольфрамовой нитью, тем самым нагревая ее и позволяя светиться.

Ксеноновые фары работают по-другому. Ксеноновые лампы не содержат нити накала, вместо этого происходит ионизации газа ксенона внутри колбы.

1. Зажигание
   Когда вы включаете ксеноновую фару, электричество проходит через балласт к электродам колбы. Это зажигает и ионизирует ксенон.
2. Нагревание
   Ионизация газовой смеси приводит к быстрому повышению температуры.
3. Яркий свет
   Ксеноновый балласт обеспечивает постоянную мощность лампы около 35 Вт. Это позволяет лампе работать в полную силу, обеспечивая яркий белый свет.

Важно помнить, что ксеноновый газ используется только в начальной фазе освещения. Поскольку другие газы внутри колбы ионизируются, они заменяют ксенон и обеспечивают яркое освещение. Это означает, что может пройти некоторое время – часто несколько секунд – прежде чем вы сможете увидеть яркий свет, создаваемый ксеноновой фарой.

Преимущества ксеноновых ламп

35-ваттная ксеноновая лампа может выдавать до 3000 люмен. Сопоставимая галогенная лампа может набрать всего 1400 люмен. Цветовая температура ксеноновой системы также имитирует температуру естественного дневного света, которая составляет от 4000 до 6000 Кельвинов. С другой стороны, галогенные лампы дают желто-белый свет.

Широкое покрытие

Мало того, что скрытые лампы производят более яркий, более естественный свет; они также обеспечивают освещение дальше по дороге. Ксеноновые лампы распространяются шире и дальше, чем галогенные лампы, что позволяет вам вести машину намного безопаснее ночью на высоких скоростях.

Эффективный расход энергии

Это правда, что ксеноновые лампы потребуют больше энергии при запуске. Однако при нормальной работе они потребляют гораздо меньше энергии, чем галогенные системы. Это делает их более энергоэффективными; хотя преимущество может быть слишком маленьким, чтобы распознать.

Срок службы

Средняя галогенная лампа может работать от 400 до 600 часов. Ксеноновые лампы, могут работать до 5000 часов. К сожалению, ксенон все еще отстает от 25 000-часового срока службы светодиодных ламп.

Недостатки ксеноновых ламп

Хотя ксеноновые фары обеспечивают исключительную естественную яркость, подобную дневному свету, у них есть некоторые недостатки.

Довольно дорогие

Ксеноновые фары стоят дороже, чем галогенные лампы. И хотя они стоят дешевле, чем светодиодные, их средний срок службы таков, что вам будет необходимо заменить ксеноновую лампу как минимум 5 раз, прежде чем потребуется заменить светодиодную.

Сильный блик

Ксенон плохого качества или неправильно настроенный, может быть опасен для проезжающих автомобилистов. Блики могут ослепить водителей и стать причиной дорожно-транспортного происшествия.

Переоснащение с галогенных фар

Если у вас уже установлены галогеновые фары, то установка ксеноновой системы освещения может быть довольно сложной и дорогой. Конечно, лучшим вариантом является наличие ксенона в стоке.

Требуется время для достижения полной яркости

Включение галогеновой фары дает вам полную яркость в мгновение ока. Для ксеноновой лампы вам понадобится несколько секунд, чтобы лампа прогрелась и достигла полной рабочей мощности.

Ксеноновые фары очень популярны в наши дни благодаря яркости, которую они обеспечивают. Как и у всех, у этой системы освещения автомобиля есть свои плюсы и минусы. Взвесьте эти факторы, чтобы определить, нужен ли вам ксенон.

Свое мнение и опыт использования ксенона оставляйте в комментарии – обсудим!

​

Понравилась статья?

Поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях:

А еще у нас интересные e-mail рассылки, подписывайтесь! (1 раз в неделю)

Интересные материалы

turboracing.ru

Устройство ксеноновых ламп

За последние годы получают все более широкое рас­пространение газоразрядные лампы сверхвысокого дав­ления, в которых используются не пары металлов, а тя­желые газы, в частности ксенон. Применение ксенона вносит существенные изменения в характеристики этих ламп. Период разгорания в ксеноновых лампах практи­чески отсутствует, так как плотность газа в лампе не зависит от температуры колбы. Поэтому сразу же после зажигания в лампе разряда она начинает работать в но­минальном режиме. Это удобно с точки зрения эксплуа­тации. Разряд в ксеноне имеет хорошие спектральные характеристики излучения, близкие к спектру солнеч­ного света. В связи с этим ксеноновые лампы имеют хо­рошую цветопередачу.

Схема подключения ксеноновой лампы.

Излучение ксеноновых ламп бо­гато ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами.

При некоторых значениях тока лампы приобретают положительную вольт-амперную характеристику, что позволяет питать лампы определенной мощности без балласта (безбалластные лампы). Использование таких ламп экономически выгодно, так как при их включении в сеть отсутствуют непроизводительные потери в балласте. Ксеноновые лампы имеют относительно низкие рабочие на­пряжения при горении, но для достижения большой яркости разряда и повышения их световой отдачи при­ходится увеличивать ток лампы. Поэтому характерной особенностью этих ламп является относительно большой ток.

По своей экономичности ксеноновые лампы занимают среднее положение между лампами накаливания и ртутно-кварцевыми лампами высокого давления. Световая отдача ксеноновых ламп в зависимости от мощности в среднем составляет от 20 до 50 лм/вт. Срок службы, гарантируемый заводами, колеблется от 200 до 1000 ч.

Рисунок 1. Схема дуговых ксеноновых ламп типа ДКСШ-1000.

Может показаться, что при указанных экономических параметрах ламп их применение не является целесообразным. Однако проведенные расчеты и имеющаяся практика использования ксеноновых ламп дают основа­ние утверждать, что применение ксеноновых ламп в ряде случаев весьма целесообразно и экономически выгодно. Наивыгоднейшими областями применения ксеноновых ламп в настоящее время можно считать наруж­ное освещение больших площадей в городах, освещение спортивных сооружений, освещение карьеров при разработке открытым способом, освещение открытых строительных площадок и монтажных площадок производ­ственных предприятий, а также внутреннее освещение производственных цехов больших размеров и высотой более 20-25 м. Значительное применение находят ксеноновые лампы в кинопроекторах, при съемке цветных кинофильмов, в телевидении и театральном освещении и ряде других специальных установок.

Конструкция ксеноновых ламп

Различают два основ­ных типа ксеноновых ламп: лампы в шаровых колбах с короткой дугой, с расстоянием между электродами в несколько миллиметров с естественным или воздуш­ным охлаждением и лампы в трубчатых колбах с длин­ной дугой с естественным или водяным охлаждением.

Лампа с шаровой колбой (рис. 1) представляет со­бой толстостенный баллон из кварца с впаянными в него двумя электродами, изготовленными из торированного вольфрама. Токопроводящими контактами слу­жат цилиндрические выводы, конструкция которых предусматривает как возможность крепления ламп, так и присоединение питающих проводов. Баллон лампы на­полняется ксеноном до давления 8-9 ат, которое при работе лампы возрастает до 20-25 ат.

Лампы могут работать на постоянном и переменном токе. Отличие этих ламп — в конструкции электродов. При постоянном токе лампа имеет очень массивный анод (рис. 1а), располагаемый вверху. При переменном токе оба электрода имеют одинаковую конструкцию (рис. 1б).

Рисунок 2. Схема дуговых ксеноновых ламп типа ДКСТ: 1 — разрядная трубка; 2 — корпус охлаждающей рубашки; 3 — электрод; 4 — втулка; 5 — вывод; 6 — цилиндр из молибденовой фольги; 7 —вкладыш; 8 — стеклянный цилиндр; 9 — гайка; 10 — уплотняющий вкладыш; 11 — уплотняющие прокладки.

Трубчатая ксеноновая лампа с естественным охлаж­дением (рис. 2а). представляет собой толстостенную трубку из кварцевого стекла, по концам которой вварены электроды из торированного вольфрама. Вводы лампы изготовляются из молибденовой фольги. Вне­ние выводы изготовлены из стали, а переходные втулки — из титана. Колба лампы заполняется ксеноном, его давление составляет от 15 до 350 мм рт.ст.

Величина давления ксенона определяется напряжением зажига­ния пускового устройства, а также зависит от выбранного внутреннего радиуса трубки и падения напряжения на единицу длины разряда. В лампах с водяным охлаждением разрядная трубка из кварца помещается внутри стеклянного цилиндра (рис. 2б). В зазоре между разрядной трубкой и ци­линдром циркулирует вода, которой придается винто­образное движение благодаря некоторому сдвигу вход­ного патрубка по отношению к плоскости, проходящей через ось лампы. Концы стеклянного цилиндра помещаются в сборные латунные муфты и уплотняются резиновыми прокладками.

Для охлаждения ламп используется дистиллированная вода, циркулирующая в замкнутой системе. Нормальная работа лампы возможна, если стеклянный цилиндр полностью заполняется водой. Ма­ксимальная температура охлаждающей воды не должна превышать температуры, при которой образуется сплош­ная паровая рубашка (не более 50°С на выходе из лампы). Из этих соображений определяется расход охлаж­дающей воды. Приме­нение водяного охлаж­дения позволяет увели­чить почти в 10 раз удельную нагрузку на кварц по сравнению с естественным охлаж­дением, что дает воз­можность уменьшить размеры лампы и при этом повысить на 30-40% их световую отда­чу.

Зажигание ксеноно­вых ламп

Напряжение зажигания ксеноновых ламп значительно пре­вышает напряжение питающей сети, поэто­му поджигающее уст­ройство основано на принципе искрового генератора. На рис. 3 приведены схемы зажигания лампы с помощью искрового генератора. Для зажигания ламп имеют важное значе­ние не только величина поджигающего импульса и число подаваемых на лампу импульсов, но и сдвиг фаз между напряжением питания лампы и пускового устрой­ства. При питании лампы и пускового устройства от одной и той же фазы сети напряжение зажигания лампы выше, чем при питании от различных фаз. Поэтому к пусковому устройству и к лампе подаются различные фазы сети. Контактами контактора R1 в случае автоматического управления зажиганием ламп на пер­вичную обмотку трансформатора Т1 подается сетевое на­пряжение.

Рисунок 3. Схемы включения ксеноновых ламп.

Конденсатор С1, включенный во вторичную обмотку трансформатора, заряжается, и, когда на нем напряжение достигает величины напряжения пробоя воздушного разрядника Р, он почти мгновенно разря­дится на первичную обмотку импульсного трансформа­тора Т2. Во вторичной обмотке трансформатора Т2 индуктируется высоковольтный, высокочастотный им­пульс, который будет приложен к электродам лампы. Под воздействием этого импульса разрядный промежу­ток лампы пробьется, что вызовет его первоначальную ионизацию.

Если величина и число подаваемых импуль­сов оказываются достаточными, то в лампе создаются необходимые условия для развития дугового разряда, и лампа зажигается. После того как лампа зажглась, необходимо, чтобы искровой генератор продолжал рабо­тать в течение некоторого промежутка времени. Если отключить искровой генератор раньше положенного вре­мени, то лампа может погаснуть. Время, в течение ко­торого искровой генератор должен продолжать рабо­тать, зависит от напряжения и полного сопротивления сети. Необходимая выдержка времени обеспечивается введением в схему реле времени (на схеме не показано).

http://fazaa.ru/www.youtube.com/watch?v=oAURMvlKCjs

Когда процесс зажигания лампы закончится, поджи­гающее устройство отключается от лампы. Для этого размыкается кнопка К1, а вторичная обмотка импульс­ного трансформатора замыкается накоротко кнопкой К2. В случае автоматического управления реле времени включает контактор (не показан на схеме), который своими контактами отключает трансформатор Т1 и за­мыкает накоротко вторичную обмотку трансформа­тора Т2. Конденсатор С2 служит для защиты сети от по­падания в нее высокого напряжения.

Лампы мощностью до 6 кВт могут включаться по две последовательно на напряжение 220 В и зажигаться одним поджигающим устройством.

Следует обратить внимание на размещение пуско­вого устройства. Оно должно размещаться не далее 30 м от лампы, в противном случае это будет снижать величину высоковольтного импульса. Так как величина этого импульса составляет 20-50 кВ, то изо­ляция провода, соединяющего лампу с пусковым устройством, должна быть выбрана из расчета на номинальное напряжение 15-20 кВ.

http://fazaa.ru/www.youtube.com/watch?v=vxKiPfELn6c

При отключении лампы от сети ее повторное включение возможно только после доста­точного остывания, на что требуется 5-10 мин. Повтор­ное включение неостывшей лампы может вывести ее из строя, поэтому его следует избегать.

fazaa.ru

принцип работы, преимущества и недостатки

Ксеноновые лампы
пользуются наибольшей популярностью, так как они отличаются низкой
энергозатратностью и высоким уровнем освещения. Их применение обусловлено
особенностями принципов работы, что влияет на существующие преимущества и
недостатки.

Содержание статьи

Принцип работы ксеноновых ламп

Ксеноновые
лампы являются источником искусственного света. Они состоят из нескольких
элементов, которые включают в себя кварцевый или обычный шар, спираль и
трубчатую колбу, к которой крепятся вольфрамовые электроды. Вакуум лампы
заполняют ксеноном, который отвечает за создание светового потока. Выделяют
такие виды ксеноновых ламп: с короткой дугой, с длинной дугой и вспышки.

Автомобили
имеют низковольтные системы, которые не могут справиться с работой ламп такого
типа. Именно поэтому дополнительно устанавливают модифицированные балласты. Они
обеспечивают передачу мощного импульса, который направлен на электроды.

Лампы
включаются буквально за несколько миллисекунд или за 5 секунд, что позволяет
быстро привести фары в рабочее состояние. Световой поток формируется в области
катода. Специальный рефлектор позволяет рассеивать свет, что помогает
настраивать мощность и обеспечивает безопасное вождение.

Преимущества и недостатки ксеноновых ламп

Среди плюсов их
использования можно выделить следующие моменты:

• долговечность, что позволяет
  сэкономить денежные средства;
• отсутствие нагревания стекла, что снижает
  появление трещин из-за резкой смены температурного режима;
• снижение загрязнений;
• комфортность в использовании;
• простота в установке;
• повышенный уровень безопасности при
  вождении.

Минусы
ксеноновых ламп:

• высокая стоимость;
• при перегорании одной из частей
  нужно менять все;
• при частом переключении происходит
  их быстрое изнашивание;
• покупка дополнительных деталей;
• ослепление водителей при неправильной
  установке.

Во время работы
внутри колбы может создаваться высокое давление. Проблема в том, что если есть
даже небольшие трещины или повреждения, то это может привезти к разрыву. Также
внутри лампы содержится ртуть, что является очень опасным моментом как для
водителей, так и для окружающих.

avtonov.info