紧凑型大功率荧光灯阴极灯丝设计探讨

1、文章编号 :1008-5521(2000 05-08-02紧凑型大功率荧光灯阴极灯丝设计探讨 王进杰(摘 要 , ,关键词 储量 B1 前言阴极是荧光灯的重要组成部分 , 主要采 用钨丝绕制阴极在灯丝螺旋空隙储存电子发 射材料 , 能在较低的温度下发射电子 。阴极 的寿命主要取决于电子发射材料的储量及消 耗速率 , 而电子发射材料的储量是有限的 , 只 有通过降低电子发射材料的消耗速率 , 才能 延长阴极寿命 。因此 , 在设计紧凑型大功率 荧光灯阴极灯丝时 , 必须考虑造成电子发射 材料损耗的因素 。 荧光灯在启动和燃点过程 中会发生电子发射材料的溅射与蒸发损耗 。 紧凑型大功率荧光灯一般采

2、用电子镇流 , 启 动过程的损耗可通过控制灯管在启动前电子 镇流器输出的预热电流及预热时间来降低 , 燃点过程的损耗只能通过灯丝的设计与电子 镇流器输出匹配来控制 。2 灯丝结构形式的确定目前荧光灯阴极常用灯丝结构形式有 : 单丝双螺旋 、 单丝三螺旋 、 缆索式三螺旋 、 主 辅式三螺旋四种 。 由于主辅式三螺旋灯丝具 有电子发射材料的储存量大 , 电子发射材料 附着牢固 , 较耐受离子轰击 , 螺旋线圈之间几 乎没有辐射 , 阴极热点温度低 、 体积小等特 点 , 是上述四种结构形式灯丝中性能最好的 灯丝 。 因此紧凑型大功率荧光灯阴极灯丝应 采用主辅式三螺旋结构 。3 灯丝钨丝规格的确定

3、主辅式三螺旋灯丝 , 由于其辅钨丝的电 阻远大于主钨丝 , 电子镇流器输出的导入阴 极电流主要从主钨丝通过 , 约 95%左右 。主 钨丝的直径 d 应与电子镇流器输出的导入阴 极电流 I 匹配 。可用公式 d = I 2/3(mm 表 示 。 通过大量的实验发现 , 公式中的 不能按单丝三螺旋灯丝计算公式 :d =0. 12I 2/3(mm (I 为预热电流 那样为常数 , 而应随 I 的增大而增大 , 由大量的试验数据得出 :I 每 增大 80mA , 约 增 大 0. 005。假 定 I 为 2000年 10月 灯 与 照 明 第 24卷第 5期 收稿日期 :2000-07-14作者简介

4、 :王进杰 (1965- , 男 , 汉族 , 山东文登人 , 工程师 , 主要从事节能灯管生产和技术工作 。300mA 时 , 为 a 则 =a +0. 005-30080。 可借助电子镇流器性能分析仪与寿命试验来 确定某一导入阴极电流 I 对应一最佳钨丝 直径 d , 就可通过公式 :d =a +0. 005-30080I 2/3(mm 确定 a值 。只要确定了 a 值 , 主钨丝直径 d 就可用公式 :d =a +0. 005-30080I 2/3(mm 料 , , , 一般取 <0. 020mm -<0. 033mm 为宜 。 4 灯丝烧丝参数选取原则阴极主要依靠灯丝螺旋空

5、隙和芯线空隙来储存电子发射材料 。 有确定螺旋系数与芯 线系数时应兼顾电子发射材料的浸涂 、 储量 、附着状态及灯丝的绕制特性 、 启动特性 、 耐受离子轰击特性等对灯丝螺旋的要求 , 做到螺 旋空隙与芯线空隙设计合理 , 为保障阴极热 点到灯管管壁的距离 , 灯丝三道绕线圈数的 选取 可 根 据 紧 凑 型 大 功 率 荧 光 灯 的 管 径 (<12mm -< 而定 , 。 。 由于导入阴极电流 , 灯丝设计时也应 予以考虑 , 确保在额定电源 、 电压范围 , 阴极 热点温度在一合理范围内 。参 考 文 献1 宁华 1长寿命阴极 1T 5荧光灯技术资料专辑 12 董超 1紧凑

6、型荧光灯阴极设计 1中国照明电器 ,1990,(3第九届国际光源科技研讨会 LS 9第九届国际光源科技研讨会 (LS 9 将于 2001年 8月 12日至 16日在美国伊 塞加市 (Ithaca 康奈尔大学 (C ornell University 召开 , 会议主题为 : 11白炽灯与卤钨灯 21荧光灯 31高强度放电灯 41介质阻挡放电光源 51准分子光源 61显示光源 (包括发光二极管 71新概念光源81灯用镇流器 91诊断 101材料 111模型化计算 121非照明用光源 有关会议的其它消息 , 可从网上查得 。网址 :http:ww w. lighting conference. com也可从网上报名 , 欢迎有关人士踊跃参加并投稿。 投稿截止期为 2001年 4月 2日。 有什么问题 , 可通过 E