Коваленко Ольга Юрьевна - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры метрологии, стандартизации и сертификации Института электроники и светотехники.
430005, Саранск, Большевистская ул., д. 68. Scopus Author ID 57190227678
Olga Yu. Kovalenko - Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor, Department of Metrology, Standardization and Certification, Institute of Electronics and Lighting Engineering.
68, Bolshevistskaya ul., Saransk, 430005.Scopus Author ID 57190227678
Микаева Светлана Анатольевна - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры электроники Института перспективных технологий и индустриального программирования.
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78. Scopus Author ID 57214070393
Svetlana A. Mikaeva - Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor, Department of Electronics Institute for Advanced Technologies and Industrial Programming.
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454. Scopus Author ID 57214070393
Журавлёва Юлия Алексеевна - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры электроники Института перспективных технологий и индустриального программирования.
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78. Scopus Author ID 57217961848
Yulia A. Zhuravleva - Cand. Sci., (Eng.), Assistant Professor, Assistant Professor, Department of Electronics, Institute for Advanced Technologies and Industrial Programming.
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454. Scopus Author ID 57217961848
Цели. В облучательных приборах, работающих в светотехнических установках с трубчатыми ультрафиолетовыми (УФ) лампами низкого давления, к электронным пускорегулирующим аппаратам (ЭПРА) предъявляются следующие требования: невысокая стоимость, обеспечение надежного зажигания разрядных ламп низкого давления в условиях пониженных температур и надежная работа ламп при повышенной энергетической эффективности. По сравнению с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами, ЭПРА обеспечивают повышение светоотдачи разрядных ламп и коэффициента мощности, снижение расхода дефицитных материалов, уменьшение массы. Для повышения энергетической эффективности УФ ламп в комплекте с ними целесообразно использовать импульсные ЭПРА, обеспечивающие питание на частоте 22–50 кГц. Различные схемные решения ЭПРА включают в себя такие основные узлы как сетевой фильтр, выпрямитель, корректор коэффициента мощности, сглаживающий фильтр, высокочастотный (ВЧ) преобразователь, балласт и зажигающее устройство. Целью работы является разработка электронной полупроводниковой схемы включения и питания разрядной лампы повышенной энергетической эффективности с импульсным ЭПРА.
Методы. Использованы классические методы математического исследования с применением структурной схемой ЭПРА, его математическим описанием и адаптивной модели для определения потока резонансной линии ртути с длиной волны 254 нм.
Результаты. Для разных моментов времени представлены уравнения определения параметров импульсов, образованных огибающей в форме входного напряжения и тока промышленной частоты. Дано математическое описание для определения длительности импульсов и тока лампы в зависимости от значений номинального и рабочего напряжения и номинального тока. Представлены диаграмма мгновенных значений напряжения на входе ВЧ ключа и диаграмма формируемого импульсного тока. В работе проведен расчет параметров комплекта «УФ лампа – импульсный ЭПРА» при условии постоянства мощности лампы и использовании адаптивной модели для определения потока резонансной линии ртути длиной волны 254 нм.
Выводы. В результате расчетов были определены относительные значения лучистой отдачи резонансной линии ртути исследуемых УФ ламп. Теоретические исследования ЭПРА позволили разработать электронную полупроводниковую схему включения и питания разрядной лампы прямоугольными импульсами высокой частоты. В ходе работы для предложенного схемного решения импульсного ЭПРА проведен расчет параметров элементной базы с выбранными основными исходными характеристиками блокинг-генератора.
Objectives. When used in lighting installations with tubular low-pressure ultraviolet (UV) lamps, electronic ballasts should meet the following basic requirements: low cost, reliable ignition at low temperatures, as well as combining high energy efficiency with reliable lamp operation. As compared with electromagnetic ballasts, electronic ballasts allow the luminous efficiency and power factor of discharge lamps to be increased, reducing the consumption of scarce materials along with the weight of devices. In order to improve their energy efficiency, complete UV lamps are based on low-pressure discharge lamps with pulsed electronic ballasts supplying power at the frequency of 22–50 kHz. Various circuit designs include such basic units as mains filter, rectifier, power factor corrector, smoothing filter, high-frequency converter, ballast, and ignition device. The present study aimed to develop an electronic semiconductor circuit for switching on and powering a discharge lamp of increased energy efficiency using a pulsed electronic ballast.
Methods. Classical methods of mathematical research were applied for determining the flux of the 254-nm mercury resonance line using a structural electronic ballast diagram along with a mathematical description and adaptive model.
Results. Equations for determining the parameters of pulses formed by an envelope having the form of input voltage and current supplied at industrial frequency were formulated for different instants of time. A mathematical description is given for determining pulse duration and lamp current depending on the values of nominal and operating voltage, as well as nominal current. Diagrams for instantaneous voltage values at the high-frequency switch input and generated pulsed current are presented. The parameters of the ‘UV lamp–electronic ballast’ set were calculated using an adaptive model for determining the flux of the 254-nm mercury resonance line according to the condition of lamp power constancy.
Conclusions. Relative values for radiant efficiency of the 254-nm mercury line for UV lamps under study were determined. Theoretical research of electronic ballasts led to the development of a semiconductor switching and power supply circuit for the discharge lamp based on high-frequency rectangular pulses. The parameters of the element base were calculated along with selected basic initial characteristics of the blocking generator.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.