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车用氙气金卤灯的击穿和放电发展过程的研究(第3页)
来源：中国照明网
作者：杨正名、高光义、张明、柴国生
浏览：3523人次
发布：2008-04-17
注：其他网站转载须注明出处，转载而不注明出处者，一经查实，将追究其法律责任
摘 要：讨论了车用氙气金卤灯与普通商用金卤灯特征的不同及启动状态的差异，分析了氙气金卤灯的放电发展过程和流光理论模型，给出了放电发展过程的测试结果。
如前所述电子镇流器在触发初期输出一超大电流使灯加速温升，经数秒钟当灯压降上升到接近稳定压降时、灯电流将自动降低到正常值。随着灯电流下降，灯功率和光通量亦随之降低并趋向稳定值，这就是线段6和线段7所表明的情况。
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采用测试图2温升曲线的同一组灯和镇流器，缩短采样间隔，将总扫描时间缩短为4S时（即只测Fig.2的温升曲线的1、2、3线段）所得曲线示如Fig.3，由图可以清楚看出该三阶段温升趋势的截然不同。显然起始的峰值是氙气击穿产生的尖峰，但在持续不足100ms以后立即进入稳定氙气弧光放电，光通量随放电电流的增加以及汞的微量蒸发而上升，出现低平线段2。由于电弧管壁温度的继续上升汞汽压力加大，电弧压降逐步升高，放电模式从氙气放电转化为高气压汞氙弧光放电，灯的输入功率以及输出光通量均相应上升（线段3），这三步过程总共持续约2S左右，经过这三个阶段的放电发展，管壁温度已经较高，引起汞的快速蒸发，放电转为高气压汞汽放电，光通量再次上升，在放电发展到约4S时，输出光通量已能满足标准要求。
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仍用同一组镇流器与灯泡进行测试，进一步缩短采样时间间隔，使总读数时间缩短为0.4S，则得Fig.4所示曲线，该曲线实际上是Fig.2，Fig.3上线段1和线段2的前一部分的展开，由Fig.3、Fig.4可见在主峰1前沿还存在一预峰8，峰8的上升前沿（约8ms）实际上是触发脉冲的反应。在峰8顶点整个触发过程已经结束，随后的下降则是由于脉冲消失所致。随着放电的发展和加强，高压触发脉冲形成的放电和所形成的浪涌电流产生了一个涌浪式光脉冲，整个光脉冲的持续时间约100ms即进入了相对稳定的高压氙气弧光放电，在相对稳定的约1S以后汞的蒸发和随后的金属卤化物的蒸发引起了一个接一个的如前所述放电发展阶段。
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Ⅴ 高气压氙气金卤灯的热启动问题
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通常高强度放电灯的热启动是一个难以解决的问题，因为热态电弧管中有几个或几十个大气压的Xe、Hg或Aa及其它金属卤化物蒸汽，没有上万伏的电压很难使这样的灯重新着火，而触发器只能产生3KV左右的脉冲电压。
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人们对汽车用前照灯的要求是即点即亮而不管热态还是冷态，车用氙气金卤灯必须满足这一要求，否则将无法应用。因此设计者采用了23KV的高压触发脉冲，即使在热条件下灯中有高达数十气压的气体和蒸汽，如此高的触发电压和强电场所产生的高密度场致发射将轻而易举地使热态氙气金卤灯击穿。车用氙气金卤灯的热启动标准为：在点燃15分钟后熄灭10秒钟重新点燃，要求1秒时光通输出为2629lm达到目标值的80%。
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Fig.5表明了高压氙气金卤灯熄灭后经5秒钟后重新触发的光通变化曲线，由于这时灯中气压几乎未变化，重新着火后灯压降及其他参数几乎仍保持原先状态，不出现明显的重新着火过程，灯点燃后光通量也迅速恢复到熄火前的数值，Fig.5的总取样时间为4S。Fig.6则是按标准要求测试结果，曲线表明该灯与镇流器的组合在熄灭10s重新点燃后1秒钟达到标准值的82%。该曲线全部取样时间为40秒。Fig.7则是灯熄灭15s后的再启动特性，全部取样时间为0.4秒，这时有一个明显的重新着火过程，而且光通的重新上升也比较缓慢，除启动过程比冷启动过程提前加快而外，Fig.7的曲线与Fig.4的冷态启动曲线是相近的。
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Ⅵ 结论
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车用氙气金卤灯的工业化生产已经开始。除功率、用途、功能及光电参数外这种金卤灯与商用金卤灯的基本区别在于这种灯中充有高压氙气，而这一差异造成了二者启动过程和启动特性的不同。车用氙气金卤的启动特性是这种灯应用的关键，研究透彻氙气金卤灯的启动过程和特性对于改进这种灯的参数和启动性能有重要意义，希望本文有助于业内同行。
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