荧光灯工作原理---镇流器_启辉器详解

　　日光灯也被称为荧光灯，它利用紫外线照射荧光粉来发光，所以这种灯具被称为荧光灯，而其发出的光线和普通白炽灯相比犹如日光一样，故也称为日光灯。

　　日光灯由灯管、镇流器和启辉器等主要部件组成，日光灯（荧光灯）的发光工作原理：下右图所示的原理电路。

　　荧光灯启动过程与工作原理

　　

　　图1荧光灯启动及工作原理

　　通电瞬间，启辉器金属片未闭合，灯管内汞也还未被激发，灯管处于高阻状态，AC220V电压全部施加在启辉器的金属片两端，启辉器内的惰性气体被电离，产生辉光放电，辉光放电产生热量，导致双金属片变形闭合。

　　启辉器内的双金属片闭合后，灯管内的灯丝通过电流，灯丝发热，灯丝阴极产生电子。

　　启辉器内的双金属片闭合后，两端不再有电压，惰性气体停止辉光放电，停止产生热量，双金属片温度降低（注意，温度升高主要原因是辉光放电，双金属片闭合后有电流通过，也会产生热量，但是，该热量不足以维持温度），触点分离。

　　启辉器双金属片触电分离后，电感镇流器因突然断电而产生很高的反电势，该反电势与电源叠加后施加在灯管两端， 灯丝阴极产生的电子在高压作用下，由低电势端向高电势端快速运动。在加速运动的过程中，碰撞管内惰性气体，使之迅速电离。惰性气体电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线穿过涂覆在灯管管壁上的荧光粉，发出可见光。不同的荧光粉可发出不同颜色的可见光。

　　若电感镇流器产生的反电势不能成功点亮荧光灯，上述过程将重复发生，直至灯管点亮或灯丝损坏。

　　荧光灯发光后，工作电压约110V，启辉器与荧光灯并联，电压相等，110V的电压不足以电离内部惰性气体，不会再次闭合。电感镇流器流过稳定的电压，两端电压约110V，在电路中起限流/降压作用。

　　电子镇流器的基本构成及原理

　　电子镇流器的典型的基本构成包括整流单元、逆变单元和谐振单元。其工作原理如图2。

　　

　　图2 电子镇流器荧光灯启动及工作原理

　　220V/50Hz交流电经过整流部分变为直流电，直流电经过逆变单元变为20kHz～50kHz的交流电，电感L和电容C构成谐振单元谐振单元的谐振频率与逆变单元产生的交流电频率相同。

　　电容C与灯管并联，灯管可以等效为一个电阻R。在通电瞬间，灯管发光前，其阻值很大，R和C并联后相当于只有电容C。于是，L、C产生谐振，在电容C两端产生高压，高压电通过灯丝形成回路，灯丝发热，灯丝阴极产生电子，电子在高压作用下由低电势端向高电势端快速运动。在加速运动的过程中，碰撞管内惰性气体，使之迅速电离。惰性气体电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线穿过涂覆在灯管管壁上的荧光粉，发出可见光。

　　灯管发光后，灯管的等效电阻R变小，R和C并联相当于只有电阻R，于是，LC串联谐振电路变为LR串联电路，谐振停止，L起限流/降压作用，灯管稳定发光。

　　启辉器原理

　　启辉器是启动日光灯用的，在日光灯电路中，当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。

　　图3启辉器构成原理

　　日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。