螢光燈(Fluorescent Lamp)因具有發光效率高、使用壽命長等優點,為現今使用最為廣泛的照明設備。但螢光燈管因內含汞等金屬,美國環保署(EPA)在西元1999年6月開始強制規定廢棄螢光燈管需回收或進行妥善處置,而我國也在民國86年開始推廣環保標章等標準,其中對於螢光燈管與如何延長螢光燈管的使用壽命之相關設備,都有相關的規格標準。因此,如何延長螢光燈管之使用壽命,為學者與業界人士之研究主題。螢光燈管內部之基本構造如(圖1)所示。
《圖二 陰極燈絲放大圖(摘自Philips照明公司資料)》 |
|
螢光燈管內填充水銀蒸氣,管壁則塗上螢光化學物質,燈管兩端都有構造相互對稱的電極,電極是由很細的鎢絲繞至而成,一般以雙螺旋與三螺旋兩種設計常用,如(圖2)所示,其目的在增加燈絲長度,以塗佈更多燈絲塗被物質。該塗被物質大多屬於易於游離的電子的氧化物,如氧化鈣、氧化鋇、氧化鍶…等。當燈絲加熱到足夠的溫度時,可產生游離電子分布於燈絲附近,此時若在燈管兩端加上足夠的高的電壓,游離的電子受兩端所加電場的影響會產生電子電荷運動。高速運動的電子和管內的氣體原子相互撞擊,游離出更多的電子和離子,當這種現象達到某一定程度時,管內裝的水銀蒸氣將釋放出來肉眼無法看見的紫外線,紫外線再次激發管壁的螢光物質轉化成可見光[1-3]。因此電極上塗被物質的消耗速度,也決定了螢光燈管之使用壽命。由許多文獻與研究指出,影響電極上塗被物質的消耗速度的主要因素為以下幾點:
- ●電極燈絲之預熱溫度
- ●熾光電流之大小
- ●點火電壓之大小
- ●啟動時之點火次數多寡
隨著電力電子之技術之進步,具有不閃爍、體積小、輕薄、高功因、可調光和無噪音等優點電子安定器已經漸漸地取代體積大、笨重、低功因、容易造成低頻閃爍與產生低頻嗡聲噪音等缺點的電感式安定器。但是,因電子安定器基本結構上,螢光燈管兩端皆需加裝一電容器幫助產生諧振電壓,所以在螢光燈啟動時接跨有一電壓,因而無法有效地消除熾光電流;在電路動作之設計上,也沒有考慮燈絲預熱溫度的影響,故嚴重的縮短螢光燈管之使用壽命。基於考量到螢光燈管之使用壽命與電子安定器之優點,本文提出一『零熾光電流預熱可控式螢光燈電子安定器』,具有控制燈絲預熱溫度與消除熾光電流之功能,更加有效地延長螢光燈管之使用壽命,為驗證本文所提之電路的可行性與優越性,本文最後完成一用於40W螢光燈管來驗証其功能,並與市售電子安定器比較。實驗結果顯示,本文所提之『零熾光電流預熱可控式螢光燈電子安定器』,具有延長螢光燈管之使用壽命之功能,並且保有習知電子安定器之調光、高功因、無噪音和無閃爍等優點,同時符合現今所探討的省資源和低污染的優點,可視為未來之設計趨勢。
...
...
使用者別 |
新聞閱讀限制 |
文章閱讀限制 |
出版品優惠 |
一般訪客 |
10則/每30天 |
5/則/每30天 |
付費下載 |
VIP會員 |
無限制 |
20則/每30天 |
付費下載 |