UVC-lampun parametrien mittaaminen ja teholähteen toteutus
Kalliomäki, Oskari (2024)
Kandidaatintyö
2024
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20241209100339
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20241209100339
Tiivistelmä
Työssä toteutetaan UVC-elohopeahöyrylampun virtalähteeksi soveltuva kytkentä. Kytkennän toteutusta varten tutustutaan elohopealampun toimintaan sähköteknisestä näkökulmasta. Työn pääasiallisena sisältönä on olemassa olevan teoreettisen tiedon soveltaminen käytäntöön. Lisäksi tarvittavan tehoelektroniikan ja komponenttiarvojen mitoitusta sivutaan suppeasti.
Kaasupurkauslampuille on ominaista pienillä taajuuksilla esiintyvä negatiivinen inkrementaalinen impedanssi, eli toisin sanoen virran kasvaminen johtaa napajännitteen pienenemiseen. Lampun impedanssi on mitattu usealla eri taajuudella, jonka perusteella lampulle on muodostettu vastaava Laplace-tason malli. Lampun elektrodeina toimivat emissiota edesauttavalla pinnoitteella päällystetyt volframilangat, joiden on saavutettava riittävä lämpötila. Elektrodien saavuttama lämpotila on selvitetty resistanssin muutoksen perusteella, kun niiden läpi johdetaan lampun nimellisvirran suuruinen virta.
Elohopeahöyrylampulle soveltuva teholähde on toteutettu käyttäen H-siltaa jolla syötetään lampulle virtaa sajaankytketyn LC-piirin kautta. LC-piiriä ajetaan selvästi resonanssitaajuuden yläpuolella, jolloin sen reaktanssi kompensoi lampun negatiivisen impedanssin aiheuttaman epästabiiliuden. Kytkennän erityispiirteenä on virran säätö muuttamalla kytkentätaajuutta. Lisäksi lampun sytytykseen vaadittava jännitepulssi ja elektrodien lämmitys ennen sytytystä on otettu huomioon.
Kaasupurkauslampuille on ominaista pienillä taajuuksilla esiintyvä negatiivinen inkrementaalinen impedanssi, eli toisin sanoen virran kasvaminen johtaa napajännitteen pienenemiseen. Lampun impedanssi on mitattu usealla eri taajuudella, jonka perusteella lampulle on muodostettu vastaava Laplace-tason malli. Lampun elektrodeina toimivat emissiota edesauttavalla pinnoitteella päällystetyt volframilangat, joiden on saavutettava riittävä lämpötila. Elektrodien saavuttama lämpotila on selvitetty resistanssin muutoksen perusteella, kun niiden läpi johdetaan lampun nimellisvirran suuruinen virta.
Elohopeahöyrylampulle soveltuva teholähde on toteutettu käyttäen H-siltaa jolla syötetään lampulle virtaa sajaankytketyn LC-piirin kautta. LC-piiriä ajetaan selvästi resonanssitaajuuden yläpuolella, jolloin sen reaktanssi kompensoi lampun negatiivisen impedanssin aiheuttaman epästabiiliuden. Kytkennän erityispiirteenä on virran säätö muuttamalla kytkentätaajuutta. Lisäksi lampun sytytykseen vaadittava jännitepulssi ja elektrodien lämmitys ennen sytytystä on otettu huomioon.