荧光灯的工作原理

荧光灯的工作原理
1.开关型启动电路(预热式)
荧光灯最常用的工作电路是开关启动电路。

在开灯前，辉光启动器的双金属片的触点被一个小间隙隔开。

当电源接通时，220V电压虽不能使灯启动，但足以激发辉光启动器产生辉光放电，辉光放电产生的热量加热了双金属片，使双金属片弯曲直到接触。

经过1~2s后，电源通过辉光启动器、镇流器和电极灯丝形成了串联电路，一个相当强的预热电流迅速地加热灯丝，使其达到热发射的温度。

一旦双金属片闭合，辉光放电即刻消失，此时双金属片开始冷却。

冷却到一定温度后，它们复原弹开，并使串联电路断开。

两电极闭合的一段时间也就是灯丝的预热时间(通常为0.5~2s)。

灯丝经过预热，发射出大量电子，使灯的启动电压大大降低(通常可降低到未预热时启动电压的1/2~1/3)。

由于电路呈感性，当电路突然中断时，在灯管两端会产生持续时间约为1ms的600~1500V的脉冲电压。

这个脉冲电压很快地使灯内的气体和蒸气电离，电流即在两个相对的发射电极之间通过，这样灯就被点燃。

灯点亮后，加在辉光启动器上的电压(即灯管两端的电压)只有约100V，而辉光启动器的熄灭电压在130V以上，所以不足以使辉光启动器再次发生辉光放电。

这就是荧光灯的预热启动过程。

2.变压器型启动电路
在这类电路中，必须区分阴极预热式的“快速启动”和冷阴极式的“瞬时启动”电路。

(1)快速启动(阴极预热式)
荧光灯的快速启动工作电路。

在这种电路中，变压器的主绕组跨接在灯管两端，二次绕组接到电极灯丝两头。

电源接通后，变压器一次绕组产生的高压虽不足以使灯内产生放电，但二次绕组立即供给阴极加热。

当阴极达到热电子发射温度时，灯就在高电压下被击穿。

灯点燃后，电路中的电流急剧增加。

这时，在镇流器上建立起较高电压降，从而使灯管两端电压降到正常值。

同时，灯丝变压器的电压随之降低，加热阴极的电流也降到较小的数值。

由于放电灯管在管壁电阻很低或很高的情况下，灯的启动电压才最低，故可在灯管外的两端灯头之间敷设一条金属带，并将其中一个灯头接地，这样实现了减小管壁电阻，降低了灯的启动电压，从而达到可靠启动的目的。

采用快速启动电路时，由于无须高压脉冲，加上阴极的电位降低，从辉光放电过渡到弧光放电的时间短，因而对阴极的伤害小。

同样的灯，使用快速启动电路时寿命比开关启动电路和瞬时启动电路都要长得多。

(2)瞬时启动(冷阴极式)
冷启动对于具有无须预热就能启动的电极的灯是可能的。

“IS(阴极)”名称就是以瞬时启动(Instantaneous Start)灯型命名的。

另外，还有一些瞬时冷启动的荧光灯采用圆柱形电极结构，工作时电极保持冷态。

在该电路中，漏磁变压器给工作于50~120mA的冷阴极荧光灯提供1~10kV的瞬时启动电压。

显然，这种工作方式对阴极的损伤较大。