摘要：为了研究提高无极灯光效的途径，本文通过测量无极灯的放电电压、电流、功率和光照度，计算了无极灯的阻抗变化。结果表明，放电电压先降后升而后趋于稳定；放电电流先升后降然后趋于稳定; 无极灯阻抗先迅速下降而后小幅升高再趋于稳定; 光照度先升后降而后趋于稳定。迅速稳定无极 灯泡 体内的等离子体浓度才能提高无极灯的稳定性。

　　近年来，由于能源危机和环境恶化使得节能、环保的无极灯成为目前国内外众多公司发展的重点之一。无电极放电灯是近年来迅速发展的新 光源 。

　　由于该类灯没有电极，不会产生由于有电极放电灯的电极氧化、溅射、损耗和密封等问题引起的发黑现象。具有高光效、光色稳定、长寿命的特点。

　　无极灯节能效果取决于其光效的高低， 光效越高，节能效果越好。无极灯目前可用于照明行业、光化学和分析化学等领域。光效的高低与无极灯的启动特性、稳定性和表面负载特性等因素有关。

　　研究无极灯的稳定性对分析无极灯的特性，提高其光效具有重要意义。本文将对无极灯的稳定性进行分析，研究电特性和光照度随时间的稳定性问题。

　　本文共分三个部分: ①实验介绍; ②实验结果及讨论; ③结论。

　　1 实验介绍

　　无极灯稳定性测试装置如图1 所示。该无极灯包括 电子 镇流器 ( 也称高频 发生器 )、高频馈线、 耦合器 和泡体四部分，通常高频馈线、耦合器和泡体做成一个整体称为无极灯的灯泡。采用TektronixTCPA300 电流 探头 、Tektronix P6015A 高压探头 ( 100M Ω， 1000 ∶ 1 ) 和Tektronix TPS 2014 ( 100MHz ，1Gs / s) 示波器 测量 电子镇流器 输出端的电压、电流和功率等电参数。采用TES1330A 照度计 测量无极灯的光照度。为了减少 荧光粉 对等离子体的影响，此处采用未涂荧光粉的明泡进行试验。

　　2 实验结果及讨论

　　2. 1 无极灯电参数的稳定性

　　为了研究无极灯的稳定性，我们测量了1h 内不同时间的无极灯放电电流、电压和功率以及无极灯阻抗的变化情况，分别如图1、图2 和图3 所示。

图1 无极灯稳定性实验原理图

图2 不同时刻的放电波形

图3 放电电压和电流随放电时间的变化

　　由图2 可知，放电电压和电流波形都是正弦波，放电功率是非对称的正弦波，并且不同时间放电电压、电流和功率的幅值不同。说明无极灯泡体内等离子体 电阻 发生了变化，电子镇流器能自动跟踪无极灯负载的变化，使 电源 的功率因数较高。无极灯电压和电流随放电时间的变化如图3 所示。

　　由图3 可以看出，随着放电时间增加，镇流器输出电压先减少后增加，在45min 以后逐渐趋向于稳定; 而放电电流是先增加后减少，然后小幅波动，约50min 才能趋于稳定。这说明无极灯需要1h 左右才能获得稳定。无极灯电压和电流的变化是由无极灯的阻抗变化引起的，根据无极灯等效阻抗与电压、电流之间的关系可得：

　　由此可以计算出阻抗Z 随放电时间的变化，如图4所示。

图4 放电阻抗随放电时间的变化

　　由图4 可知，电子镇流器输出端的负载阻抗随放电时间先急剧减少后小幅增加，然后小幅在震荡，在40min 以后逐渐趋于稳定。这是由于无极灯刚点燃时，耦合器激发电 磁场 产生的感应电场诱导出的等离子体电子浓度迅速增加，导致放电阻抗迅速下降，而后电子浓度逐渐增减小，放电阻抗逐渐增加，而后电子浓度趋于稳定，使得放电阻抗也逐渐趋于稳定。

　　2. 2 无极灯发光特性的稳定性

　　除了无极灯的电特性以外，无极灯光照度随放电时间的变化如图5 所示。

　　从图5 可以看出，无极灯的光照度先迅速增加，然后下降，在30min 以后逐渐趋于稳定。这说明无极灯稳定需要一定的时间。为了提高无极灯的迅速稳定性，必须采取措施使无极灯泡体内的等离子体浓度迅速达到饱和，这样才能使无极灯的阻抗迅速稳定，使无极灯迅速获得稳定的光输出，这在一定程度上提高了无极灯的光效。

图5 无极灯光照度随放电时间的变化

　　3 结论

　　本文通过研究无极灯的放电电压、放电电流、放电功率、放电阻抗和光照度随时间的变化规律，分析了无极灯的稳定性。通过分析发现，无极灯泡体内等离子体的浓度决定着无极灯泡体的阻抗，而阻抗变化决定着放电电压、电流和功率等电参数。

　　只有采取措施改变等离子体泡体内等离子体浓度的迅速稳定性，才能改善无极灯的稳定性，从而提高无极灯的稳定阶段的光效。