Lampade a induzione

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L'induzione magnetica

Dettagli (details)

Introduzione (Introduction)


Questa famiglia di lampade a scarica prende il nome dal principio di funzionamento: l'eccitazione del Gas contenuto nel tubo avviene  per mezzo dell’induzione elettromagnetica e non tramite reattori e starter. Le lampade, non avendo elettrodi al proprio interno, sono in grado di aumentare l'affidabilità e le prestazioni luminose ripetto ai sistemi oggi conosciuti.  I numerosi vantaggi di questa tecnologia la rendono superiore anche ai più moderni sistemi LED, risolvendone alcuni dei maggiori difetti.

This family of discharge lamps gets its name from the principle of operation: in tube Gas excitation is obtaineg through electromagnetic induction and without starter and reactors. Lamps, not having electrodes inside, can increase 10x the reliability and the luminous respect to the other traditional systems.  The numerous advantages of this technology make it superior than the most modern LED systems, solving some of it's most important defects.

1) Valori sopra i 110 lm/W si riferiscono a sorgenti ad alta brillantezza di ultima generazione. L'applicazione di tali sorgenti in ambiti nei quali la sorgente stessa è visibile, richiede l'uso di ottiche diffusive a causa dell'elevata luminanza, ottiche che hanno una resa tra il 50% e il 65% e pertanto riducono corrispondentemente le prestazioni luminose.
Values above 110 lm/W are referred to high brightness sources. The usage of such sources where the emitting surface is visible requires diffusive optics in order to decrease brightness. These optics have a efficiency between 50% and 65% so that reduce the luminous performance.

2) Si considera lo spettro di emissione del corpo nero, cioè una incandescenza a luce bianca di elevata purezza.
It is considered the emission spectra of the black body, that is an incandescence of elevate purity.

3) Si considera sia l'invecchiamento della sorgente LED sia la deriva del driver in corrente o tensione che determina flicker e viraggio di intensità
It is considered both the aging of the LED source and the current / voltage drift of the driver, that causes flickering and intensity reduction.

Principio di funzionamento (Principle of operation)

Le lampade a induzione magnetica emettono luce allo stesso modo delle lampade fluorescenti. Ciò che le differenzia da queste ultime sono le modalità di eccitazione del gas contenuto nel bulbo di vetro. Ma andiamo con ordine.
Un gas contenente vapori di mercurio è contenuto all'interno del bulbo di scarica, tale gas viene generato da una piccola quantità di amalgama di mercurio situato su un lato del bulbo stesso. Il gas riceve energia dal campo magnetico ad alta frequenza prodotto dalla bobina, emettendo radiazioni elettrromagnetiche ad alta frequenza sotto forma di raggi ultravioletti. L'ultravioletto, invisibilie all'occhio umano, colpisce il rivestimento interno del bulbo, trattato con uno strato di fosfori i quali, colpiti ed eccitati a loro volta, emettono una fluorescenza visibile. Il colore della luce prodotta dipende dallo strato fluorescente. Il vetro sarebbe comunque in grado di blocare i raggi UV anche in caso di mancanza di un tratto di strato fluorescente. Il ballast elettronico genera una corrente ad alta frequenza ch alimenta gli induttori. Le frequenze variano da 200 kHz a oltre 13 MHz. La tensione prodotta dal ballast ha valori simili a quelli in ingresso, tuttavia all'accensione viene prodotto un picco generalmente maggiore di 500 V al fine di avviare il processo di scarica del gas.

Magnetic induction lamps emit light in the same way of a fluorescent lamp. The difference between them is the mean of excitation of the GAS contained into the glass tube.
A mercury vapour gas is contained into the discharge bulb, such gas is generated by a small quantity of solid mercury placed on a side of the bulb itself. The gas receives energy by the high frequency magnetic field provided by the coil, emitting electromagnetic radiations in the form of UV rays. The UV band, invisible to the human eye, hits the internal layer of the glass tube, covered by phosphors that excitated emit a visible fluorescence. Colour of the light depends by the fluorescent layer. The gass would be able to stop the UV rays even if a portion of the fluorescent layer was not present. The high frequency current that supplies the coils is provided by the elecronic ballast.  Frequencies vary from 200 kHz to more than 13 MHz. Voltage provided by tha electronic ballast has values similar to the input one, despte at the turning on it is produced a peak greater than 500 V in order to start the discharge process of the gas (quantum gap of the electrons).

Se il ballast ha come scopo primario quello di alzare la frequenza dell'alimentazione, tutto il resto della lampada può essere visto come un trasformatore avente gli induttori come primario e il circuito di scarica a gas come secondario, che lavora chiuso su un carico equivalente. Il ballast della lampada ad induzione normalmente richiede una tensione tra 110 e 250 V a frequenza di 50 o 60 Hz, ed il fatto che sia separato dal circuito a gas ne incrementa molto la vita operativa. Le lampade con ballast integrato hanno una vita media di 50.000 ore, quelle con ballast separato partono da 100.000 ore, rendendo l'elettronica a bordo ballast in effetti il punto debole della catena di affidabilità.

If the ballast has a primary scope of raising the power frequency, all the rest of the lamp can be seen as a transformer having the inductors as the primary circuit and the discharge gas as the secondary circuit. The input power to the elecronic ballast is between 110 e 250 V at a frequency of 50 o 60 Hz, the fact that it was separated from the gas circuit increases very much the operating life.  Lamps with integrated ballast have a lifetime of 50.000 hours, with separated ballast starts from 100.000 hours, making the ballast electronic the weak ring of the reliability chain.

L'origine (the origin)

La tecnologia dell'induzione magnetica appare sul mercato nel 1990, con bulbi dalla forma simile alle lampadine a incandescenza.

The induction lamp technology appears on the market in 1990, with bulbs having shape similar to incandescence lamps.

Le tipologie (the types)

Esistono due tipi di lampade a induzione. Le prime ad essere immesse sul mercato furono quelle a induttore interno, dalla forma classica di una lampadina e con attacco edison. In seguito si affiancarono ad esse le lampade ad induttore esterno, che hanno un ampio range di potenza e si presentano in 3 forme base: circolare, ellittica, rettangolare. Fondamentalmente simili ad un tubo al neon circolare, al posto degli elettrodi (che è bene ricordarlo, nelle lampade a scarica tradizionali si consumano ad ogni accensione) presentano due elettromagneti avvolti attorno a due brevi porzioni del tubo.

Exist two types of induction lamps. The oldest and the first to be on the market were the internal inductor ones, with the classic shape of a edison attach lamp. Later appeared the external inductor lamps, having a wide range of power and with three basic shapes: circular, ellptical, rectangular. Basically similar to a circular fluorescent tube, instead of electrodes (is good to remeber that the traditiona discharge lamp consume the electrodes at every ignition) have two electomagnets mounted around two short portions of the tube.

 

I vantaggi assoluti (absolute advantages)

  • Durata tra 65.000 ore per i modelli a ballast inerno e 100.000 ore per quelli a ballast esterno;

  • Efficienza elettrica media del 97% grazie alle alte frequenze in gioco;

  • Efficienza luminosa tra 70 e 90 lm/W rispettivamente per lampade a ballast integrato e a ballast separato;

  • Invecchiamento della luce ridotto rispetto alle lampade a incandescenza (che soffrono di evaporazione del filamento) e alle lampade a scarica convenzionali;

  • avvio istantaneo rispetto a tutte le forme di illuminazione industriale convenzioanale, a vapori di mercurio, a vapori di sodio, a alogenuri metallici;

  • Riciclabilità a causa della separazione dell'amalgama di mercurio dal resto dei materiali, bassa dispersione di mercurio in ambiente per unità di tempo dovuta al lungo ciclo di vita.


  • lasting life of 65.000 hours with internal ballast and 100.000 hours with external ballast;

  • Electrical efficiency of 97% at the high frequency adopted;

  • Luminous efficiency between 70 e 90 lm/W respectively for internal and external ballast lamps;

  • light aging reduced respect the incandescence lamps (that suffer of filament evaporation) and respect to the traditional decaying of the discharge lamps;

  • short start-up time respect all the most common industrial illumination forms, mercury vapour, metal halide, sodium vapour;

  • recyclability because of separaton between the mercury amalgam from the rest of materials, low mercury dipersion in the environment per unit of time during the lifecycle.

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