Characterization and Modelling of Gas Discharge Lamps Using a High-Voltage Test System (Karakterisering en modellering van gasontladingslampen met een hoogspanning-testsysteem)

Korte inhoud:De spanning-stroomkarakteristiek van gasontladingslampen is sterk niet-lineair en bestaat uit een aantal afzonderlijke werkingsgebieden die soms door hoge spanningsniveaus gekenmerkt worden. Hogedrukgasontladingslampen (HID lampen) vereisen bijvoorbeeld een hoge ontsteekspanning (van meerdere kilovolt) om te starten, en in het bijzonder om te herstarten nadat de lamp werd gedoofd. Koude kathode fluorescentielampen (Cold Cathode Fluorescent Lamps, of CCFLs) werken in het glimontladingsgebied, en worden gewoonlijk aangestuurd met hoogfrequente sinusoïdale spanningsvormen met een hoge amplitude. Het doel van dit werk is om via experimenten en modellen de eigenschappen van gasontladingslampen bij hoge spanningsniveaus te bestuderen en te karakteriseren. Er wordt onderzocht hoe externe parameters, zoals de vorm en de polariteit van de aangelegde spanning, het gedrag van de lamp beïnvloeden, en hoe deze kunnen leiden tot een performantieverhoging van lamp en aansturing. Hiervoor is een geautomatiseerde testopstelling ontwikkeld die programmeerbare continue DC en sinusoïdale AC golfvormen (0 tot 15 kV; 40 kHz tot 1 MHz) genereert. Daarnaast bevat het testsysteem ook een meetmodule, voor de detectie en acquisitie van doorslaggolfvormen, en een controlemodule, voor de verwerking van meetresultaten.Het ontsteekgedrag van HID lampen wordt onderzocht aan de hand van de statistische verdeling van de doorslagspanning. Er wordt aangetoond dat polariteitseffecten (door geometrische asymmetrie), aardingseffecten (door spanningsasymmetrie) en ladingseffecten (door de accumulatie van ladingsdragers in de gasontladingsbuis) de doorslagspanning beïnvloeden. Bovendien wordt het ontsteekgedrag ook beïnvloed door de vorm van de aangelegde spanning en de temperatuur van de lamp. Een elektrisch equivalent schema wordt voorgesteld dat het gedrag van de lamp beschrijft tijdens de pre-doorslagfase.Tenslotte wordt de testopstelling ook ingezet voor het modelleren van het dynamisch gedrag van CCFLs. Een CCFL model wordt ontwikkeld dat de sterke capacitieve koppeling tussen de lamp en de omgeving in rekening brengt. Bovendien worden twee ongewenste bijeffecten in CCFLs verder onderzocht: de lekstroom naar de omgeving enerzijds, en het fenomeen van kwikmigratie veroorzaakt door asymmetrische spanningsvormen anderzijds.

Jaar van publicatie:2010

Toegankelijkheid:Closed