用 AC、DC 和/或继电器颤振对灯丝施加压力会改变其使用寿命吗?

电器工程 电源 整流器
2022-01-17 07:55:07

我正在构建一种设备,该设备可以缩短老式“爱迪生”灯泡的使用寿命,该灯泡带有超长灯丝作为一种任意计时器。

我打算通过使用未平滑的全波整流器整流电流来“强调”它(不是立即爆炸或任何东西),假设灯丝是为 230VAC 和 60hz 占空比设计的,因此在嘈杂的更高电压 DC 下会变得更糟。

我还可以添加一个以 60hz 开启和关闭的继电器,这听起来非常令人震惊(酷!),这会导致它冷却和加热更多次导致金属疲劳吗?有没有办法通过灯泡推动更多电流并使其发光更亮?

我有一个模糊的理解,即当前的拉力是相同的,RMS 也是如此。

总结:是什么导致细丝磨损更多,我该如何增加它:D

3个回答

灯丝灯泡故障的三个主要原因:

  1. 灯丝的蒸发。施加在灯泡上的电压越高,流过灯丝的电流就越多。流过的电流越多,灯泡中的热量和亮度就越高,导致灯丝蒸发得更快而失效。(见图表)
  2. 加热/冷却循环也会在灯丝上增加机械应力。这可以通过在某个占空比下打开和关闭灯泡以使其加热和冷却来完成。
  3. 高电流浪涌也会使灯泡提前失效。浪涌是当灯泡打开并且灯泡驱动器产生非常突然的电压转换时。

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上图(来源)参考了卤素灯,但故障/亮度曲线应该与一般的白炽灯泡形状大致相同。

烧坏灯泡

使灯泡过压似乎是导致可控但随机故障的最直接方法。通过这种方法,您可以将灯泡的寿命从几个月控制到几秒钟,具体取决于您设置的电压。越远高于灯泡的额定电压,它就会越快失效。使用可变变压器,您可以轻松拨入灯泡的电压和大致寿命。图片来源

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热循环无法为您提供这种控制,并且产生精确的浪涌电流对于您的应用来说是不必要的复杂。

难以预测灯丝寿命的原因之一是灯丝中非常小的缺陷或缺陷会对使用寿命产生巨大影响:

沿着灯丝的电阻率的微小变化会导致在电阻率较高的点处形成“热点”;仅 1% 的直径变化将导致使用寿命缩短 25%。热点比灯丝的其余部分蒸发得更快,从而增加了该点的阻力——这是一种正反馈,最终出现在看起来健康的灯丝中熟悉的微小间隙中。

资料来源:维基百科

与灯相比,您更有可能缩短继电器的使用寿命。

整流是没有用的,因为峰值电压和消耗的功率(因此热量)将是相同的。只有让灯有足够的时间充分冷却,继电器才有意义。杀死它的最好办法是在冷灯泡上的主正弦达到最大值时打开继电器。然后峰值电流可以轻松达到标称值的十倍。如果灯没有充分冷却,峰值可能只有标称值的两倍,并且不会造成太大伤害。我想你需要让它冷却至少半分钟。

暗室放大机中使用的灯通常额定电压较低(例如 190V 而不是 230V),以提供更高的色温。这些也有相当短的寿命。

似乎打开和关闭的热点和机械应力会造成损坏,而由于 RMS,我对电压的整流几乎没有任何作用。虽然过欠压听起来很酷,而且是一个很好的解决方案,但对于我的情况来说太大了。

我正在内联添加一些 CFL 启动器(并联连接以防万一中断),使其以平均约 1hz 的不等间隔打开和关闭。

邪恶的笑