Firma Valeo jako jeden z liderów rynku oświetlenia samochodowego, od lat zajmuje się produkcją lamp ksenonowych - zarówno na pierwszy montaż w pojazdach - jak i na rynek wtórny. Dziś w ramach wsparcia technicznego użytkowników swoich produktów, specjaliści Valeo objaśnią zasady działania popularnych ksenonów.
Cechą charakterystyczną lamp ksenonowych, wyróżniającą je od innego typu oświetlenia, jest uzyskiwanie światła z łuku elektrycznego, powstającego pomiędzy elektrodami znajdującymi się w hermetycznej bańce wypełnionej gazem (ksenonem). Powstanie łuku wymaga wytworzenia wysokiego napięcia, dlatego wymagany jest specjalny moduł z zapłonnikiem. W zależności od typu lampy, zapłonnik może znajdować się wewnątrz niej (D1 i D3) bądź stanowić osobny moduł (D2 i D4). Zapłonnik odpowiada za napięcie zapłonu i natężenie prądu w lampie.
Włączanie: faza 0
Przed zapłonem oporność lampy jest nieskończenie wielka. W tej fazie napięcie z zapłonnika jest potrzebne do jej zapłonu: dla zimnej lampy jest to ok. 10 kV, dla rozgrzanej lampy ok. 25 kV. Wraz z dostarczeniem napięcia, utworzy się tunel przewodzący pomiędzy wolframowymi elektrodami, między którymi przepływać będzie prąd.
Przed zapłonem częstotliwość pracy wynosi 1 kHz.
Zapłon: faza 1
Podczas tej fazy, obwód zapłonowy przesyła impuls wysokiego napięcia do lampy, dzięki czemu w tzw. rurce wyładowczej powstaje łuk elektryczny i emitowane jest światło widzialne. Po udanym zapłonie, lampa wymaga dużego natężenia prądu, aby utrzymać łuk wyładowczy. Ponieważ łuk generuje bardzo dużo ciepła, temperatura w rurce wyładowczej szybko rośnie. Sole metali odparowują łuk, który dzięki temu intensyfikuje się i konsoliduje. Opór pomiędzy elektrodami w tym momencie spada. Sterująca zapłonem elektroniczna jednostka sterująca przełącza się na tryb pracy ciągłej.
Faza 1 – zapłon – 20 kV pomiędzy elektrodami
Zapłon: faza 2
Po zapłonie częstotliwość pracy zmienia się na 20 Hz. Taka jej wartość potrzebna jest podczas fazy rozgrzania.
Faza 2 – rozgrzewanie, parowanie soli, maksymalna intensywność
Nagrzewanie
Na tym etapie przetwornica prądu stałego zapewnia odpowiednie natężenie do podtrzymania łuku wyładowczego (w zależności od zapotrzebowania lampy). Przetwornica generuje prąd zmienny o przebiegu sinusoidalnym. W tym momencie częstotliwość jest niska (20 Hz), jednak po zakończeniu fazy rozgrzania falownik pracuje już z częstotliwością 200 Hz.
Rozbieg
Jest to kluczowy etap procesu załączania lampy. Początkowa moc przejściowa podczas rozruchu jest wysoka. Konieczne jest jej późniejsze obniżenie, aby spełnić przepisową regulację R99. Zapłonnik kontroluje poziom mocy lampy, aby obniżyć ją do założonego poziomu, czyli tak zwanego stanu ustalonego.
Stan ustalony: faza 3
W stanie ustalonym wszystkie kryształy metalu odparowują, a łuk osiąga stabilny kształt, co oznacza, że wydajność świetlna osiągnęła wartość nominalną. Zapłonnik dostarcza teraz stabilną energię elektryczną, aby uniknąć migotania łuku wyładowczego. Stabilne napięcie robocze wynosi 85 woltów prądu przemiennego w systemach D1 i D2 oraz 42 wolty w bezrtęciowych systemach D3 i D4. Częstotliwość prądu przemiennego o fali prostokątnej wynosi zwykle 400 Hz lub więcej.
Faza 3 – emisja światła (3200 lumenów – 35 W)
Po każdym kolejnym wyłączeniu i ponownym uruchomieniu oświetlenia, opisany wyżej cykl powtarza się.
