Электромагнитные и электронные пускорегулирующие аппараты (ПРА)
    Известно, что работа дуговых и вообще разрядных источников света связана с некоторыми сложностями включения их в электрические сети, которые вызваны особенностями разрядов. Это проблемы зажигания и перехода в дуговой разряд и необходимость стабилизации его режима.
    Зажигание. В обычном состоянии разрядный промежуток не проводит тока и для зажигания самостоятельного разряда надо создать необходимые условия в объеме и на электроде (катоде). В открытых дугах зажигание осуществляется обычно путём кратковременного контакта между электродами и их последующего размыкания, во время которого возникает дуговой разряд. (В свече Яблочкова концы электродов первоначально замкнуты тонкой металлической полоской, которая перегорает в момент включения и зажигается дуга).
    Процессы зажигания самостоятельного разряда в разрядных источников света закрытого типа и его перехода в стадию дугового разряда значительно сложнее, т.к. зависят от многих факторов в объёме, на стенках и электродах. Поэтому для каждого типа ламп выбор оптимального режима и способа зажигания, обеспечивающего надёжное зажигание и большой срок службы, решаются индивидуально. Кратко эти проблемы рассмотрены в главах, посвященных некоторым конкретным типам закрытых ламп.
    В разрядных лампах низкого давления, например в люминесцентных лампах, лампах накаливания низкого давления и др. зажигание осуществляется обычно путём предварительного нагрева электродов, замыкаемых на сеть через стартер тлеющего разряда. В идеале при достаточно хорошо прогретых электродах, обеспечивающих необходимую термоэмиссию, и при размыкании стартера в момент максимума напряжения на лампе, возникающий импульс напряжения оказывается достаточным для зажигания самостоятельного разряда и его перехода в дуговой. Однако при электромагнитном ПРА, момент размыкания стартера случаен и может попасть в момент малого напряжения на лампе или при недостаточно прогретых электродах, так, что может потребоваться несколько попыток. Этот вопрос идеально решается при помощи электронных  ПРА.
    В разрядных лампах высокого давления и сверх высокого давления предварительный подогрев электродов не применяется. В лампах типа ДРЛ применяется система зажигающих электродов. Разряд сперва возникает между зажигающим и ближайшим основным электродом, расположенными на расстоянии 1-3 мм друг от друга, а затем переходит на основные электроды. Иногда зажигающие электроды применяют в осветительных металлогалогенных лампах. В последнее время в маломощных металлогалогенных ламп рядом с горелкой помещают миниатюрный ионизатор. Для зажигания натриевых ламп низкого давления, в которых впай зажигающего электрода практически невозможен, применяют подачу на лампу короткого импульса высокого напряжения или серии ВЧ высоковольтных импульсов. Они создают в объёме проводящий канал между электродами. Для возникновения самостоятельного разряда необходимо, чтобы небольшой участок катода успел за время подачи зажигающего импульса прогреться настолько, чтобы местной термоэмиссии хватило для поддержания самостоятельного разряда. Далее крайне важно, чтобы тлеющий разряд как можно быстрее перешёл в стадию дугового, т.к. стадия тлеющего разряда губительно сказывается на сроке службы ламп из-за сильного распыления материала электродов. Конструкция электродов, размеры, подбор активатора и пр. имеют решающее значение. Обычно электроды ламп высокого давления и сверх высокого давления имеют т.н. "зажигающую" и "рабочую" части. Для снижения напряжения зажигающего импульса (импульсов) и облегчения зажигания широко применяют узкие металлические полоски, располагаемые непосредственно на внешней поверхности разрядной трубки вдоль оси от электрода до электрода, иногда один конец соединяют с одним из электродов. (Проблемам зажигания разрядных ламп посвящено очень много специальных работ, в том числе диссертаций. Из последних отметим докторскую диссертацию проф. Атаева А.Е. - МЭИ).
    Стабилизация разряда. Не менее важна проблема стабилизации. Дело в том, что статическая ВАХ дуги при малых токах имеет круто падающий участок ВАХ, с ростом тока её крутизна постепенно замедляется, переходит в горизонтальный участок, а затем медленно возрастает. Большинство разрядных источников света работает на падающем, реже горизонтальном участке ВАХ, т.е. с ростом тока напряжение на дуге падает, что приводит к росту тока и т.д. Поэтому для стабилизации тока последовательно с разрядным промежутком необходимо включать устройство (часто называемое балластом), ограничивающее величину тока в заданных пределах. Самым простым способом является включение резистора. Однако такой способ для удовлетворительной стабилизации связан с очень большими потерями в балласте (до 50%).
    Дуги высокой интенсивности работают обычно на горизонтальном или слабо возрастающем участках ВАХ и поэтому в принципе их можно включать в цепь без балласта. Однако для лучшей стабилизации на дугу подают напряжение на 10-20% выше требуемого, а избыток гасят в относительно небольшом балласте. Мощные прожекторные дуга высокой интенсивности имеют автономное питание от передвижного дизель - генератора постоянного тока. Генератор имеет специальную обмотку, которая с ростом тока увеличивает крутизну возрастания ВАХ генератора и таким образом обеспечивает высокую стабилизацию тока, практически без потерь.
    Подавляющее большинство разрядных источников света питается от промышленных сетей переменного тока с частотой 50 (60) Гц. В этих условиях статическая ВАХ остаётся такой же, как и для постоянного тока, и сохраняются условия стабилизации, но появляется возможность использовать для стабилизации индуктивные сопротивления - т.н. дроссели, в которых стабилизация осуществляется за счёт сдвига фаз между напряжениями на лампе и дросселем. Потери в этом случае намного меньше, так, например, в люминесцентной лампе 40 Вт потери в дросселе составляют около 9 Вт (~ 22%). С ростом мощности доля потерь уменьшается, в лампах ДРЛ 400 Вт они составляют 25Вт (~ 6%). Возникающий сдвиг фаз между током и напряжением сети снижает коэффициент мощности установки примерно до 0,5, и для его компенсации нужно включать ёмкость.
    Стабилизация тока в лампах, предназначенных для работы на постоянном токе, например, ксеноновых короткодуговых сверхвысокого давления, осуществляется при помощи специальных схем, включаемых в обычные электросети.
    Вскоре после начала массового выпуска люминесцентных ламп , исследования показали, что их работа на повышенных частотах имеет много преимуществ. Напомним основные:

• значительное сокращение массы и габаритов ПРА
• существенное уменьшение потерь в ПРА;
• заметное повышение светоотдачи ламп;
• уменьшение глубины пульсации светового потока;
• повышение коэффициента мощности;
• улучшение условий работы электродов и др.

Основной причиной сдерживавшей широкое применение этого способа питания ламп, являлось отсутствие достаточно дешевых и удобных в эксплуатации преобразователей частоты. Однако бурные успехи в развитии полупроводниковой техники за последние десятилетия практически сняли эту проблему. Особенно широко стала применяться работа люминесцентных ламп  на повышенной частоте после появления компактных люминесцентных ламп, предназначенных для прямой замены ламп накаливания с начала 80-х годов, хотя в специальных осветительных установках она применялась значительно раньше.
    Практически все люминесцентные лампы разработки последнего десятилетия рассчитаны на работу только с соответствующими электронными ПРА и работают обычно на частотах выше 20 кГц, не воспринимаемых человеческим ухом и пульсация светового потока не более 2-3 %.
    Постепенно электронные ПРА начинают применяться и для разрядных ламп высокого давления, особенно новых разработок. При этом они принимают на себя все больше функций управления и регулирования разряда в течение всего срока службы лампы. Появление интегральных микросхем позволяет применять для регулирования и управления разрядом микропроцессоры в составе электронных ПРА. Представление о возможностях электронных ПРА в этом отношении дает система электронной ПРА с натрий-ксеноновой лампой высокого давления, работающей в пульсирующем режиме.
    Кроме обеспечения весьма эффективной работы современных ламп, электронные ПРА позволяют получать значительную экономию электроэнергии и дефицитных материалов: меди, электротехнической стали и др. Учитывая все сказанное, можно ожидать, что, несмотря на существенно более высокие цены и сложность, электронные ПРА будут все шире применяться для включения разрядных ламп в электрическую сеть и принимать на себя все больше функций по управлению и регулированию разрядными лампами.