Вступление
Компактные флуоресцентные лампы (CFL) по сравнению с классическими лампами накаливания имеют ряд преимуществ. Они потребляют примерно в 5 раз меньше мощности и имеют намного больший срок службы (от 5 до 15 раз). К недостаткам CFL относятся большое время запуска (особенно для дорогих ламп), невозможность светорегулировки*) и высокая цена.
( *) Замечание переводчика. Это утверждение, со времени написания данной статьи, можно считать устаревшим. См. "OSRAM совершила прорыв в технологии светорегулирования компактных люминесцентных ламп")
Обычно CFL выпускаются со следующей цветовой температурой:
- Теплый белый (2700K)
- Холодный белый (4000K)
- Дневной (6000K)
Чаще всего нам приходится сталкиваться с «теплым белым», который ближе всего к классическим лампам накаливания и лучше воспринимается людьми.
В CFL используются вакуумные трубки, похожие на традиционные прямые лампы дневного света, и принцип трансформации энергии в свет для CFL точно такой же. С обоих концов трубка имеет электроды, покрытые барием. Катод, нагретый примерно до 900 градусов Цельсия, испускает множество электронов, которые ускоряются напряжением, приложенным между электродами, и возбуждают атомы аргона и ртути. В трубке возникает низкотемпературная плазма. Возбужденные атомы ртути излучают в ультрафиолетовом диапазоне. Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором, который трансформирует ультрафиолетовый свет в видимый. Трубка питается переменным током, поэтому функции электродов (катода и анода) все время меняются. Из-за того, что в лампах используются импульсные преобразователи напряжения, работающие на частоте в десятки килогерц, CFL не мерцают, чем выгодно отличаются от традиционных прямых ламп дневного света. Размещаемый в цоколе CFL конвертер, заменяет классический балласт со стартером, используемый для питания ламп дневного света.
Электрическая конструкция
Принцип действия CFL мы объясним на примере лампы LUXAR 11W.
Схема состоит из ряда секций.
Секция питания содержит помехоподавляющий дроссель L2, предохранитель F1, мостовой выпрямитель на диодах 1N4007 и конденсатор фильтра C4.
Секция запуска включает D1, C2, R6 и диак (динистор).
D2, D3, R1, R3 выполняют защитные функции.
Запуск лампы
R6, C2 и динистор вырабатывают запускающий импульс, подаваемый в базу транзистора Q2 и открывающий его. После запуска эта часть схемы блокируется диодом D1. Конденсатор C2 разряжается каждый раз, когда открывается транзистор Q2, из-за чего не может накопить энергии, достаточной для повторного открывания динистора. Далее транзисторы возбуждаются через маленький трансформатор TR1, сделанный из ферритового кольца, на которое намотаны три обмотки с числом витков от 5 до 10.
Теперь через конденсатор C3 от резонансного контура L1, TR1, C3 и C6 запитываются нити накаливания лампы. Лампа, наконец, начинает загораться. В первый момент резонансная частота определяется конденсатором C3, т.к. его емкость намного меньше C6, и напряжение на C3 достигает 600 В. Соответственно, пусковой коллекторный ток очень велик. Он может в 3…5 раз превышать ток установившегося режима. Если трубка повреждена, пусковой ток может вывести транзисторы из строя.
Нормальный режим работы
После ионизации газа в трубке, C3 оказывается практически закороченным, благодаря чему частота определяться только конденсатором C6, и значительно понижается. Понижается и напряжение, подаваемое на лампу, но для поддержания свечения его величина остается вполне достаточной. В нормальном режиме, при открывании одного из транзисторов, ток в трансформаторе TR1 нарастает до тех пор, пока не происходит насыщение сердечника. После этого обратная связь в базу транзистора обрывается, и транзистор закрывается. Теперь открывается второй транзистор, возбуждаемый через противофазно подключенную обмотку TR1, и процесс повторяется вновь.
Окончание статьи можно прочитать здесь.
