Схема люминесцентного светильника: Схемы подключения люминесцентных ламп: обзор популярных методов

Время на чтение: 5 минут

АА

Конструкция люминесцентной лампы, со времени своего изобретения в 19 веке, практически не претерпела изменений. Изменялись и совершенствовались приборы и схемы для их подключения в сеть. В настоящее время актуальны и надежно работают электромагнитные и электронные устройства для люминесцентных светильников. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Варианты соединения светильника дневного света

Люминесцентная лампа (дневного света) представляет собой герметичный сосуд наполненный газом. С двух сторон в него впаяны электроды с вольфрамовыми нитями. Свечение газа под воздействием электричества и позволяет получить освещение.

Чтобы газ в колбе начал светиться, на электроды подается и кратковременно поддерживается высокое напряжение.

Вольфрамовые нити разогревают газ, и он начинает светиться. Когда газ разгорится и начнет источать свет, напряжение спадает и поддерживается в так называемом, тлеющем режиме.

Для запуска и поддержания свечения в люминесцентных лампах были разработаны несколько схем подключения к электрической сети:

1. С использованием классического электромагнитного балласта (ЭмПРА) – одна лампа и один дроссель.
2. Две трубки и два дросселя.
3. Подключения двух ламп от одного дросселя.
4. Электронный балласт.
5. Используя умножитель напряжения.

Использование электромагнитного балласта (ЭмПРА)

Стандартная схема с использованием электромагнитного балласта была придумана в 1934 году американцами, и в 1938 уже повсеместно использовалась в США. Она проста и включает в себя помимо лампы дроссель, стартер и конденсатор.

Одна лампа и один дроссель

Дроссель представляет собой индуктивное сопротивление и может накапливать ЭДС самоиндукции. Стартер — это небольшая неоновая лампочка, имеющая биметаллический контакт и конденсатор. Конденсатор стартера служит для подавления радиопомех, а параллельный дросселю для коррекции мощности.

После включения в сеть ток течет через дроссель на спираль лампы, потом через стартер на вторую спираль. Дроссель начинает накапливать электрический заряд. По схеме вначале течет слабый ток, ограниченный сопротивлением стартера. Контакты стартера нагреваются и замыкаются. Ток в схеме резко возрастает, но его безопасную величину обеспечивает дроссель.

Поэтому дроссель и называют – пускорегулирующий аппарат. Большой ток позволяет спиралям разогреть газ в колбе. В это время, контакты стартера остывают и размыкаются, через стартер ток уже не течет. Но дроссель успел накопить энергию и уже отдает ее на спирали лампы. Она начинает светиться. Дроссель, отдав накопленный заряд, в дальнейшем выступает как сопротивление. Поддерживает только тлеющий разряд, позволяя лампе гореть. Стартер уже выключен из схемы и не работает до следующего пуска.

Процесс пуска занимает доли секунды, но может незаметно для глаз, повторится несколько раз.

Достоинства и недостатки

Схема обладает рядом достоинств:

• Дешевые и доступные комплектующие.
• Достаточно проста.
• Надежна.

По сравнению с современным электронным, дроссельное устройство имеет весомые недостатки:

• Избыточный вес.
• довольно продолжительное время запуска.
• Небольшую надежность при низкой температуре.
• Большее потребление энергии.
• Шумный дроссель.
• Нестабильный световой поток.

Две трубки и два дросселя

Применение в одном светильнике двух пар дросселей и ламп ведет к утяжелению и увеличению конструкции. Каждая из пар, имеет свой стартер. Мощность дросселя и лампы в этом случае совпадает, стартер применяется на 220 вольт.

Две схемы с использованием электромагнитного балласта работают в таком случае параллельно.

Достоинством этого варианта является его надежность. Выход из строя одной из веток не влияет на работу другой. Светильник будет работать, хотя бы и наполовину мощности.

Главный недостаток – очень громоздкая конструкция.

В остальном, имеет такие же плюсы и минусы, как и все ЭмПРА.

Включение двух ламп от одного дросселя

Дроссель является самой дорогостоящей деталью люминесцентного светильника. В целях экономии, иногда используется схема подключения двух ламп от одного дросселя.

Две лампы от одного дросселя можно запитать двумя способами:

1. Последовательно.
2. Параллельно.

Последовательное соединение двух ламп

Копируется схема стандартного подключения с использованием электромагнитного балласта.

Вторая лампа со своим стартером подключается последовательно первой. Светильник получается дешевле. Но, возникает несколько конструктивных и эксплуатационных проблем.

Конструктивные:

• Мощность дросселя должна соответствовать суммарной мощности ламп.
• Стартеры должны быть однотипными, рассчитанными на пониженное напряжение.

Эксплуатационные:

• При выходе из строя одной из ламп или стартеров не будет работать весь светильник.
• Усложняется поиск неисправности.

Конструктивные проблемы решаются просто. Необходимо только подобрать из имеющихся в наличии или приобрести подходящие по характеристикам комплектующие.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Для схемы с параллельным соединением, следует выбирать стартеры, рассчитанные на рабочее напряжение от 110 вольт.

Кроме удешевления конструкции, последовательное соединение имеет те же достоинства и недостатки, что и классическое ЭмПРА подключение.

Параллельное соединение

Такую схему собрать несложно. Вторая лампа подключается параллельно и имеет отдельный стартер. К одной из ламп, при таком соединении, целесообразно подсоединить фазосдвигающий конденсатор. Это позволит нивелировать один из недостатков схем ЭмПРА – мерцание. Конденсатор сдвинет фазу одной лампы, сгладит общий световой поток и сделает его приятнее для зрения.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Стартеры при такой сборке следует устанавливать на 220 вольт.

К плюсам электромагнитных схем, параллельное соединение добавляет еще два:

1. Экономия средств на одном дросселе.
2. Сглаженный световой поток.

Электронный балласт

Электронный запуск и поддержание горения люминесцентных ламп разработали еще в восьмидесятые и начали применять в начале девяностых годов ХХ века. Использование электронного балласта позволило сделать люминесцентное освещение на 20% экономичнее.

При этом сохранились и улучшились все характеристики светового потока. Равномерное, без характерного мерцания освещение стабильно даже при колебаниях напряжения в сети.

Этого удалось достичь благодаря повышенной частоте тока, подаваемого на лампы и большим коэффициентом полезного действия электронных устройств.

Плавный запуск и мягкий рабочий режим позволили почти вдвое увеличить срок эксплуатации ламп. Дополнительно появилась возможность плавного управления яркостью светильника. Необходимость использования стартеров исчезла. С ними пропали и радиопомехи.

Принцип работы электронного балласта отличается от электромагнитного. При этом, выполняет те же функции: разогрев газа, розжиг и поддержание горения. Но, делает это точнее и мягче. В различных схемах используются полупроводники, конденсаторы, сопротивления и трансформатор.

Электронные балласты могут иметь разные схематические исполнения в зависимости от применяемых компонентов. Упрощенно, прохождение тока по схеме можно описать следующим алгоритмом:

1. Напряжение поступает на выпрямитель.
2. Выпрямленный ток обрабатывается электронным преобразователем, посредством микросхемы или автогенератора.
3. Далее напряжение регулируется тиристорными ключами.
4. Впоследствии один канал фильтруется дросселем, другой конденсатором.
5. И по двум проводам напряжение поступает на пару контактов лампы.
6. Другая пара контактов лампы замкнута через конденсатор.

Выгодным отличием электронных систем является то, что напряжение, поступающее на контакты ламп имеет большую, чем у электромагнитных, частоту. Она варьируется от 25 до 140 кГц. Именно поэтому в системах ЭПРА мерцание светильников сведено к минимуму и их свет менее утомителен для человеческих глаз.

Схемы подключения ламп к ЭПРА и их мощность, большинство производителей указывают на верхней стороне устройства. Поэтому потребители имеют наглядный пример, как правильно собрать и подключить прибор в сеть.

В электронных балластах предусмотрено различное количество подключаемых ламп разной мощности, например:

• К дросселям Philips серии HF-P можно подключить от 1 до 4 трубок, мощностью от 14 до 40 Вт.
• Дроссели Helvar серии EL предусмотрены для одной – четырех ламп, мощностью от 14 до 58 Вт.
• QUICKTRONIC торговой марки Osram типа QTР5 также имеют возможность управлять одной – четырьмя лампами, мощностью 14 – 58 Вт.

Электронные приборы имеют массу достоинств, из которых можно выделить следующие:

• небольшой вес и малую величину устройства;
• быстрое и сберегающее люминесцентную лампу, плавное включение;
• отсутствует видимое глазу мерцание света;
• большой коэффициент мощности, примерно 0,95;
• прибор не греется;
• экономия электроэнергии в размере 20%;
• высокий уровень пожарной безопасности и отсутствие рисков в процессе работы;
• большой срок службы люминесцентов;
• отсутствие высоких требований к температуре окружающей среды;
• способность автоматической подстройки к параметрам колбы;
• отсутствие шумов во время работы;
• возможность плавной регулировки светового потока.

Отмечаемый многими, единственный минус электронных систем это их цена. Но она оправдывается достоинствами.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

При покупке электронного балансового устройства не следует слишком экономить. Зачастую дешевые приборы оказываются всего лишь умножителями напряжения. Они не берегут лампы и опасны для жизни.

Использование умножителей напряжения

Умножители напряжения для запуска люминесцентных ламп не получили широкого распространения. Такие схемы применяют любители, собирая их кустарным способом.

Они просты, дешевы и достаточно стабильны. Состоят из четырех конденсаторов и четырех диодов. Иногда дополняются конденсаторами.

Принцип работы заключается в ступенчатом увеличении величины напряжения на контактах лампы. Высокое напряжение вызывает пробой газовой среды без ее разогрева, и позволяет запустить даже вышедшие из строя лампы.

Но, умножитель напряжения имеет один большой минус.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Напряжение на контактах ламп может быть очень высоким, доходить до 1 тыс. вольт и выше. Такие схемы опасны для окружающих.

Учитывая опасность поражения электрическим током, умножители напряжения не используются в промышленных разработках.

Люминесцентные светильники постепенно уступают свои позиции более современным LED приборам освещения. Но пока еще достаточно популярны благодаря своей экономичности, простоте эксплуатации, надежности и приемлемой стоимости. Простота схем подключения, позволяет самостоятельно устанавливать люминесцентные приборы либо выполнять их замену в случае выхода из строя.

ЛюминесцентныеДроссели и их назначение при использовании люминесцентных ламп

ЛюминесцентныеКуда сдавать: пункты приема энергосберегающих ламп

Как работают люминесцентные лампы

© 2007 Rod Elliott (ESP)

Статья «Традиционные люминесцентные лампы и их альтернативы» рассматривает работу люминесцентных ламп в довольно простых терминах, но здесь мы рассмотрим лампы, их балласты (как «традиционные» магнитные и электронные типы), так и углубимся в их внутреннюю часть. разработки.Используются альтернативные схемы балласта (такие как схема «опережающий / отстающий»), и это показано в предыдущей статье. Здесь это не рассматривается, потому что речь идет о том, как они работают, а не о том, как устроены фитинги.

Принцип работы люминесцентной лампы сильно отличается от простой лампы накаливания, и современные флуоресцентные лампы (особенно компактные люминесцентные лампы или КЛЛ) используют электронные балласты для регулирования напряжения на лампе и тока через нее.При первом запуске необходимо обеспечить значительно более высокое напряжение, чем обычно, чтобы вызвать заревание внутренней дуги, а после запуска ток должен быть ограничен безопасным значением для трубки.

В этой статье показаны некоторые способы достижения этих целей, начиная с базового индуктивного балласта, который был основой производства люминесцентных ламп в течение многих лет.

Обратите внимание, что показанные здесь осциллограммы представляют собой комбинацию моделирования и реальных измерений.Там, где это необходимо, смоделированные сигналы корректируются в соответствии с измеренными. Причина такого подхода проста … симулятор не может представлять нагрузку с отрицательным импедансом с соответствующими импульсами напряжения и другими характеристиками, которые дает люминесцентная лампа. Аналогично, очень трудно (и потенциально смертельно) пытаться захватить все напряжения и токи, которые существуют в реальных цепях люминесцентных ламп.

Несмотря на то, что выбранный подход вносит некоторые незначительные ошибки в показанные формы сигналов, они относительно незначительны, и конечный результат находится в пределах любого традиционного допуска на производство балластов, ламп и других компонентов.

Для объяснения индуктивного балласта я использовал старую «компактную» люминесцентную лампу, которая идеально подходит для испытаний. Хотя он все еще работает, светоотдача немного ниже, чем должна быть, но это лишь немного меняет некоторые измеренные значения. Принципы не меняются вообще.

Сама лампа имеет следующие характеристики …

Диаметр трубы	11,3 мм (нестандартный)
Длина	533 мм (21 «)
Сопротивление нити накала (холодная)	12.8 Ом
Сопротивление накаливания (горячее)	23 Ом
Сопротивление балласту	105 Ом
Индуктивность балласта	2.11 H
Стартер	Обычный неон
Конденсатор стартера	1,2 нФ

Диаметр люминесцентных ламп обычно называют T8 (например). Это означает, что диаметр составляет 8 х 1/8 «, что составляет 1» (25.4 мм). Ранние трубки были T12 (диаметром 1½ дюйма или 38 мм), но они были уменьшены в размере до T8, когда (тогда) были введены «новые» высокоэффективные типы. Стандартная 4-дюймовая труба (1200 мм) использовалась для номинальной мощности 40 Вт, но их замена составила 36 Вт, а мощность света была улучшена. Последним воплощением является T5 (диаметр 16 мм), который использует меньшее расстояние между штифтами и другой фитинг надгробной плиты. Они также короче (1163 мм) и не подходят для стандартного светильника. предназначен для более ранних труб.

В моем тестовом устройстве диаметр трубки намного меньше обычного, поскольку лампа обозначена как компактная, поэтому ее можно сложить, чтобы уменьшить общую длину.Нить сопротивление упоминается потому, что она будет называться далее в этой статье. Схема показана ниже и является общепринятой во всех отношениях.

Рисунок 1 — Схема люминесцентной лампы

Индуктор — это балласт, и на самом деле это гораздо более важный компонент, чем он может показаться. Он не только ограничивает максимальный ток трубки, но и используется для генерации импульсов высокого напряжения, необходимых для запуска плазменной дуги внутри трубки. Сама трубка флуоресцентной трубки имеет нагреватель на каждом конце, небольшое количество ртути и инертный газ (обычно аргон).Стенка трубки покрыта люминофорами, которые испускают видимый свет при возбуждении интенсивным коротковолновым ультрафиолетовым светом, излучаемым ртутным дуговым разрядом. Дополнительный конденсатор (C2) предназначен для коррекции коэффициента мощности — об этом позже.

Маленькая лампочка — стартер. Биметаллическая полоса запечатана в стеклянную оболочку, внутри которой находится (обычно) неоновый газ. При подаче питания напряжение более чем достаточно, чтобы вызвать дугу в неоновом пускателе, но далеко не достаточно, чтобы вызвать дугу в самой лампе.Тепло от неоновой дуги вызывает изгиб биметаллической полосы, пока она не закроет контакты. Затем дуга в неоновом пускателе прекращается, и сеть подключается через балласт и нити на каждом конце трубки через пусковой выключатель.

Как только у стартера нет дуги (или свечения), биметаллическая полоса охлаждается, и выключатель размыкается примерно через секунду или около того. Прерывание тока через катушку индуктивности вызывает «возврат» напряжения — импульс высокого напряжения, который (мы надеемся) запустит дугу в трубке.Если дуга не запускается в первый раз, процесс повторяется до тех пор, пока не произойдет. Вот почему стандартные флуоресцентные лампы мерцают несколько раз при включении. Нити — это нагреватели, которые действуют как катоды (эмиттеры электронов) и необходимы для обеспечения достаточного количества тепла для испарения ртути и для получения хорошего потока электронов для возбуждения плазмы. Когда лампа работает нормально, потока электронов достаточно для поддержания нити накала на приемлемой рабочей температуре. Обе нити действуют попеременно как катоды и аноды, потому что полярность меняется на 50 (или 60) раз в секунду.

У плазмы есть интересная характеристика … отрицательное сопротивление! Как только дуга начинается, более высокий рабочий ток вызывает падение сопротивления, и на трубе появляется меньшее напряжение. Если это будет продолжаться, труба разрушится очень быстро. Балласт предотвращает это, потому что он вводит последовательный импеданс для ограничения тока. Сопротивление не будет работать, потому что оно слишком расточительно и не обеспечивает накопления энергии для генерации всплеска напряжения обратной связи для повторного зажигания дуги при каждом изменении полярности.

Рисунок 2 — Рабочие сигналы

На рисунке 2 видно, что когда ток трубки (зеленая кривая) максимален, напряжение (красная кривая) на трубе минимально. Вы можете увидеть эффект сразу после каждого скачка напряжения. При увеличении тока напряжение падает (для этой трубки минимум составлял ± 126 В). Пик в точке пересечения нуля текущего сигнала генерируется балластом, и именно он повторно зажигает дугу для каждого полупериода применяемой сети.На рисунке 3 показано напряжение на балласте — быстрые переходы соответствуют скачкам, приложенным к лампе, и происходят вблизи пика напряжения, где ток прерывается при прохождении через ноль.

Рисунок 3 — Напряжение и ток через балласт

Форма волны напряжения на балласте, по сути, является разницей между приложенным напряжением сети и напряжением на трубе. Для работы в 120 В напряжение, очевидно, меньше, но трубке все еще нужно где-то между 300-400 В, чтобы завести (или повторно завести) дугу, поэтому балласт должен быть в состоянии компенсировать разницу с импульсом обратного хода в каждом нуле. пересечение тока.У меня нет люминесцентной лампы на 120 В или балласта, поэтому я не могу предоставить полную информацию. То, что люминесцентные лампы вообще работают при 120 В, несколько примечательно, но легко понять, почему электронные балласты так популярны в США. Многие балласты для стран с напряжением 120 В используют «балласт» с автотрансформатором, который увеличивает доступное напряжение и действует как ограничитель тока.

В системе есть несколько потерь, причем одним из основных факторов является балласт.Балласт, используемый для моих испытаний, имеет сопротивление постоянному току 105 Ом, поэтому тратит почти 7 Вт. Потери на самом деле выше, потому что стальные ламинаты очень быстро нагреваются, поэтому «потеря железа» значительна. Это может быть уменьшено только при использовании стали более высокого качества и более тонких слоев. Оба значительно увеличат стоимость.

Каждая нить накала имеет сопротивление нагреву 23 Ом, а при работе лампы на каждой нити присутствует напряжение почти 6 В. Помните, что при работе конец нити накала, идущей к пускателю, отсоединяется (за исключением очень малой емкости через пускатель).Измеренное напряжение представляет собой градиент, вызванный током плазмы, и каждая нить рассеивает около 1,5 Вт (всего 3 Вт). Именно в этих компонентах люминесцентная лампа теряет 10 Вт подводимой мощности в виде тепла (7 Вт для балласта, 3 Вт для филаментов).

Несмотря на то, что отходы балласта можно снизить с помощью более качественного устройства, потеря лампы необходима для работы лампы. Это относится ко всем люминесцентным лампам, кроме специализированных типов с холодным катодом, но для них требуется одинаково специализированный электронный балласт.CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом) чаще всего встречаются (встречаются) в ЖК-мониторах и телевизорах, но теперь в новых моделях их заменяют светодиоды.

Существует еще одна потеря, которую пользователь не видит и даже не оплачивает. Эта потеря является результатом низкого коэффициента мощности люминесцентных ламп, и это обусловлено преимущественно индуктивной нагрузкой. Индуктивная нагрузка вызывает запаздывающий коэффициент мощности, где максимальный ток возникает после максимального напряжения. Вы также можете рассматривать это как точку, в которой нагрузка (лампа и катушка индуктивности) фактически возвращает некоторую мощность в источник.Для поставщика электроэнергии это означает, что трансформаторы, кабели и генераторы переменного тока должны быть способны выдерживать больший ток, чем должно быть. Это становится очень дорогостоящим, когда очень много нагрузок имеют плохой коэффициент мощности.

Рисунок 4 — Напряжение против. Текущий, неисправленный и исправленный

На рисунке 4 вы можете видеть, что неисправленный сигнал тока имеет видимое искажение вблизи точки пересечения нуля. Как вы также можете видеть, среднеквадратичный ток также значительно выше, чем указывалось бы для номинальной мощности.Реактивные нагрузки имеют разные значения мощности и ВА, но для резистивной (или нереактивной) нагрузки они одинаковы.

В этом случае ток без C2 равен 256 мА, а при добавлении C2 он падает до 162 мА. При приложенном напряжении 240 В это означает, что …

без компенсации	Общая мощность = 38 Вт
	ВА = 61,4	Коэффициент мощности = 0,62
с компенсацией	Общая мощность = 38 Вт
	ВА = 38.9	Коэффициент мощности = 0,97

Коэффициент мощности может быть рассчитан с использованием фазовой задержки или путем деления фактической мощности на ВА (Вольт * Ампер). Для фазового угла ток отстает от напряжения на 57,4 °, а коэффициент мощности рассчитывается путем взятия косинуса фазового угла — 0,53 в этом случае. Цифры разные, потому что текущая форма волны не является чисто синусоидальной — она ​​имеет искажения. Добавление конденсатора сдвигает фазу искажения, так что форма волны скомпенсированного тока приобретает плоскую вершину (что-то вроде ограничения усилителя).Хотя это вносит гармоники в систему электропитания, эффекты отнюдь не так плохи, как у некомпенсированной цепи, о чем свидетельствует скорректированный коэффициент мощности. Добавление конденсатора правильного значения в чисто индуктивную цепь (без искажения формы сигнала) даст коэффициент мощности, равный единице — идеал.

Обратите внимание, что использование косинуса фазового угла (CosΦ) является ярлыком, и можно использовать только , когда оба напряжение и ток синусоиды.Он не работает вообще для сильно искаженных сигналов, таких как те, которые генерируются электронными нагрузками, и будет давать неправильные Ответьте за индуктивные нагрузки, которые включают искажения (например, люминесцентные лампы). Вы будете всегда получите правильный ответ, если вы разделите реальную власть на VA.

Доступны также «быстрый старт» и балластеры без стартера. Они выходят за рамки данной статьи, которая предназначена для описания основных принципов, а не углубленного освещения каждого доступного балласта люминесцентного освещения.

Электронные балласты становятся все более распространенными, потому что они могут быть сделаны более эффективными, чем типичные магнитные балласты, и для них требуется гораздо меньше материала. Это делает их дешевле (чтобы сделать, хотя не обязательно для вас купить), чем люминесцентные лампы с использованием обычного балласта. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в частности, теперь все используют электронный балласт, и он обычно поставляется вместе с самой лампой. Хотя это удобно, это ужасная трата ресурсов, поскольку все электронные компоненты просто выбрасываются при выходе из строя лампы.Трубки T5 в настоящее время становятся стандартом для флуоресцентного освещения, и для максимального срока службы электронный балласт обязателен.

В некоторой степени повышение эффективности по сравнению с магнитным балластом может быть иллюзией — по крайней мере, частично. Поскольку они намного легче, существует реальная и определенная экономия на транспортных расходах, но магнитные балласты могут быть сделаны такими же эффективными, как и электронная версия — возможно, даже более того. Как бы то ни было, переход к электронным балластам сейчас не может быть остановлен, и по мере снижения цены использование будет продолжать расти.Электронные балласты также имеют ряд других преимуществ, о которых мы поговорим позже.

(более или менее) типичная принципиальная схема электронного балласта, используемого в КЛЛ, показана ниже. Те, которые используются для обычных люминесцентных ламп, будут очень похожи, но, как правило, будут использовать обновленные компоненты. В то время как электроника в КЛЛ может длиться всего 15 000 часов, ожидается, что фиксированный электронный балласт будет работать, вероятно, 100 000 часов или более (более 10 лет непрерывной работы).На самом деле, электронный балласт должен быть способен прослужить столько же, сколько его магнитный аналог, поэтому 40-летний срок службы не так глуп, как может показаться.

Рисунок 5 — Схема электронного балласта [2]

Схема на рисунке 5 является несколько упрощенной версией, показанной в техническом описании Infineon. Он полностью скорректирован с учетом коэффициента мощности и имеет защиту для обнаружения неисправных (или отсутствующих) ламп. Характерным режимом разрушения люминесцентных ламп является «выпрямление», когда одна нить (катод) становится значительно слабее другой.Если не обнаружено, смещение постоянного тока приведет к выходу из строя переключающих устройств, в результате чего балласт станет бесполезным (очень маловероятно, что кто-нибудь отремонтирует его, когда он выйдет из строя).

Электронный балласт имеет некоторые реальные преимущества перед магнитной версией. Поскольку дуга полностью погаснет примерно через 1 мс, при использовании более высокой частоты, чем сеть 50 или 60 Гц, дуга останется. Он не нуждается в повторном ударе, он просто меняет направление [1]. Кроме того, световой выход увеличивается примерно на 10% выше 20 кГц, поэтому световая эффективность улучшается.

До тех пор, пока все эти электронные балласты не скорректированы с учетом коэффициента мощности, они будут вызывать проблемы с распределением. К сожалению, во многих странах не требуется, чтобы приборы малой мощности (как правило, менее 75 Вт) имели коррекцию коэффициента мощности, но с учетом распространения КЛЛ и электронных балластов в обычных люминесцентных лампах это придется изменить. Так как освещение используется в каждом доме, проблемы неисправленного коэффициента мощности выйдут из-под контроля, если что-то не будет сделано.

В отличие от магнитного (индукторного) балласта, электронный балласт не может быть скорректирован на коэффициент мощности простым добавлением конденсатора. Как видно из приведенной выше схемы (хотя это может быть неочевидно сразу), на выходе входного мостового выпрямителя имеется очень маленький конденсатор емкостью 220 нФ. Первый полевой МОП-транзистор работает как повышающий преобразователь и переключается прямо в каждом полупериоде. При этом среднеквадратичный ток, потребляемый из сети, поддерживается в фазе с напряжением, а форма волны тока является приблизительно синусоидальной.Это дает очень хороший коэффициент мощности — лучше 0,9. Чтобы не допустить попадания импульсов высокоскоростного переключения в сеть, требуется обширная фильтрация, о чем свидетельствует фильтр электромагнитных помех на входе.

Несколько более простая схема используется для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), поскольку схема предназначена для выбрасывания. Лично я считаю, что это бесполезная трата, и надеюсь, что она не будет продолжаться (или, по крайней мере, введена рециркуляция, чтобы восстановить как можно больше).Довольно типичный инвертор CFL показан ниже …

Рисунок 6 — Типовая схема электронного балласта CFL

Я говорю «достаточно типично», потому что существуют реальные вариации в схемах. Существуют специальные микросхемы драйверов MOSFET, но большинство дешевых (потребительских) КЛЛ будут использовать разновидность вышеуказанного. Обратите внимание, что резистор 0,47 Ом, показанный на входе, обычно является плавким резистором, и в первую очередь используется плавкий предохранитель. Почему бы не использовать настоящий предохранитель? Резисторы дешевле.Большинство частей будет выбрано, чтобы выжить в течение указанного срока службы лампы, поэтому, как правило, наилучшие методы проектирования игнорируются, если можно ожидать, что более низкая (и более дешевая) деталь будет работать в течение 10 000 часов или около того.

Трансформатор (T1) предназначен для обеспечения обратной связи с транзисторами и генерирует базовый ток, необходимый для обеспечения надежного переключения. Цикл инициируется DIAC — двунаправленным устройством, которое имеет резкий переход из непроводящего в проводящее состояние.Поскольку он демонстрирует характеристику, очень похожую на устройство с отрицательным импедансом, он является обычной частью в диммерах, флуоресцентных балластах и ​​даже в стробоскопах. Для получения дополнительной информации, нажмите здесь для обучения DIAC.

Обратите внимание, что схемы, показанные выше, предназначены только для информации и не должны быть построены, как показано. Для некоторых компонентов требуются очень специфические характеристики, трансформаторы и индукторы имеют решающее значение. В схемах нет ничего плохого, им просто не хватает всей информации, необходимой для их построения.Речь идет о том, как эти вещи работают, а не о том, как их построить.

Коэффициент мощности не совсем понятен большинству энтузиастов электроники, и это вполне понятно, потому что в общих схемах электроники это мало что требует. Есть аспекты коэффициента мощности, которые даже не понимают многие инженеры, которые должны знать лучше. Когда создаются несинусоидальные формы волны тока, даже многие инженеры сделают двойной анализ, потому что они могут не использоваться для работы с электронными нагрузками.Я расскажу здесь обо всех случаях, а также намерен показать методы пассивной и активной коррекции коэффициента мощности. Хотя пассивный PFC (коррекция коэффициента мощности) обладает привлекательностью простоты, он на самом деле обходится дороже из-за необходимости большого индуктора. Активный PFC кажется сложным (и это действительно так, если вам нужно его спроектировать), но когда-то он разработан с использованием относительно дешевых компонентов.

Самый простой случай, когда нагрузка является индуктивной. Это относится ко многим электрическим машинам, включая двигатели, трансформаторы и (конечно) балласты люминесцентного освещения (магнитные типы).Когда двигатель или трансформатор полностью загружены, они проявляются как резистивная нагрузка и имеют отличную PF. При легких нагрузках та же самая часть кажется индуктивной, что приводит к отставанию тока от напряжения. В тех случаях, когда нагрузка работает в этом режиме в течение большей части своего срока службы, необходимо применить коррекцию, чтобы вернуть PF как можно ближе к единице.

Коэффициент мощности резистивной нагрузки всегда единицы — это идеально. Каждый вольт и каждый усилитель используется для выработки тепла.Типичными примерами являются электрические нагреватели, тостеры, чайники и лампы накаливания. Не все нагрузки являются резистивными, поэтому давайте рассмотрим типичный пример (но упрощенный для простоты описания и понимания).

Электрическая машина обычно работает с половинной нагрузкой, но может потребовать полной мощности при запуске или для работы с переходными нагрузками. Это может быть двигатель или трансформатор, являющийся двумя наиболее распространенными электрическими машинами (люминесцентная лампа с магнитным балластом немного сложнее).В каждом случае индуктивная и резистивная составляющие нагрузки будут равны (для половины мощности), а сигналы напряжения, тока и мощности будут выглядеть следующим образом …

Рисунок 7 — Электрическая машина на половинной мощности

Как и ожидалось, когда резистивный и индуктивный компоненты равны, происходит фазовый сдвиг на 45 °, при этом ток отстает от напряжения (коэффициент мощности отстает). Приложенное напряжение составляет 240 В, резистивная часть нагрузки — 120 Ом, индуктивное сопротивление — также 120 Ом, а мощность — 240 Вт.Мы должны взять 1А от сети (240 В х 1 А = 240 Вт), но вместо этого взять 1,414 А. Дополнительный ток должен быть подан, но полностью теряется. Ну, это не совсем верно — оно возвращается в сеть поставок. Если многие нагрузки делают одно и то же, то они просто рассеиваются в виде тепла в трансформаторах, линиях электропередач и генераторах электростанций. Очень немногие реальные нагрузки являются емкостными, поэтому в цепь добавлен конденсатор.

С фазовым сдвигом 45 ° коэффициент мощности равен 0.707, и мы получаем 1.42A от сети вместо 1A. Чтобы восстановить ток так, чтобы он был в фазе с напряжением, нам нужно добавить конденсатор в цепь. Конденсатор фактически противоположен индуктору, и (сам по себе) создаст опережающую PF — ток будет возникать до напряжения. Добавив в цепь конденсатор правильного значения, коэффициент мощности можно восстановить до единицы, что приведет к значительному снижению тока, потребляемого от сети. Для этого примера 13 мкФ почти идеален, но даже 10 мкФ уменьшит отставание сдвига фазы до 14.2 °, и это повышает коэффициент мощности до 0,96 — обычно считается настолько близким к идеальному, насколько это когда-либо необходимо.

Весь процесс несколько нелогичен. То, что нагрузка может потреблять больше тока, чем это должно быть достаточно легко понять, но то, что подача большего тока через конденсатор приведет к уменьшению тока сети, кажется, не имеет никакого смысла. Это все связано с относительной фазой двух токов, и это действительно работает. Наша энергосистема была бы в ужасном положении, если бы этого не произошло.

Рисунок 8 — Флуоресцентный свет при нормальной работе

На несколько упрощенной диаграмме выше показаны формы напряжения и тока флуоресцентной лампы. Упрощение заключается в том, что тренажеры не включают нелинейные отрицательные нагрузки сопротивления, но основной принцип (и полученные формы волны) не подвержен существенному влиянию. Как вы можете видеть, текущая форма волны слегка искажена, и это влияет на форму волны после применения компенсации. Фактически, гармоники, генерируемые искажением, сдвинуты по фазе, поэтому окончательная форма сигнала тока выглядит как ограниченная синусоида.Коэффициент мощности очень хороший после компенсации, но при 0,98 — отличный результат.

Без компенсации, потребляемый ток составляет 276,5 мА (при коэффициенте мощности 0,57), а после компенсации он падает до 159,5 мА. Мощность в нагрузке (сама лампа) составляет 29,8 Вт, а резистивный компонент балласта (R1) рассеивает 7,8 Вт — это теряется в виде тепла. Все потраченное тепло снижает общую эффективность, но это неизбежно, потому что реальные компоненты имеют реальные потери.

Ситуация становится намного хуже, когда используется нелинейная (электронная) нагрузка.На рисунке 9 показана эквивалентная схема и формы сигнала — ток подается только на пике приложенного напряжения. Хотя этот ток находится в фазе с напряжением, коэффициент мощности ужасен, потому что форма волны тока не похожа на синусоидальную. Резкие пики тока имеют сравнительно высокое среднеквадратичное значение, но мощность, подаваемая и подаваемая на нагрузку, значительно меньше.

Рисунок 9 — Электронные сигналы мощности нагрузки

Скорректированный ток не показан по той простой причине, что для исправления формы волны необходимы значительные дополнительные компоненты.В отличие от случая, когда ток нагрузки является (или близок к) синусоидой, простое добавление конденсатора не даст ничего полезного. Пики тока таковы, что их можно удалить только с помощью фильтра, предназначенного для пропускания только частоты сети. Как показано, ток составляет 296 мА, но, как видно, пиковое значение составляет почти 2А. Нагрузка рассеивается 28 Вт, но «кажущаяся мощность» (ВА) составляет 71,4 ВА. Это дает коэффициент мощности 0,39 — очень плохой. В случае, если вам интересно, куда исчезла разница в 1 Вт между источником и нагрузкой, это потеряно в диодах.

Путем добавления фильтра (пассивной ПФУ), состоящего из индуктора и пары конденсаторов, это можно улучшить, но требование относительно большой индуктивности добавляет значительный вес и стоимость. Один Генри настолько мал, что вы можете использовать его для номинальной мощности нагрузки, и, хотя большее значение будет работать лучше, оно также будет снова больше, а также с более высокими потерями. По этим причинам пассивный PFC обычно не используется с импульсными источниками питания.

Рисунок 10 — Пассивная коррекция коэффициента мощности

При добавлении индуктора и конденсатора, как показано, коэффициент мощности значительно улучшается.Текущая форма волны все еще не очень хорошая, но намного лучше, чем схема без какой-либо коррекции. Среднеквадратичное значение тока уменьшается с 296 мА до 136 мА, что составляет 32,6 ВА. Мощность нагрузки составляет 29 Вт, поэтому коэффициент мощности теперь составляет 0,88, что гораздо более прилично. Как и на рисунке 9, электроника считается практически без потерь. Излишне говорить, что это не так, но речь идет о PFC, а не о потерях в цепи.

Индуктор (L1) является относительно большим компонентом, и из-за этого будет сравнительно дорогим.Чтобы снизить стоимость и вес, лучше использовать электронную схему PFC, а также она будет более эффективной. Меньшие потери мощности означают меньшую потерю тепла и более холодную электронику.

Рисунок 11 — Схема коррекции активного коэффициента мощности

Схема, показанная здесь, почти идентична схеме на рисунке 5, но упрощена, чтобы ее было легче понять. Поступающая сеть проходит через фильтр EMI, состоящий из C1 и L1. Затем он идет к мостовому выпрямителю, но вместо большой электролитической крышки конденсатор 220 нФ (C2) — это все, что нужно.Выходное напряжение является пульсирующим постоянным током и изменяется от почти нуля до полного пикового напряжения (340 В для среднеквадратичного напряжения 240 В). Затем он переходит к очень умному повышающему преобразователю режима переключения — L2, Q1 и D5. Это повышает любое мгновенное напряжение, присутствующее на его входе, до пикового напряжения — в этом случае имитируемый преобразователь стабилизируется на уровне 446 В (несколько выше, чем обычно используется).

Время включения и выключения тщательно контролируется для поддержания тока, который пропорционален форме входящего сигнала переменного тока, поэтому рабочий цикл (коэффициент включения / выключения) постоянно изменяется для поддержания правильного повышенного напряжения и пропорционального тока.D6 включен, чтобы позволить колпачку основного фильтра (C3) быстро заряжаться от сети, а также обеспечивает «дозаправку» в колпачке. Это позволяет немного упростить схему управления.

Выходное напряжение повышающего преобразователя (обычно) регулируется, но регулирование не должно быть замечательным, что опять-таки упрощает схему до некоторой степени. В схеме, показанной на рисунке 5, вы видите, что индуктор повышающего преобразователя (1,58 мГн) имеет вторичную обмотку. Это используется, чтобы сообщить IC контроллера, когда был достигнут правильный ток.Упрощенная схема, показанная на рисунке 11, не использует это — период переключения является фиксированным (схема была смоделирована, чтобы я мог создать текущую форму волны, показанную ниже). Хотя эта упрощенная версия не так хороша, как «настоящая вещь», она работает довольно хорошо — по крайней мере, в симуляторе.

Рисунок 12 — Активные кривые коррекции коэффициента мощности

Как видите, текущая форма сигнала довольно искажена, но измеренная производительность симулятора впечатляет, несмотря на ее относительную простоту.При нагрузке 60 Вт (балласт и люминесцентная лампа) фактическая мощность сети составляет 61 Вт (потери на диоде, как и раньше), а при питании от сети 266 мА он потребляет 64 ВА. Следовательно, коэффициент мощности составляет 0,94 — действительно очень удовлетворительный результат. Это значительно лучше, чем пассивная схема PFC, и этого следовало ожидать. Весь анализ, который я видел, показывает, что активная схема PFC превзойдет пассивную схему, как с точки зрения общей эффективности, так и коэффициента мощности. Индукторы малы (электрически и физически), и потери будут намного ниже, чем в любой пассивной цепи PFC.

Если вам интересно, мощность лампы в два раза выше, чем в двух предыдущих примерах, поскольку выходное напряжение повышающего преобразователя превышает желаемое. Я очень неохотно проводил много времени, пытаясь подобрать уровни мощности, и моя упрощенная версия не регулируется. Получение симуляции для успешного переключения преобразователя режимов было сложной задачей, и симуляции выполнялись долго из-за высокочастотного переключения.

В настоящее время довольно стандартным считается искажение формы сигнала как THD (общее гармоническое искажение), которое в случае активной цепи PFC равно 11.7%. Делай из этого что хочешь.

Одна вещь, которая довольно важна для правильной работы всех люминесцентных ламп ртути, это температура. Существует относительно узкая полоса выше и ниже, дуга которой уменьшается, что приводит к снижению светоотдачи. Когда трубка холодная, доступно меньше паров ртути, поэтому дуга не может достичь полной прочности, потому что не хватает молекул ртути для поддержания разряда на желаемом уровне.

Когда температура слишком высокая, давление пара увеличивается, увеличивая эффективное сопротивление дуги и снова уменьшая ток разряда. Для большинства компактных ламп (и, вероятно, для большинства стандартных люминесцентных ламп) трубка должна иметь температуру около 40 ° C для максимальной светоотдачи. При 0 ° C светоотдача составляет всего 40% — действительно очень тусклая лампа. Более высокие температуры не такие сильные, но лампа, которая слишком сильно нагревается, все равно будет в значительной степени выключена.

Рисунок 13 — Светоотдача противТемпература

Когда температура приближается к -38,83 ° C, световой поток полностью прекращается. Это температура, при которой ртуть замерзает, поэтому не может быть паров ртути, поддерживающих дугу и излучающих ультрафиолетовое излучение. Кроме того, когда температура снижается, напряжение, необходимое для зажигания дуги, увеличивается, и при 0 ° C лампе понадобится примерно на 40% больше напряжения для зажигания по сравнению с напряжением зажигания при нормальной температуре окружающей среды.

Во многих частях мира 001 ° C (или меньше) является нормальной температурой окружающей среды в течение многих месяцев года, поэтому лампу будет труднее запускать и она будет иметь низкую мощность, пока трубка не немного нагревается. ,В таких климатических условиях трубка должна быть закрыта для защиты от ветра, который может значительно снизить температуру и светоотдачу.

* Примечание — закрытое приспособление обеспечивает повышение температуры на + 10 ° C по сравнению с температурой окружающей среды

Как и весь материал по теме, существуют различия в способе представления материала, и разные типы труб могут иметь существенные отличия друг от друга. Цифры в основном согласуются с приведенным выше графиком, но небольшая заметка предполагает, что указанные температуры находятся в тепловом равновесии. Для стабилизации может потребоваться некоторое время, поэтому исходный световой поток при первом включении лампы будет одинаковым для открытых и закрытых приборов.Поскольку объем светильника по отношению к лампе не указан, будут большие различия, если корпус будет больше или меньше (неустановленных) значений, используемых для таблицы.

Электронный балласт
1. для люминесцентных ламп, учебный модуль для студентов — Цзинхай Чжоу, Вирджинский политехнический институт и государственный университет
2. ICB1FL02G ИС для управления интеллектуальным балластом для балластов люминесцентных ламп, Техническое описание, версия 1.2, февраль 2006 г., Infineon Technologies AG
3. Эксплуатация флуоресцентных систем при низких температурах (Сильвания)

Как работают лампы дневного света

Основное средство преобразования электрической энергии в энергию излучения в люминесцентной лампе основано на неупругом рассеянии электронов, когда падающий электрон сталкивается с атомом в газе.

Если (падающий) свободный электрон обладает достаточной кинетической энергией, он передает энергию внешнему электрону атома, заставляя этот электрон временно подпрыгивать до более высокого энергетического уровня. Столкновение является «неупругим», потому что происходит потеря кинетической энергии.

Это состояние с более высокой энергией является нестабильным, и атом излучает ультрафиолетовый фотон, когда электрон атома возвращается к более низкому, более стабильному, энергетическому уровню.

Большинство фотонов, которые выделяются из атомов ртути, имеют длины волн в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, преимущественно на длинах волн 253,7 и 185 нм (нм). Они не видны человеческому глазу, поэтому они должны быть преобразованы в видимый свет. Это делается путем использования флуоресценции.

Ультрафиолетовые фотоны поглощаются электронами в атомах внутреннего флуоресцентного покрытия лампы, вызывая аналогичный скачок энергии, а затем падение при излучении еще одного фотона.Фотон, который испускается из этого второго взаимодействия, имеет более низкую энергию, чем тот, который его вызвал.

Химикаты, которые составляют люминофор, выбраны так, чтобы эти испускаемые фотоны были на длинах волн, видимых человеческому глазу. Разница в энергии между поглощенным ультрафиолетовым фотоном и излучаемым фотоном видимого света направлена ​​на нагрев люминофорного покрытия .

Когда свет включен, электрическая энергия нагревает катод настолько, чтобы он излучал электроны (термоэлектронная эмиссия).Эти электроны сталкиваются и ионизируют атомы благородного газа внутри колбы, окружающей нить накала, образуя плазму в процессе ударной ионизации. В результате лавинной ионизации проводимость ионизованного газа быстро возрастает, позволяя более высоким токам протекать через люминесцентную лампу.

Заполняющий газ помогает определить рабочие электрические характеристики лампы, но не выделяет сам свет. Заполняющий газ эффективно увеличивает расстояние, которое электроны проходят через трубку, что дает электрону большую вероятность взаимодействия с атомом ртути.

Атомы аргона, возбужденные до метастабильного состояния при воздействии электрона, могут передавать эту энергию нейтральному атому ртути и ионизировать ее, что называется эффектом Пеннинга .

Преимущество этого заключается в снижении пробивного и рабочего напряжения люминесцентной лампы по сравнению с другими возможными газами наполнения, такими как криптон.

— Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия Традиционная трубчатая люминесцентная лампа в простом светильнике.

Люминесцентная лампа — это тип электрического света (лампы), который использует ультрафиолет, излучаемый парами ртути, для возбуждения люминофора, который излучает видимый свет. Есть два основных типа, традиционные флуоресцентные и компактные. Эта статья о традиционных (прямых трубчатых) люминесцентных лампах.

Покупная цена люминесцентной лампы часто намного выше, чем у лампы накаливания с такой же мощностью, и свет от люминесцентных ламп выглядит иначе, чем у ламп накаливания. ^[1] Люминесцентные лампы имеют более длительный срок службы и потребляют меньше энергии, чем лампы накаливания такой же яркости. Люминесцентная лампа может сэкономить более 30 долларов США на электроэнергию в течение срока службы лампы по сравнению с лампой накаливания. ^[2]

Электрический ток подается на пары ртути внутри трубки, заставляя ее излучать ультрафиолетовый (УФ) свет. Люминофор на стенках трубки поглощает ультрафиолетовый свет. Это заставляет электрон подпрыгивать на орбиту с более высокой энергией.Когда электрон падает обратно на свою обычную орбиту, люминофор излучает свою энергию в виде видимого света.

Балласт предотвращает прохождение слишком большого количества электричества через трубку. Он также запускает лампу с высоким напряжением в течение доли секунды при включении. Балласт расположен внутри светильника в традиционных светильниках с люминесцентной лампой. В компактных люминесцентных лампах балласт находится у основания колбы или рядом с ней. Есть два типа балластов, магнитные и электронные.Магнитные балласты в основном перестали использоваться, поскольку они менее эффективны, чем электронные балласты, они вызывают мерцание лампочки и не запускаются мгновенно. Электронные балласты были когда-то дороже, чем магнитные балласты, но сейчас цена примерно такая же.

Средний номинальный срок службы люминесцентной лампы в 8-15 раз больше, чем у ламп накаливания. ^[3] Люминесцентные лампы обычно имеют номинальный срок службы от 7000 до 15000 часов, в то время как лампы накаливания обычно изготавливаются так, чтобы иметь срок службы 750 часов или 1000 часов. ^{[4] [5] [6]}

Срок службы любой лампы зависит от многих факторов, включая рабочее напряжение, производственные дефекты, воздействие скачков напряжения, механического удара, частоту включения и выключения, ориентацию лампы и рабочую температуру окружающей среды. Срок службы люминесцентной лампы значительно короче, если ее часто включать и выключать. В случае 5-минутного цикла включения / выключения срок службы люминесцентной лампы может быть уменьшен до «примерно такой же, как у ламп накаливания». ^[7] Программа Energy Star в США предполагает, что люминесцентные лампы должны оставаться включенными при выходе из комнаты менее чем на 15 минут, чтобы этой проблемы не возникало. Если необходимо часто включать и выключать свет, можно использовать люминесцентные лампы с холодным катодом. Люминесцентные лампы с холодным катодом рассчитаны на большее количество циклов включения / выключения, чем стандартные лампы.

Ртуть внутри трубки токсична и делает эти лампы опасными отходами. Луковицы должны быть доставлены в центр переработки после того, как они перестают работать.При нормальном использовании ртуть не может выйти, хотя она может выйти, если лампочка сломана. Если разбивается одна лампочка, это обычно не проблема. Рекомендуется открывать окна для проветривания помещения и очищать битое стекло с помощью клейкой ленты вместо пылесоса.

Многие люди и предприятия не хотят использовать люминесцентные лампы из-за содержания в них ртути. Галогенные, светодиодные и традиционные лампы накаливания являются возможными альтернативами.

Светодиодные трубки

могут быть установлены в люминесцентных ламповых светильниках, но иногда электрику необходимо сначала перепроводить прибор, чтобы снять балласт.

,

Люминесцентная лампа | Britannica

электрическое освещение Обзор различных типов электрического света, включая лампы накаливания, галогенные лампы, люминесцентные лампы и светодиоды. Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Просмотреть все видео на эту статью

Люминесцентная лампа , электрическая газоразрядная лампа, более холодная и эффективная, чем лампы накаливания, которая излучает свет за счет флуоресценции люминофорного покрытия. Люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, заполненной смесью пара аргона и ртути.Металлические электроды на каждом конце покрыты щелочноземельным оксидом, который легко испускает электроны. Когда ток протекает через газ между электродами, газ ионизируется и испускает ультрафиолетовое излучение. Внутренняя часть трубки покрыта люминофорами, веществами, которые поглощают ультрафиолетовое излучение и флуоресцируют (излучают энергию в виде видимого света).

Компактные люминесцентные лампы (лампочки). Encyclopædia Britannica, Inc.

Поскольку люминесцентная лампочка не обеспечивает свет при постоянном нагреве металлической нити накала, она потребляет намного меньше электроэнергии, чем лампа накаливания — по некоторым оценкам, только на четверть электричества или даже меньше.Однако первоначально при включении лампы рабочее напряжение люминесцентной лампы должно в четыре раза превышать рабочее напряжение, чтобы ионизировать газ при запуске. Это дополнительное напряжение подается устройством, называемым балластом, которое также поддерживает более низкое рабочее напряжение после ионизации газа. В старых люминесцентных лампах балласт находится в лампе отдельно от колбы и вызывает жужжание или жужжание, которые часто связаны с люминесцентными лампами. В более новых компактных люминесцентных лампах (КЛЛ), в которых люминесцентная трубка свернута в форму, похожую на лампу накаливания, балласт вставляется в чашку в основании узла колбы и состоит из электронных компонентов, которые уменьшают или устраняют гудящий звук.Включение балласта в каждую отдельную лампу повышает стоимость колбы, но общая стоимость для потребителя все еще ниже из-за снижения энергопотребления и увеличения срока службы КЛЛ.

КЛЛ

оцениваются по использованию энергии (в ваттах) и светоотдаче (в люменах), часто в конкретном сравнении с лампами накаливания. Конкретные КЛЛ настроены для использования с диммерными переключателями и трехпозиционными переключателями и в утопленных светильниках.

.