SERWIS ELEKTRONIKI

Lampy fluorescencyjne CCFL
Lampy fluorescencyjne CCFL
Rajmund Wiœniewski
Mimo deklarowanej d³ugiej ¿ywotnoœci miniaturowych
lamp fluorescencyjnych CCFL liczonej w dziesi¹tkach tysiêcy
godzin (od 10.000 do 40.000), ich uszkodzenie jest obok usterek
inwertera najczêstsz¹ przyczyn¹ oddawania monitorów i
odbiorników telewizyjnych z ekranami LCD do naprawy w
serwisie. Wymiana uszkodzonej lampy nie jest czynnoœci¹ bardzo
skomplikowan¹, ale za to bardzo praco- i czasoch³onn¹,
no chyba, ¿e ju¿ taki sam model mieliœmy okazjê wczeœniej
demontowaæ i wiemy, który zatrzask zwolniæ i któr¹ odkrêciæ
œrubkê – wówczas czas naprawy znacznie siê skraca.
1. Budowa i parametry lamp CCFL
Lampa CCFL sk³ada siê z cienkiej rurki szklanej wype³nionej
rtêci¹, fosforem i mieszanin¹ gazu szlachetnego neonu
lub argonu. Rurka jest szczelnie zamkniêta, na zewn¹trz s¹
wyprowadzone elektrody, do których z regu³y s¹ ju¿ przylutowane
fabrycznie przewody do po³¹czenia lampy lub lamp z
inwerterem. Budowê lampy CCFL w sposób uproszczony pokazano
na rysunku 1.
Zadaniem inwertera jest wytworzenie napiêcia przemiennego
o wysokiej czêstotliwoœci, które doprowadzone do elektrod
lampy powoduje powstanie silnego pola elektrycznego i
w konsekwencji wy³adowania w gazie. To napiêcie jest nazywane
napiêciem startowym i typowo wynosi ono od 1000 do
2000V i jest zale¿ne zarówno od d³ugoœci, jak i œrednicy lampy.
Po zap³onie lampy wyemitowane z elektrody pod wp³ywem
pola elektrycznego elektrony przemieszczaj¹c siê do przeciwnej
elektrody przyspieszaj¹ i zderzaj¹ siê atomami gazu
wype³niaj¹cego wnêtrze rurki szklanej. Nastêpuje stopniowa
jonizacja, w której istniej¹ce w postaci gazowej atomy rtêci
przy zderzeniach zostaj¹ pobudzone. W nastêpstwie niestabilne
teraz elektrony pobudzonych atomów oddaj¹ swoj¹ energiê
w postaci œwiat³a ultrafioletowego o d³ugoœci fali 253.7nm.
Œwiat³o ultrafioletowe z kolei pobudza fosfor, którym jest pokryta
wewnêtrzna strona rurki szklanej, czego efektem jest
œwiat³o widzialne. Napiêcie pracy mieœci siê z regu³y w granicach
od 450V do 800V.
Szk³o
Wyprowadzenie
Hg
Elektroda
UV
(253.7nm)
40 SERWIS ELEKTRONIKI 5/2007
Gaz
Œwiat³o widzialne
(400~700nm)
Elektron
Rys.1. Budowa lampy fluorescencyjnej CCFL.
Pozosta³e parametry lamp CCFL i typowe ich wartoœci s¹
nastêpuj¹ce:
• napiêcie pracy: typowo 450V AC,
• napiêcie startowe: typowo 1000V AC,
• pobór pr¹du: 5.0mA ÷ 8.0mA,
• natê¿enie œwiat³a: 25.000 ÷ 50.000cd/m2,
• pobór mocy: 2 ÷ 10W,
• czêstotliwoœæ pracy – typowo 30kHz,
• ¿ywotnoœæ: 20.000 ÷ 50.000 godzin,
• temperatura pracy: 0 ÷ 50°C,
• temperatura przechowywania: -20°C ÷ 50°C.
Temperatura koloru jest miar¹ barwy œwiat³a i jest ona
wyra¿ona w stopniach Kelwina, poniewa¿ istnieje œcis³y zwi¹zek
pomiêdzy temperatur¹ cia³a (w teorii jest to cia³o doskonale
czarne), a emitowanymi przez to cia³o falami elektromagnetycznymi,
które w miarê wzrostu temperatury cia³a przechodz¹
z zakresu fal podczerwonych do fal widzialnych, a nastêpnie
do fal bliskich ultrafioletu.
Przyk³ad: rozgrzewamy sztabkê ¿elaza, mierzymy jej temperaturê
i co jakiœ czas oceniamy kolor tej sztabki, czyli kolor
œwiat³a, jakim ona promieniuje. Niezbyt mocno nagrzane ¿elazo
ma kolor czerwony. W miarê podgrzewania do coraz wy-
¿szej temperatury staje siê coraz jaœniejsze, a¿ wreszcie jest
ra¿¹co bia³e. Œwiat³o bia³e to mieszanina wszystkich barw, od
czerwieni po niebiesk¹ i fioletow¹. A wiêc ¿elazo o stosunkowo
niskiej temperaturze promieniuje g³ównie œwiat³o czerwone,
w miarê wzrostu jego temperatury zaczyna emitowaæ œwiat³o
o barwach zielonej, ¿ó³tej i niebieskiej. „Sumowanie” tych barw
wraz ze wzrostem temperatury naszego Ÿród³a œwiat³a (tutaj
¿elaza) powoduje, ¿e obserwowany kolor staje siê coraz bardziej
zbli¿ony do bia³ego, który zawiera wszystkie barwy.
Pojêcie barwy ciep³ej lub ch³odnej jest umowne i w produktach
oœwietleniowych u ró¿nych producentów, ta sama
wartoœæ temperatury koloru mo¿e byæ (i tak najczêœciej jest)
okreœlana zarówno jako kolor lekko ciep³y, jak i neutralny lub
jako ju¿ lekko ch³odny. Ze szczególnie du¿ym rozrzutem wartoœci
mo¿na zetkn¹æ siê w przypadku sztucznych Ÿróde³ œwiat³a
(¿arówek, jarzeniówek i omawianych tutaj miniaturowych
Wyprowadzenie
wysokie napiêcie
R G B
Fosfor