9990200062

Elektroniczny statecznik lampy fluorescencyjnej

żarowych sięga ona zaledwie 10 lm/W. Wraz z potencjalnie dłuższym czasem życia (zależnym oczywiście od jakości, a więc ceny) stanowi to dużą zaletę mimo wyższego kosztu lampy. Zasilanie lampy fluorescencyjnej bezpośrednio ze źródła napięcia stałego lub przemiennego nie jest jednak możliwe. Konieczne są układy pośredniczące, które muszą być tak zaprojektowane, by nie pogorszyć znacząco sprawności świetlnej oraz nie zwiększyć kosztu powyżej granicy akceptowalnej przez konsumentów.

Na sprawność świetlną duży wpływ ma częstotliwość pracy lampy. Dotychczas analizowana charakterystyka z rys. 2a ma zastosowanie do niskiej częstotliwości i charakteryzuje się zanikiem łuku elektrycznego - czyli zgaszeniem lampy - przy pewnej niskiej wartości prądu. Zwiększenie napięcia w drugim kierunku powoduje przesuwanie się punktu pracy po odcinku 1 aż do napięcia, przy którym nastąpi ponowny zapłon. Napięcie to nie jest wprawdzie tak wysokie, jak przy pierwszym zapłonie; elektrody bowiem nadal emitują elektrony, jako że stygną one stosunkowo wolno. Niemniej do tego czasu lampa pozostaje zgaszona.

Jednakże luk elektryczny także posiada pewną bezwładność. Przy częstotliwości rzędu 1 kHz stanie się ona zauważalna, a przy odpowiednio wysokiej częstotliwości luk elektryczny przestaje gasnąć. Jest oczywiste, że tym samym lampa emituje więcej światła, a więc jej sprawność świetlna rośnie (o ok. 20%), co widać na rys. 3. Charakterystyka prądowo-napięciowa zmienia postać na pokazaną na rys. 2b. Jak widać, staje się ona bardziej zbliżona do liniowej, przy czym rezystancja lampy jest nieco większa niż po zapłonie dla niskiej częstotliwości (odcinki 2 i 3 na rys. 2a).

Rys. 3. Charakterystyka sprawności świetlnej typowej lampy fluorescencyjnej w funkcji częstotliwości [1] (oś f nie przecina osi tj_v w zerze; względny wzrost sprawności jest rzędu 20%)

2.2.c. Kształtowanie prądu lampy

Lampy fluorescencyjne są zasilane zawsze napięciem przemiennym, a więc o polaryzacji okresowo zmiennej w czasie. W przeciwnym razie następowałoby bardzo nierównomierne zużycie elektrod, jako że - zgodnie z kierunkiem przepływu nośników - elektronów dostarczałaby elektroda przyłączona do niższego potencjału, zaś druga trwale absorbowałaby je. W ten sposób materiał pierwszej elektrody ulegałby stopniowemu zubożeniu. Prąd lampy powinien więc być przemienny, bez składowej stałej - wówczas w każdym okresie tego prądu tyle samo elektronów będzie emitowanych i przyjmowanych przez każdą z elektrod.

Dodatkowo należy dążyć do tego, by kształt prądu lampy był możliwie bliski sinusoidalnemu, gdyż stwierdzono, że wydłuża to czas życia elektrod. Kształt przebiegu można scharakteryzować przez współczynnik szczytu (ang. crestfactor)

(2.1)

gdzie I_pk - wartość szczytowa prądu, I_rms - wartość skuteczna prądu. Jak nietrudno obliczyć, współczynnik szczytu sinusoidy wynosi 4 2 » 1,41. Wyznaczona empirycznie wartość maksymalna nie powodująca wyraźnego skrócenia czasu życia lampy fluorescencyjnej wynosi natomiast ok. 1,7.