powered by CADENAS

Social Share

Amazon

Компактная люминесцентная лампа (17301 views - Electronics & PCB Engineering)

Компа́ктная люминесце́нтная ла́мпа (КЛЛ) — люминесцентная лампа, имеющая изогнутую форму колбы, что позволяет разместить лампу в светильнике меньших размеров. Такие лампы нередко имеют встроенный электронный дроссель. Компактные люминесцентные лампы разработаны для применения в конкретных специфических типах светильников либо для замены ламп накаливания в обычных. Часто компактные люминесцентные лампы называют энергосберегающими лампами, что не совсем точно, поскольку существуют энергосберегающие лампы и на других физических принципах, например светодиодные или люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки. Также выпускаются лампы с шарообразной колбой без спиралей накаливания (слабое место обычных КЛЛ). Для инициации разряда используется индуктор.
Go to Article

Explanation by Hotspot Model

Youtube


    

Компактная люминесцентная лампа

Компактная люминесцентная лампа

Компактная люминесцентная лампа

Licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 (Kuebi = Armin Kübelbeck; Edit by Waugsberg (less cropped)).

Компа́ктная люминесце́нтная ла́мпа (КЛЛ) — люминесцентная лампа, имеющая изогнутую форму колбы, что позволяет разместить лампу в светильнике меньших размеров. Такие лампы нередко имеют встроенный электронный дроссель. Компактные люминесцентные лампы разработаны для применения в конкретных специфических типах светильников либо для замены ламп накаливания в обычных.

Часто компактные люминесцентные лампы называют энергосберегающими лампами, что не совсем точно, поскольку существуют энергосберегающие лампы и на других физических принципах, например светодиодные или люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки. Также выпускаются лампы с шарообразной колбой без спиралей накаливания (слабое место обычных КЛЛ). Для инициации разряда используется индуктор.

Типы цоколя

Существуют несколько типов цоколей компактных люминесцентных ламп: штырьковые и резьбовые. Наиболее распространённые штырьковые:

  • 2D
  • G23
  • 2G7
  • G24Q1
  • G24Q2
  • G24Q3
  • G53

Также есть лампы для установки в резьбовые патроны E14, E27 и E40 со встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом (ПРА). Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, заявленный срок службы таких ламп составляет от 3000 до 15000 часов.

2D

Лампа 2D в герметичном светильнике

Представляет собой изогнутую в одной плоскости люминесцентную лампу с очертаниями в форме квадрата. Цоколь представляет собой прямоугольник 36×60 мм, имеет встроенный электронный стартер, в центре 2 латунных контакта на расстоянии 8 мм друг от друга, в качестве крепления на высоте 20 мм от центра используется пластиковый затвор. Мощность ламп 2D составляет 16, 28 и 36 Ватт. Основное применение: в качестве декоративного освещения, иногда встречаются в герметичных светильниках для душевых кабинок и в качестве интегрированного освещения современных душевых кабинок.

G23

G23 и светильник с индуктивным ПРА

Лампа G23 представляет собой трубку, сложенную вдвое. Внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только электромагнитный дроссель. Выпускаются на мощность 5 — 14 Вт. Основное применение — настольные лампы, но зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнёзда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

2G7

Форма трубки и применение аналогичны G23, но лампа может работать и с электронным ПРА. Стартер и конденсатор отсутствуют, на цоколь выведены четыре контакта.

G24

Лампа G24 аналогична лампе G23, но трубка лампы сложена вчетверо. Выпускаются на мощность от 10 до 36 Вт. Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках. Лампы с двухштырьковым цоколем G24d предназначены для использования с электромагнитными ПРА (ЭмПРА). Цоколи этих ламп содержат стартер и конденсатор для подавления электромагнитных помех. Лампы с четырехштырьковым цоколем G24q предназначены для использования с электронными ПРА (ЭПРА). Цоколи G24q-1, G24q-2 и G24q-3 отличаются расположением направляющих штырьков.

G53

Устройство лампы G53

Лампы G53 представляют собой диск, толщиной 16—20 мм и диаметром около 73 мм, в который вписана изогнутая люминесцентная трубка. Лампа оснащена встроенными отражателем, рассеивателем и электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА). Цоколь таких ламп имеет 2 латунных Т-образных контакта по бокам на расстоянии 53 мм друг от друга. Мощность таких ламп составляет от 6 до 11 ватт, светильники для ламп этого типа выпускаются как в герметичном исполнении IP44 для влажных помещений, так и в обычном — для монтажа в гипсокартонный или натяжной потолок на замену более энергоёмким галогенным лампам.

Е14, Е27 и E40

Предназначены для установки в патрон вместо ламп накаливания. Эти лампы уже имеют встроенный электронный ПРА. Впервые появились на рынке в конце 1980-х. Цоколи ламп Е14, Е27 и E40 имеют резьбу диаметром 14 мм, 27 мм и 40 мм соответственно, что позволяет производить монтаж в стандартные бытовые и промышленные патроны (E14 для патрона «миньон», E27 для стандартного бытового патрона и E40 для стандартного промышленного патрона). В целом, типичная люминесцентная лампа со встроенным ПРА по габаритам крупнее лампы накаливания на тот же световой поток, поэтому такая замена возможна не для всех светильников. Лампы под такой патрон выпускаются как с открытой трубкой, так и с рассеивателем.

Маркировка и цветовая температура

Трёхциферный код на упаковке лампы содержит, как правило, информацию относительно качества света (индекс цветопередачи и цветовой температуры).

Первая цифра — индекс цветопередачи в 1х10 Ra (чем выше индекс, тем достоверней цветопередача; компактные люминесцентные лампы имеют 60-98 Ra)

Вторая и третья цифры — указывают на цветовую температуру лампы.

Таким образом, маркировка «827» указывает на индекс цветопередачи в 80 Ra, и цветовую температуру в 2700 К (что соответствует цветовой температуре лампы накаливания).

Наиболее распространены компактные люминесцентные лампы с коррелированной цветовой температурой 2700K, 4000K, 4500K, 6500K.

Кроме того, индекс цветопередачи может обозначаться в соответствии с DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra поделён на 6 частей — от 4 до 1А[1] (нем.).

Таблица. Пример маркировки КЛЛ

Параметр Значение
Потребляемая мощность 11 Вт
Световой поток 535 лм
Цветовая температура 2700 К
Тип цоколя Е27
Напряжение 220-240 В
Частота питающей сети 50/60 Гц
Номинальный срок службы
(при работе примерно 2,7 часов в день / время службы
8 лет

Работа 2,7 ч/день или 2,74 ч/день указывается производителями из-за простоты расчётов и сравнения с другими типами ламп. Так как при таком графике лампа за один год прогорает примерно 1000 ч. Столь малое время работы в сутки производители объясняют средним временем работы всех ламп в квартире, включая в расчёт и те, которые используются короткое время (например, в санузле).

Лампы непрерывного спектра

Компактные люминесцентные лампы непрерывного спектра дают значительно лучшую цветопередачу, светоотдача таких ламп ниже, чем у обычных КЛЛ.

По некоторым данным, использование ламп, излучающих свет с непрерывным спектром, благоприятнее сказывается на здоровье, нежели использование обычных компактных люминесцентных ламп со светом линейчатого спектра.[1] (нем.)

Цветные и специальные лампы

Кроме ламп с оттенками белого, предназначенных для общего освещения, выпускаются также:

Сравнение с другими лампами

По сравнению с лампами накаливания КЛЛ теоретически имеют больший срок службы. Однако из-за повышенных требований к качеству изготовления и условиям эксплуатации срок службы КЛЛ на практике может быть соизмерим или даже оказаться меньше срока службы ламп накаливания. Основными причинами, снижающими срок службы лампы, являются нестабильность напряжения в сети, частые включения-выключения лампы, эксплуатация при повышенной или пониженной температуре окружающей среды.

По энергоэффективности (коэффициенту полезного действия) КЛЛ примерно в 5 раз превосходят лампы накаливания. Однако, в отличие от ламп накаливания, большинство КЛЛ, имеют низкое качество энергопотребления, которое характеризуется коэффициентом мощности, равное около 0,5. Низкий коэффициент мощности приводит к искажению формы напряжения в сети, дополнительным нагрузкам и потерям при передаче электроэнергии. Для устранения указанного недостатка ЭПРА некоторых ламп снабжаются корректорами коэффициента мощности.

Новые разработки позволили использовать энергосберегающую лампу совместно с устройствами снижения/увеличения освещения (диммерами). Для диммирования компактных люминесцентных ламп светорегуляторы, разработанные для ламп накаливания не подходят — в этом случае следует использовать КЛЛ только со специальными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА) с возможностью управления.

Благодаря применению электронного ПРА КЛЛ имеют улучшенные характеристики по сравнению с традиционными люминесцентными лампами — более быстрое включение, отсутствие мерцания и жужжания. Также существуют лампы с системой плавного запуска. Система плавного запуска «прогревает» электроды лампы при включении в течение 1—2 секунд: это значительно продлевает срок службы лампы, но все же не позволяет избежать эффекта «временной световой слепоты».

В то же время компактные люминесцентные лампы по габаритам, энергоэффективности и сроку службы проигрывают светодиодным лампам; по световой отдаче значительно уступают металлогалогенным лампам. Индуктивные КЛЛ имеют ещё больший срок службы (15000-18000 ч), слабо зависят от переходных процессов при включении и имеют более широкий температурный диапазон.

Сравнение потребляемой мощности КЛЛ и ЛН

Мощность КЛЛ, Вт Мощность ЛН, Вт Световой поток, Лм
5 25 250
8 40 400
12 60 630
15 75 900
20 100 1200
24 120 1500
30 150 1900

Соотношение мощностей КЛЛ и ЛН составляет приблизительно1:5

Пояснения:

  • КЛЛ — компактные люминесцентные лампы
  • ЛН — лампы накаливания

Субъективное восприятие яркости может меняться в зависимости от цветовой температуры.

Например, теплый 2700К свет кажется более мягким и потому менее ярким, чем 4200К, который называется «белым» светом или «более холодным» и визуально выглядит более резким. 6400К-12000К лампы вообще неофициально называют «синим» и некомфортным — «холодным светом». Яркость холодного света трудно определить визуально в силу крайней некомфортности и субъективности его индивидуального восприятия.

История

Первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) появились на мировом рынке в конце 1980-х.

Патентная заявка на компактную люминесцентную лампу со встроенным электронным ПРА была подана в 1984 году[2]

Достоинства

  • Высокая светоотдача (световой КПД): при равной потребляемой из сети мощности световой поток КЛЛ в 4-6 раз выше, чем у лампы накаливания, что даёт экономию электроэнергии 75-85 %;
  • В отличие от лампы накаливания, КЛЛ не является точечным источником, а излучает свет всей поверхностью колбы;
  • Длительный срок службы в непрерывном цикле эксплуатации (без частого включения/выключения);
  • Возможность создания ламп с различными значениями цветовой температуры, а также ламп различных цветов и мягкого ультрафиолета с высоким КПД;
  • Нагрев корпуса и колбы значительно ниже, чем у лампы накаливания. Впрочем он всё же имеет определённое место, в отличие от светодиодного освещения
  • В отличие от традиционных «ламп дневного света» с электромагнитным дросселем, трубка которых питается переменным напряжением с частотой питающей сети, КЛЛ не производит стробоскопический эффект на вращающихся деталях оборудования и в иных тому подобных ситуациях.

Недостатки

Несмотря на то, что использование компактных люминесцентных ламп действительно вносит свою лепту в сбережение электроэнергии, опыт массового применения в быту выявил целый ряд проблем, главная из которых — короткий срок эксплуатации в реальных условиях бытового применения, иногда сравнимый со сроком службы ламп накаливания.

Неполная совместимость с существующей инфраструктурой освещения

  • КЛЛ не рассчитаны на частые включения. Интервал между включениями, устанавливаемый гарантийными условиями для достижения положенной наработки, может быть больше двух минут (это связано с работой простых схем предпускового разогрева). При этом правильно сконструированная лампа зажигается не мгновенно, а спустя примерно 0,5-1с после подачи напряжения, что создаёт дополнительный дискомфорт. Лампа же, включающаяся мгновенно, без предварительного прогрева катодов, теряет при каждом включении значительную часть срока службы. Всё это препятствует применению КЛЛ в различных автоматических схемах с датчиками движения, гирляндах, световой сигнализации, в санузлах и т. п.
  • Компактные люминесцентные лампы несовместимы с диммерами обычных типов (включаемых последовательно с лампой). Диммеры для таких ламп существуют, но требуют особого подключения с прокладкой дополнительных проводов.[3]
  • Зажигание бытовых КЛЛ не гарантировано при отрицательных температурах и понижении напряжения питания более чем на 10 %. Повышенная влажность и выпадение конденсата приводят к пробоям в схеме электронного ПРА, где в момент зажигания действуют напряжения порядка 1000 вольт. При работе в закрытой арматуре или при повышенной температуре окружающей среды перегрев колбы приводит к «покраснению» спектра лампы и значительному уменьшению светоотдачи, а при дальнейшем увеличении температуры выходит из строя электронный ПРА. Всё это делает применение КЛЛ во влажных и неотапливаемых помещениях и на открытом воздухе (в том числе в герметичных светильниках), а также в ряде ответственных применений нецелесообразным[4].
  • Невозможность использования без специальных устройств в системах аварийного освещения, так как КЛЛ имеет некоторое минимальное напряжение, при котором возможен её запуск. В отличие от них, лампы накаливания могут светить даже при «проседании» сетевого напряжения, например в случае ЧП[5].
  • Коэффициент мощности большинства КЛЛ с ЭПРА 0,92—0,97[источник не указан 2268 дней], у КЛЛ с вынесенным электромагнитным ПРА без фазосдвигающего конденсатора 0,5. Во многих лампах бросок пускового тока ничем не ограничен и может привести к импульсным помехам по сети. Также большинство продаваемых КЛЛ не имеют электромагнитных фильтров и экранов, защищающих от наводок окружающую радиоаппаратуру. В дешевых лампах отсутствуют схемы коррекции коэффициента мощности, и для его повышения производители снижают ёмкость сглаживающего конденсатора, что в свою очередь ведет к увеличению коэффициента пульсаций светового потока лампы.
  • Совместное воздействие повышенной температуры внутри компактной конструкции и перенапряжений в сети (импульсных или продолжительных) снижает надёжность работы электронных компонентов ПРА КЛЛ. В отношении термического режима предпочтительнее лампы с вынесенным ПРА, позволяющим лучше организовать охлаждение и применять более мощные компоненты с большим запасом по параметрам.

Периодическое самопроизвольное вспыхивание выключенной лампы

Большое внутреннее сопротивление и значительная ёмкость отключённой лампы приводят к тому, что даже небольшие утечки тока в её цепи способны постепенно зарядить её до напряжения пробоя. При достижении этого напряжения лампа на мгновение вспыхивает, а затем снова начинает накапливать заряд, после чего цикл повторяется. В зависимости от интенсивности утечки период вспышек может составлять от нескольких минут до долей секунды. Об этом недостатке, за редким исключением, производители обычно не сообщают в инструкциях по эксплуатации. Исключение составляют лампы, оснащённые устройством «мягкого пуска»: в них данный неприятный эффект отсутствует.

Эти вспышки и порождаемый ими звук могут сильно раздражать, особенно ночью, и, по некоторым данным, способны привести к преждевременному выходу лампы из строя[6]. Кроме того, они иногда создают помехи в радиоэлектронных устройствах.

Причины

Причинами периодических вспышек могут служить:

  • Использование широко распространённых выключателей с неоновой или светодиодной подсветкой;
  • Установка выключателя в разрыв нулевого провода;
  • Прочие механизмы утечки.

Устранение

  • Для ликвидации этого эффекта необходимо параллельно светильнику включить в цепь питания конденсатор ёмкостью 0,33-0,68 мкФ на напряжение не ниже 400 В, пригодный для работы в цепях переменного тока — бумажный (МБГЧ) или полиэтилентерефталатный (например, К73-16). Применение электролитических конденсаторов категорически недопустимо[3]. Этот способ можно рекомендовать и для устранения схожего эффекта в светодиодных лампах. Конденсатор при таком включении практически не потребляет энергию, подлежащую учету бытовым счетчиком электроэнергии (потери в диэлектрике качественных современных конденсаторов ничтожны).
  • Если вспыхивание вызвано установкой выключателя в разрыв нулевого провода, необходимо переподключить его в разрыв фазного.
  • Если в светильнике или люстре несколько ламп, можно одну из них заменить на лампу накаливания, это также может помочь устранить эффект вспыхивания.
  • При использовании выключателя с подсветкой можно попробовать увеличить сопротивление в цепи питания подсветки (для светодиодных — в 2-4 раза, а для неоновых до 2 МОм). В большинстве случаев это устранит вспышки, если нет, следует воспользоваться другими методами.

Спектр КЛЛ

  • Спектр такой лампы линейчатый (от 2-3 полос в видимой области для самых дешёвых ламп до 9 для дорогих). Это приводит не только к неправильной цветопередаче, но и к повышенной усталости глаз. (Визуально сравнить спектр ламп можно в радужных отблесках света лампы от компакт-диска.) (данная проблема может быть решена с применением ламп с непрерывным спектром излучения, см. раздел Лампы непрерывного спектра). Кроме того, поскольку люминесцентная лампа — по сути своей не температурный источник света, а лишь имитирует таковой, неверный подбор даже многолинейчатой смеси люминофоров может сделать её спектр неприятным глазу. Также спектр разбалансируется по мере неравномерного старения компонентов смеси в работе.
  • В спектре некоторых низкокачественных КЛЛ и трубчатых люминесцентных ламп имеется доля коротковолнового УФ излучения, увеличивающаяся по мере старения люминофора. Ультрафиолет в больших дозах канцерогенен и вызывает пожелтение, обесцвечивание и потерю прочности полимерных деталей, окружающих лампу. В подавляющем большинстве ламп УФ спектр полностью задерживается боросиликатным стеклом трубки.

Экологические аспекты

  • В колбе КЛЛ содержится свободная ртуть, что даже при налаженной системе утилизации отслуживших ламп представляет опасность при повреждении такой лампы в быту. Однако в современных амальгамированных лампах количество ртути снижено уже до 5-7 мг на лампу средней мощности, и, по утверждениям производителей, специальная демеркуризация помещения в таком случае не требуется.
  • КЛЛ технологически представляет собой сочетание обычной стеклянно-вольфрамовой лампы накаливания сложной конфигурации (колба), специфических для ЛДС химических компонентов (ртуть, люминофоры, покрытия катодов) и схемы полупроводникового высокочастотного преобразователя (трансформатор), совокупные экологические издержки производства которых (добыча редких элементов, изготовление электронных схем, затраты энергии в производстве и т. п.) значительны и должны быть тщательно просчитаны, чтобы не перекрыть выгоды от перехода на КЛЛ с традиционных ламп накаливания. Тем более что требования к качеству света (и сложности состава люминофора), к надёжности (и сложности) трансформатора непрерывно растут, вынуждая производителей дополнительно усложнять технологию.
  • 24 сентября 2014 г, Россия подписала Минаматскую конвенцию по ртути. Согласно данной конвенции, с 2020 г. будет запрещено производство, импорт или экспорт продукта, содержащего ртуть. Под запрещение Минаматской конвенции попадают лампы люминесцентные малогабаритные общего освещения мощностью 30 ватт или менее, и содержанием ртути свыше 5 мг в колбе ламп. Это не относится к компактным люминесцентным лампам, в которых содержание ртути (см. ниже) составляет 3-5 мг.

Утилизация

Компактные люминесцентные лампы содержат 3-5 мг ртути[7], ядовитого вещества 1-го класса опасности («чрезвычайно опасные»). Разрушенная или повреждённая колба лампы высвобождает пары ртути, что может вызвать отравление ртутью. Зачастую на проблему утилизации люминесцентных ламп в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся отстраниться от проблемы. На упаковке ламп такого производителя, как Navigator отсутствует информация о наличии ртути в продукте и необходимости утилизации. Продукт маркируется как «лампа энергосберегающая», а не «лампа люминесцентная». К примеру, у продукции EKF и Camelion данная информация содержится в прилагаемой к каждой лампе инструкции по эксплуатации.

Если вы разбили энергосберегающую лампу, то необходимо аккуратно собрать осколки колбы, обработать место раствором марганцовки (0,2 % марганцево-кислого калия) и проветрить помещение. Порядок действий подробнее описан в статье демеркуризация.

Интересные факты

  • КЛЛ со спиралевидной колбой нередко имеет неравномерное нанесение люминофора. Он наносится так, что его слой на стороне трубки, обращённой к цоколю, толще, чем на стороне трубки, направленной на освещаемую область (то есть от цоколя). Этим достигается направленность излучения. КЛЛ с колбой, имеющей, в основном, прямые участки, светит равномерно во все стороны.
  • В первых моделях ламп применялся радиоактивный криптон-85 (85Kr)[8]
  • В связи с частыми случаями выхода из строя КЛЛ задолго до истечения обещанных производителями сроков, потребители стали призывать ввести специальные условия гарантии для продукции КЛЛ, соизмеримые с заявляемыми производителями в целях маркетинга.[9]
  • В России начали появляться КЛЛ, произведенные с применением технологии Amalgam. Принцип основан на использовании не ртути в чистом виде, а амальгамы — сплавов ртути. Применение этой технологии увеличивает стабильный срок службы лампы и, в случае если лампа разобьётся, не даёт парам ртути распространиться по помещению, сохраняя амальгаму в твёрдом виде[источник не указан 2963 дня].
  • Также появляются КЛЛ, выполненные в силиконовом контуре (либо поверх лампы, либо под стеклянной колбой). Силиконовая прокладка предохраняет трубку и колбу от разрушения, являясь смягчителем удара при падении и склеивающим элементом, в случае если колба все-таки разбилась. Также силиконовая прокладка смягчает свечение лампы и несет декоративную функцию.

См. также



This article uses material from the Wikipedia article "Компактная люминесцентная лампа", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Electronics & PCB Engineering

Cadence, Mentor Graphics, Eagle CAD, Altium Designer, AUTODESK EAGLE, Cadence Allegro, DesignSpark PCB , Mentor PADS, Mentor Xpedition, Novarm DipTrace, Pulsonix, TARGET 3001!, Xpedition xDX Designer, Zuken CADSTAR, Altium P-CAD, Agnisys, Altera Quartus, OrCAD, kiCAD, Solido Design Automation, ELectronics, PCB, Curcuit Board, 3D drawings, 3D library, 3D content, PCB Design, 2D symbols, 2D drawings, 2D icons, 2D schematics