Qu’est-ce qu’un tube à cathode froide ?
Un tube à cathode froide est un type de lampe fluorescente, également connu sous le nom de CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp).
Alors qu’une lampe fluorescente standard chauffe son filament pour émettre des électrons thermiques, un tube à cathode froide émet des électrons sans chauffer ses électrodes. Ils fonctionnent donc à des températures plus basses et ont une durée de vie plus longue.
De plus, comme il n’est pas nécessaire d’intégrer un filament dans le tube, celui-ci peut être plus fin. Le diamètre des tubes fluorescents varie de 15 à 38 mm, tandis que celui des tubes à cathode froide est d’environ 3 à 5 mm.
Les tubes à cathode froide ne peuvent pas être utilisés avec un courant alternatif commercial de 50 ou 60 Hz et nécessitent une alimentation dédiée pour fournir du courant à haute fréquence.
Utilisations des tubes à cathode froide
Les tubes à cathode froide ont une histoire de plus de 30 ans et sont utilisés depuis longtemps pour le rétroéclairage des écrans LCD, les enseignes publicitaires, les lumières de guidage et l’éclairage, en raison de leur facilité de gradation, de leurs économies d’énergie et de leur longue durée de vie.
Ces dernières années, les tubes à cathode froide ont été remplacés par des LED en raison de leur supériorité. Elles ont déjà complètement remplacé le rétroéclairage des écrans LCD et un nombre croissant de fabricants arrêtent la production de tubes à cathode froide.
Cependant, les tubes à cathode froide présentent des avantages que l’on ne retrouve pas dans les LED : capacité de diffuser la lumière sur une large zone, production d’une lumière homogène et régulière, production d’une lumière blanche agréable à l’œil, proche de la lumière naturelle. Ils sont installés pour l’éclairage des hôpitaux, des bibliothèques et des magasins.
Principe des tubes à cathode froide
Les tubes à cathode froide se composent d’un tube de verre long et étroit rempli d’argon et de vapeur de mercure, d’une couche de phosphore sur la paroi intérieure du tube de verre et d’électrodes aux deux extrémités du tube de verre.
Le principe de fonctionnement d’un tube à cathode froide est similaire à celui d’une lampe fluorescente standard : les électrons émis par les électrodes se combinent avec les ions de mercure présents dans le tube de verre pour émettre un rayonnement ultraviolet. Cela excite le phosphore situé sur la paroi interne du tube pour produire de la lumière visible.
La seule différence réside dans la manière dont les électrons sont émis : alors que les lampes fluorescentes ordinaires émettent des électrons thermiques en faisant passer un courant électrique à travers un filament recouvert d’un matériau émetteur d’électrons, les tubes à cathode froide émettent des électrons secondaires par bombardement ionique d’argon.
Lorsqu’une haute tension est appliquée aux électrodes métalliques d’un tube à cathode froide, les électrons du tube sont attirés vers l’électrode positive et se déplacent dans le champ électrique, entrant en collision avec l’argon. Les cations d’argon ionisés par cette collision entrent en collision avec l’électrode négative et émettent des électrons secondaires.
Pour émettre des électrons secondaires dans un tube à cathode froide, une tension élevée doit être appliquée. C’est pourquoi un circuit inverseur est utilisé comme source d’alimentation.