Was ist eine CCFL-Lampe?
Kaltkathodenröhren sind eine Art von Leuchtstofflampen, die als CCFL-Lampen (Cold Cathode Fluorescent Lamps) bezeichnet werden.
Während gewöhnliche Leuchtstofflampen ihre Glühfäden erhitzen, um thermische Elektronen zu emittieren, emittieren CCFL-Lampen Elektronen, ohne ihre Elektroden zu erhitzen. Sie arbeiten daher mit niedrigeren Temperaturen und haben eine längere Lebensdauer.
Da kein Glühfaden in die Röhre eingebaut werden muss, kann die Röhre außerdem dünner gebaut werden. Der Röhrendurchmesser von Leuchtstoffröhren liegt zwischen 15 und 38 mm, während der Durchmesser von CCFL-Lampen etwa 3 bis 5 mm beträgt.
CCFL-Lampen können nicht mit handelsüblichem 50- oder 60-Hz-Wechselstrom betrieben werden und benötigen ein spezielles Netzteil, das Hochfrequenzstrom liefert.
Anwendungen von CCFL-Lampen
CCFL-Lampen haben eine mehr als 30-jährige Geschichte und werden seit langem für die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Displays, Werbeschildern, Wegweisern und Beleuchtungen verwendet, da sie sich leicht dimmen lassen, energiesparend sind und eine lange Lebensdauer haben.
In den letzten Jahren hat ein Wechsel von CCFL-Lampen zu LEDs stattgefunden, da LEDs den Vorteilen von CCFL-Lampen überlegen sind. LEDs haben die LCD-Hintergrundbeleuchtung bereits vollständig ersetzt und immer mehr Hersteller stellen die Produktion von CCFL-Lampen ein.
Kaltkathoden-Röhren haben jedoch Vorteile, die bei LEDs nicht zu finden sind, z. B. die Fähigkeit, das Licht über einen großen Bereich zu streuen und gleichmäßiges, gleichmäßiges Licht abzugeben sowie augenfreundliches, weißes Licht zu erzeugen, das dem natürlichen Licht nahe kommt und werden daher für die Beleuchtung in Krankenhäusern, Bibliotheken und Geschäften verwendet.
Funktionsweise von CCFL-Lampen
CCFL-Lampen bestehen aus einer langen, schmalen Glasröhre, die mit Argongas und Quecksilberdampf gefüllt ist, einer Phosphorbeschichtung an der Innenwand der Glasröhre und Elektroden an beiden Enden der Glasröhre.
Das grundlegende Funktionsprinzip einer CCFL-Lampe ähnelt dem einer herkömmlichen Leuchtstofflampe: Die von den Elektroden emittierten Elektronen verbinden sich mit den in der Glasröhre eingefüllten Quecksilberionen und geben ultraviolette Strahlung ab, die den Leuchtstoff an der Innenwand der Röhre anregt und sichtbares Licht erzeugt.
Der einzige Unterschied besteht in der Art der Elektronenabgabe: Während gewöhnliche Leuchtstofflampen thermische Elektronen abgeben, indem sie einen elektrischen Strom durch einen mit einem elektronenemittierenden Material beschichteten Glühfaden leiten, geben CCFL-Lampen Sekundärelektronen durch Ionenbeschuss von Argon ab.
Wenn an die Metallelektroden einer CCFL-Lampe eine Hochspannung angelegt wird, werden die Elektronen in der Röhre zur positiven Elektrode gezogen und bewegen sich im elektrischen Feld, wobei sie mit Argon zusammenstoßen. Die durch diesen Zusammenstoß ionisierten Argon-Kationen stoßen mit der negativen Elektrode zusammen und geben Sekundärelektronen ab.
Um in einer CCFL-Lampe Sekundärelektronen zu emittieren, muss eine hohe Spannung angelegt werden, weshalb eine Inverterschaltung als Stromversorgung verwendet wird.