تبلیغات
وبلاگ علمی آموزشی شرکت پارس شعاع توس (لامپ کم مصرف CFL) - برخی از اشکالات لامپ های فلورسنت و نحوه برطرف کردن آنها

در این وبلاگ مطالب آموزشی مربوط به لامپ های CFL یا همان لامپ های کم مصرف قرار داده شده است. این وبلاگ یک وبلاگ صرفا آموزشی می باشد که قصد دارد اطلاعات کاربران را در مورد لامپ های کم مصرف افزایش دهد. در این وبلاگ مطالبی از قبیل انواع لامپ های کم مصرف، اجزاء مختلف لامپ های کم مصرف، نحوه کار قسمت های مختلف لامپ های کم مصرف، نحوه ساخت و استاندار های مربوط به این لامپ قرار داده شده است.

سعید آریانپور

جستجو

 

اسلایدر

برخی از اشکالات لامپ های فلورسنت و نحوه بر طرف کردن آنها

سوسو زدن :
لامپ ھای فلورسنتی که مستقیماً از فرکانس منبع متناوب استفاده می کنند با فرکانس دو برابر فرکانس اصلی منبع سوسو خواھند زد، چون در ھر سیکل، توانی که به لامپ می رسد دو بار صفر می شود. یعنی نور در کشور ھایی که از فرکانس 60 ھرتز استفاده می کنند، 120 بار و در کشورھایی که از فرکانس 50 ھرتز استفاده می کنند، 100 بار سوسو می زند. اگر لامپ دارای بالاست القایی باشد ممکن است صدای ناخوشایندی ھم تولید کند. بالاست ھای القایی اکثراً از یک ترکیب قیری استفاده می کنند تا صدای تولید شده را کم کند. این سوسو زدن ھا و صداھای ناخوشایند در لامپ ھایی که از بالاست ھای الکترونیکی فرکانس بالا استفاده می کنند برطرف شده است. مثل لامپ ھای فلورسنت فشرده ای (کم مصرف) که ھمه گیر شده اند.

در بعضی محیط ھا، بعضی لامپ ھای فلورسنتی که از فرکانس خط استفاده می کنند می توانند حتی در فرکانس 50 یا 60 هرتز هم سوسو بزنند که توسط اکثر مردم قابل رویت است. این اتفاق در آخرین ساعات عمر لامپ که پوشش کاتد در یک سمت به پایان عمر خود نزدیک شده و کاتد در پراکندن الکترون کافی به گاز مشکل دارد اتفاق می افتد که باعث ایجاد نوعی یکسوسازی و درنتیجه، تولید نور متفاوت در ھر سیکل مثبت و منفی می شود. این سوسو زدن ھا می تواند بعضی اوقات از انتھای ھر طرف تیوب که در نتیجه عملکرد مثبت و منفی آند و کاتد در ھر نیم سیکل پدید می آید، رخ دهد و اندکی نور متفاوت در آند و کاتد تولید کند. این سوسو زدن ھایی که فرکانس اصلی دارند در کناره های تیوب بیشتر از وسط تیوب به چشم می آیند.
در لامپ ھای فلورسنت جدید ممکن است طرحی به شکل مارپیچ دوار ایجاد شود. این به خاطر مواد سست کاتد است و اکثراً پس از چند ساعت کار ناپدید می شود.

با افزایش فرکانس در بالاست های الکترونیکی مشکل سوسو زدن لامپ ها با بالاست های القایی برطرف می شود. با این عمل تعداد سیکل های تزریق الکترون به داخل گاز به شدت افزایش یافته و باعث می شود نور ثابتی داشته باشیم. همچنین بالا رفتن فرکانس باعث شفاف شدن نور لامپ می شود که این خود یک مزیت به حساب می آید.

بهره نوری:
"بهره نوری" یا "بهره وری نوری" یا "بهره وری در لامپ های فلورسنت" به نسبت شار نوری یک لامپ به روی توان کل لامپ گفته می شود. هر چه این نسبت بالاتر باشد، لامپ میزان بیشتری نور به ازای توان ورودی تولید می کند. البته افزایش این مقدار تا حدی امکان پذیر می باشد و بعد از آن دیگر نمی توان به ازای یک وات ثابت، شار نوری را افزایش داد. بھره نور لامپ فلورسنت بین 16 لومان بر وات برای لامپ ھای 4 وات با بالاست عادی، تا 100 لومن بر وات برای لامپ 32 وات با بالاست مدرن الکترونیکی متغیر است. مقدار متوسط معمول 50 تا 67 لومن بر وات است. اکثر لامپ ھای فلورسنت 13 وات یا بیشتر، با بالاست ھای الکترونیکی مجتمع به 60 لومن بر وات دست می یابند. بدلیل کاھش کیفیت فسفر در طول عمر لامپ، میانگین نور لامپ در طول عمر لامپ عملا 10 % کم می شود. لامپ ھا پس از 100 ساعت کار بر اساس لومن دسته بندی می شوند. برای یک لامپ فلورسنت داده شده، یک بالاست مدرن الکترونیکی حدوداً 10 % اثر نور را نسبت به یک بالاست سلفی (القایی) بھبود می دھد.

پایان عمر:
پایان عمر برای یک لامپ فلورسنت بر اساس چگونگی کار آنھا و تجھیزات کنترلی بکار گرفته شده در آنھا متغیر است. ھم اکنون 3 نوع پایان عمر لامپ وجود دارد و چھارمین نوع ھم در حال شکل گیری است:


الف) مخلوط انتشار:
شکل فوق نمای نزدیک یک فیلامنت را در لامپ تخلیه گاز جیوه کم فشار (که مخلوط انتشار همان پوشش سفید رنگ روی سیم پیچ است) را آن نشان می دھد. عموماً این پوشش از ترکیب اکسیدھای باریوم، استرونتیوم و کلسیم می باشد که به نام امیتر شناخته می شود و در طی مصرف لامپ به اصطلاح ریخته می شود که وقتی ریخته می شود اغلب انتھای کار لامپ می باشد. سیاه شدن دو انتهای لامپ به معنای ریخته شدن امیتر در لامپ ها می باشد. در برخی از لامپ ها، اطراف هر فیلامنت یک محافظ فلزی قرار می دهند تا از سیاه شدن دو طرف لامپ جلوگیری کنند.
"مخلوط انتشار" (مخلوط فلزات مورد استفاده برای پوشش رشته یا فیلامنت) در کاتد مورد نیاز است تا اجازه دھد الکترون ھا توسط انتشار گرمایی در ولتاژ کاری لامپ به گاز نفوذ کنند. مخلوط پوشش، به کندی توسط بمباران الکترونی و بمباران یون ھای جیوه ای که در حین فعالیت انجام می پذیرد به بیرون تراوش می کند، اما اکثر این "انتشار" زمانی رخ می دھد که لامپ با کاتد ھای سرد (حالت Cold cathode) روشن می شود. (روش استارت لامپ و ھمین طور تجھیزات کنترل لامپ تأثیر زیادی بر این فرآیند دارند). لامپ ھایی که اکثراً کمتر از سه ساعت در ھر بار روشن شدن مورد استفاده قرار می گیرند معمولاً به دلیل خرابی مخلوط انتشار زودتر از قسمت ھای دیگر لامپ خراب می شوند. بدین معنی که روشن و خاموش کردن بیش از حد لامپ ها باعث ریخته شدن مخلوط امیتر شده که باعث خراب شدن سریعتر لامپ های فلورسنت می شود. در لامپ ھا این نشت در تأخیر انتشار بصورت علامت ھایی سیاه در دو انتھای لامپ دیده می شوند.
ھنگامی که تمام مخلوط از بین می رود، کاتد نمی تواند در ولتاژ کاری معمول الکترون مورد نیاز برای ایجاد تخلیه الکتریکی را به درون گاز بفرستد. در حالت ایده آل تجھیزات کنترلی می با یست ھنگامی که این اتفاق رخ می دھد لامپ را خاموش کنند. اما بعضی از این تجھیزات، ولتاژ زیادتری را که برای ادامه کار در حالت Cold Cathode نیاز باشد را تامین می کنند که باعث ایجاد گرمای اضافی در لامپ و در نتیجه از ھم پاشیدن سریع الکترودھا و سیم ھای حمایت کننده آن ھا تا زمانیکه کاملاً از بین بروند یا شیشه شکسته شود و یا گاز کم فشار داخل لامپ خراب شود و تخلیه الکتریکی گاز متوقف شود را ادامه می دهند.

ب) بالاست الکترونیک:
این مبحث فقط مربوط به لامپ ھای فلورسنت فشرده با بالاست ھای الکترونیکی مجتمع می باشد. خرابی الکترونیکی بالاست فرآیندی تصادفی است که مانند خرابی استاندارد برای ھر وسیله الکترونیک دیگری می باشد. بالاست الکترونیکی مجتمع بیشتر به خاطر خرابی بر اساس رطوبت زیاد عمر خود را از دست می دھد. در ابتدا یک خرابی کوچک ناگھانی زودتر از موقع وجود دارد که سپس کمتر می شود و با یک ریتم ثابت در طول عمر لامپ خرابی ھا بیشتر می شوند. عمر تجھیزات الکترونیکی شدیداً به دمای کار وابسته است که به ازای 10 درجه افزایش دما حدوداً نصف می شود. عمر متوسط نشان داده شده بر روی لامپ ها اکثرا برای 25 درجه سانتیگراد می باشد ولی این امر می تواند برای ھر کشوری متفاوت باشد. عمر متوسط تجھیزات الکترونیکی در این دما معمولاً بیشتر از این ھاست، پس در این دما تعداد معدودی از لامپ ھا به دلیل خرابی الکترونیکی خراب می شوند. 
در بعضی نقاط که دما بیشتر از اینھاست ممکن است خرابی الکترونیکی عامل اصلی خرابی لامپ باشد. بصورت مشابه چیدمان فشرده قطعات در لامپ فلورسنت باعث افزایش دمای تجھیزات الکترونیکی و عمر متوسط کمتری برای آنها می شود (مخصوصا در توان های بالا). این بالاست ھای الکترونیکی ھمان طور که در بالا گفته شد می توانند لامپ را در موقع خرابی مخلوط انتشار خاموش کنند. در این نوع بالاست ھا، از آن جھت که آنھا دیگر الزامی به ادامه کار ندارند، این کار با سوزاندن عمدی قطعه ای از بالاست انجام می شود تا برای ھمیشه از ادامه کار لامپ جلوگیری شود.

ج) فسفر:
بازده ماده فسفری در طول استفاده کاھش می یابد. در حدود 25000 ساعت کارکرد، میزان روشنایی عموماً نصف یک لامپ نو خواھد بود (ھر چند بعضی سازندگان به نیمه عمر بیشتری برای لامپ ھایشان دست یافته اند). لامپ ھایی که مخلوط انتشار یا بالاست الکترونیکی مجتمع آنھا خراب نشده است، در نھایت به سوی این خرابی پیش می روند. آنھا ھمچنان کار می کنند. این فرآیند آھسته رخ می دھد، اما اغلب پس از تعویض لامپ با لامپ جدید به چشم می آید.

د) زوال جیوه:
در طول عمر لامپ، جیوه داخل گاز از دست می رود، از آن جھت که به آرامی جذب شیشه، فسفر یا الکترودھای لامپ می شود، که باعث عدم کارایی بیشتر آن می شود. قبلا این امر مشکلی ایجاد نمی کرده است زیرا جیوه داخل لامپ بیشتر بوده است. اما تاثیرات محیطی آن باعث شده است که جیوه کمتری در تیوب ریخته شود و با دقت بیشتری مقدار آن انتخاب شود تا جیوه کافی تا آخر عمر مورد انتظار لامپ باقی بما ند. اثر تخریب مشابه است، به جز این که در ابتدای کار، کمبود جیوه باعث می شود مدت زمان روشن شدن بیشتر شود (زمانی که لامپ به نور کامل برسد) و در نھایت باعث می شود لامپ بر اثر نبود جیوه نور بنفش تاری از خود ساطع کند و گازی که بر پایه آرگون است تخلیه الکتریکی ابتدایی را انجام دھد.

ماده فسفری و طول موج نور انتشاری:
کاربرد:
لامپ ھای فلورسنت در سایزھا و شکل ھای زیادی تولید می شوند. حباب ھای فلورسنت فشرده (CFL) مردم پسند ترند. بسیاری از این لامپ ھا مدار الکترونیکی کمکی ای در خود دارند که اجازه می دھد این لامپ ھا از سوکت ھای عادی استفاده کنند.
در ایالات متحده، استفاده خانگی لامپ ھای فلورسنت، کم باقی مانده است (اکثراً به آشپزخانه ھا، زیرزمین ھا و تالار ھای ورودی و جاھای دیگر محدود است) اما مدارس و مراکز تجاری ذخیره ارزی، لامپ ھای فلورسنت را مھم ارزیابی می کنند و بندرت از لامپ ھای التھابی (رشته ای) استفاده می کنند.
در تنظیمات نورپردازی از لامپ ھای سفید استفاده می کنند. این به این خاطر است که ارزش تفاوت و اھمیت انواع مختلف لامپ را نمی دانند. استفاده از مخلوطی از انواع این لامپ ھا در محفظه ھای آنھا، رنگ نور تولید شده توسط لامپ ھای کم کیفیت تر را بھبود می بخشد. انگیزه ھای مالی و شرایط مالیاتی و آگاھی ھای محیطی باعث استفاده بیشتر از آنھا در کالیفرنیا شده.
در کشورھای دیگر، استفاده خانگی از لامپ ھای فلورسنت بسته به قیمت انرژی، علایق مالی و محیطی اکثریت مردم و مقبولیت نور خروجی متفاوت است. در شرق و جنوب شرق آسیا به ندرت از لامپ ھای التھابی استفاده می شود.
در فوریه 2007 ، قانونی وضع شد که فروش لامپ ھای رشته ای را تا 2010 ممنوع کرد. در صورتی که این قانون ھیچ جایگزینی برای استفاده استرالیایی ھا مشخص نکرده بود، به نظر می رسد لامپ ھای فلورسنت فشرده اولین جایگزین باشند. در آوریل 2007 کانادا طرحی مشابه را برای ممنوعیت فروش لامپ ھای رشته ای تا سال 2012 تصویب کرد. پارلمان فنلاند ھم درباره ممنوعیت فروش لامپ ھای رشته ای تا ابتدای 2011 تبادل نظر کرد.

بالاست ھا:
لامپ ھای فلورسنت برای به حالت تعادل در آوردن لامپ و برای تامین ولتاژ اولیه مورد نیاز برای ایجاد تخلیه الکتریکی نیاز به بالاست دارند. این کار باعث افزایش قیمت تجھیزات لامپ فلورسنت می گردد، به ھمین دلیل اکثراً یک بالاست برای دو یا چند لامپ مورد استفاده قرار می گیرد. بالاست ھای القایی با یک افت کوچک می توانند صدایی نخراشیده تولید کنند.

ضریب توان:
یک بالاست ساده لامپ فلورسنت ضریب توانی کمتر از یک دارد. بالاست ھای سلفی (القایی) دارای خازن اصلاح ضریب توان ھستند. برای اصلاح ضریب توان باید یک مدار به بالاست اضافه نمود تا کار اصلاح ضریب توان را انجام دهد.
این مدار که PFC نام دارد می تواند به صورت فعال (Active) یا غیر فعال (Passive) طراحی شود. در حالت اکتیو یک مبدل باک بوست با یک IC مخصوص PFC کار اصلاح ضریب توان را انجام می دهد که باعث می شود یک جریان کاملا سینوسی از منبع کشیده شود.
در حالت پسیو یک مدار خازنی دیودی وظیفه اصلاح ضریب توان را به عهده خواهد گرفت که طرح های مختلفی برای آن وجود دارد. در هر صورت در حالت پسیو سطح ولتاژ باس (Bus) یا Vcc در مدارات بالاست افت محسوسی دارد.

ھارمونیک ھای توان:
لامپ ھای فلورسنت بارھایی غیر خطی ھستند و بر روی خط قدرت، ھارمونیک تولید می کنند. در بعضی موارد این امر می تواند باعث ایجاد نویزی ناقص با فرکانس رادیویی شود. حذف کامل این ھارمونیک ھا میسر است، اما بر قیمت تجھیزات لامپ فلورسنت می افزاید.

دمای کار بھینه:
لامپ ھای فلورسنت در حوالی دمای اتاق بھترین کارایی را دارند (حدوداً 20 درجه سانتیگراد). در دماھای بسیار بالاتر یا بسیار پایین تر بازده کاھش پیدا می کند و در دماھای پایین (زیر دمای یخ زدن) ممکن است لامپ ھای استاندارد شروع به کار نکنند. در مناطق سردسیر برای کارکرد قابل قبول در فضای باز ممکن است لامپ ھایی مخصوص مورد نیاز باشد. ھمچنین در دھه 1970 مداری الکتریکی به نام "Cold Start" ابداع شد. البته این امکان وجود دارد که لامپ را در داخل محفظه قرار داد (چراغ).

منابع نور غیر فشرده:
از آنجا که در لامپ ھای تخلیه الکتریکی پرفشار، تخلیه الکتریکی طولانی تر است، مقدار نور ساطعه از ھر مقطع از سطح لامپ کم است، به ھمین علت ھم تیوب این لامپ ھا از لامپ ھای رشته ای بزرگتر اند. اما در بسیاری از موارد شدت نور کم ساطع شده از سطح به علت کم بودن خیرگی آن بوجود می آمده. بدنه ساخته شده برای این لامپ بر روی طرح تجھیزات تاثیر گذاشته چون نور می بایست به جای منبعی فشرده از تیوبی طولانی ساطع شود. اخیراً نوعی جدید از لامپ فلورسنت مشکل را برطرف کرده و اجازه استفاده از سوکت ھای عادی لامپ رشته ای را برای این لامپ ھا داده است. در ھر حال بعضی از انواع CFL که برای جایگزینی لامپ ھای رشته ای طراحی شده اند در بعضی از لامپ ھای رومیزی قرار نمی گیرند، زیرا گلوگاه باریک برای لامپ رشته ای طراحی شده است. لامپ های CFL به فضای بیشتری برای بالاست الکترونیکی خود در نزدیکی پایه لامپ نیاز دارند. این فضا وسیع تر از آن است که با این سرپیچ ھا مطابقت کند. بجز این در لامپ ھای رومیزی دیمر دار از این لامپ ھا نمی توان استفاده کرد. همچنین برای استفاده این لامپ ها در مکان های بسته باید فکری اندیشید زیزا گرمای تولید شده توسط تیوب باعث از بین رفتن بسیار سریع فیبر مدار چاپی بالاست می شود که طول عمر بالاست الکترونیکی را به شدت کاهش می دهد.

کاھش نور:
لامپ ھای فلورسنت را نمی توان به دیمرھای استاندارد لامپ ھای رشته ای وصل کرد.
دو دلیل برای این امر قابل ذکر است:
شکل موج ولتاژ ناشی از دیمر ھای استاندارد کنترل-فازی با اکثر بالاست ھا تعامل ندارد و ایجاد قوس در لامپ فلورسنت در توان پایین را مشکل می سازد. اکثر تاسیسات نیاز به لامپ فلورسنت 4 پین و بالاست ھای دیمری مناسب برای کاھش نور مناسب لامپ فلورسنت دارند. این سیستم ھا کاتد ھای لامپ فلورسنت را در حین کاھش جریان تخلیه الکتریکی کاملاً گرم نگه می دارند، که باعث تابش الکترونی آسان به بخار تخلیه الکتریکی می شود.

نویسنده: وهاب محمدی