Die ring- oder becherförmigen kalten Elektroden aus Blech können nur aufgrund des Kathodenfalls und des durch diesen verursachten Bombardements mit positiven Ionen Elektronen emittieren.

Aufgrund dessen liegt die Betriebsspannung ; sie beträgt ca. 400 Volt pro Meter bei Röhren mit 30 mm Durchmesser, bis zu 1000 V/m bei ca. 80 mm Durchmesser. VDE-Vorschriften begrenzen die zulässige Spannung (und damit die Länge der Röhren) auf 7,5 kV.

Geheizte Elektroden (Glühkathoden) von Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen ermöglichen dagegen niedrige Betriebsspannungen von ca. 200 V, was einen Betrieb an Netzspannung mit einer einfachen Drossel erlaubt.

Als Vorschaltgerät für Leuchtröhren verwendet man einen Streufeldtransformator - früher war dies die einzige Lösung zum Betrieb von Leuchtreklame. Diese Transformatoren besitzen oft eine Möglichkeit, den Betriebsstrom einzustellen bzw. an verschiedene Anzahlen in Reihe geschalteter Röhren anzupassen. Die Stromeinstellung erfolgte mit einem mechanisch verstellbaren magnetischen Nebenschluss. Übliche Spannungen sind 2 x 2,5?4 kV. Der Betrieb mit Strömen unterhalb des Nennstromes ist - wie bei anderen Kaltkathodenröhren auch - unkritisch, daher lassen sich Neonröhren mit Phasenabschnitt-Dimmern dimmen.

Heute werden meist elektronische Vorschaltgeräte nach dem Prinzip eines Schaltnetzteils verwendet; diese besitzen meist selbst eine Einstellmöglichkeit für den Strom. Bei Batterie- bzw. Gleichspannungsversorgung nennt man sie Inverter.

Im Leerlauf liefert das Vorschaltgerät eine hohe Zündspannung, die im Betrieb auf ca. 30 % abfällt. Die Leistungsaufnahme von Leuchtröhren liegt bei ca. 30 W/m, die Lichtausbeute bei 30-100 lm/W. Unbeschichtete Kaltkathodenlampen haben, je nach Füllgas, eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren. Sie ist unabhängig von Ein- und Ausschaltvorgängen; eine Eigenschaft, die für blinkende Leuchtreklame vorteilhaft ist.

CCFL-Inverter der Bildschirm-Hinterleuchtung eines Notebooks

CCFL-Inverter mit Resonanztransformator

Die für Kaltkathodenlampen zur Hintergrundbeleuchtung von LCD- und TFT-Displays verwendeten Inverter (Wechselrichter mit Resonanztransformator) gestatten die Regelung des Stromes per Steuersignal. Sie sind schaltungstechnisch meist als Resonanz-Gegentaktwandler ausgeführt, der zwei Bipolartransistoren als Schaltelemente verwendet.

Auch Vorschaltgeräte für Netzbetrieb sind oft steuerbar. Die Vorteile (flackerfreier Sofortstart, Dimmen von 0-100%, verschiedene Farben) sind auch für Kunstinstallationen und RGB-Farbwechsler vorteilhaft.

Da Gasentladungslampen einen negativen differentiellen Innenwiderstand besitzen (je mehr Strom durch die Röhre fließt, desto weniger Spannung fällt an ihr ab), müssen Vorschaltgeräte den Ausgangsstrom begrenzen. Der Leerlauf kann bei Invertern manchmal zu deren Zerstörung führen, elektronische Vorschaltgeräte besitzen eine automatische Abschaltung bei Nicht-Zünden.

Die vom Inverter erzeugte Wechselspannung hat eine hohe Frequenz von 30?100 Kilohertz, häufig ist ein Wert von <50 kHz, da hier die Störabstrahlung der dritten Harmonischen unter 150 kHz liegt (untere Grenze von EMV-Messungen). Die elektrischen Zuleitungen zwischen Inverter und Kaltkathode dürfen daher nicht zu lang oder über leitfähige Flächen (zum Beispiel das Computergehäuse) geführt werden, ansonsten geht durch die hohe Kapazität ein Teil der Inverterleistung verloren und die Röhre wird dunkler, erlischt oder leuchtet nicht mehr auf voller Länge.

Die Leitungen und die Lampenenden haben eine hochspannungsfeste Isolierung (meist Silikongummi), die nicht verletzt sein darf.

Streufeldtransformatoren und Inverter stellen meist eine zum Erdpotential symmetrische, gleichstrommäßig potentialfreie Wechselspannung zur Verfügung; Vorschaltgeräte von Leuchtreklamen können auf diese Weise Masseschlüsse feststellen. Zusätzlich wird dadurch die Störabstrahlung verringert.

Requiem für die Glühbirne!

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