Энергосберегающие лампы. Принцип работы, устройство и ремонт своими руками

Устройство энергосберегающей лампы. Схема и ремонт.

Схема и ремонт люминесцентных энергосберегающих ламп

В настоящее время всё большее распространение получают так называемые люминесцентные энергосберегающие лампы. В отличие от обычных люминесцентных ламп с электромагнитным балластом, в энергосберегающих лампах с электронным балластом используется специальная схема.

Благодаря этому такие лампы легко установить в патрон взамен обычной лампочки накаливания со стандартным цоколем E27 и E14. Именно о бытовых люминесцентных лампах с электронным балластом далее и пойдёт речь.

Отличительные особенности люминесцентных ламп от обычных ламп накаливания.

Люминесцентные лампы не зря называют энергосберегающими, так как их применение позволяет снизить энергопотребление на 20 – 25 % . Их спектр излучения более соответствует естественному дневному свету. В зависимости от состава применяемого люминофора можно изготавливать лампы с разным оттенком свечения, как более тёплых тонов, так и холодных. Следует отметить, что люминесцентные лампы более долговечны, чем лампы накаливания. Конечно, многое зависит от качества конструкции и технологии изготовления.

Устройство компактной люминесцентной лампы (КЛЛ).

Компактная люминесцентная лампа с электронным балластом (сокращённо КЛЛ) состоит из колбы, электронной платы и цоколя E27 (E14), с помощью которого она устанавливается в стандартном патроне.

Внутри корпуса размещается круглая печатная плата, на которой собран высокочастотный преобразователь. Преобразователь при номинальной нагрузке имеет частоту 40 – 60 кГц . В результате того, что используется довольно высокая частота преобразования, устраняется “моргание”, свойственное люминесцентным лампам с электромагнитным балластом (на основе дросселя), которые работают на частоте электросети 50 Гц. Принципиальная схема КЛЛ показана на рисунке.

По данной принципиальной схеме собираются в основном достаточно дешёвые модели, к примеру, выпускаемые под брендом Navigator и ERA. Если вы используете компактные люминесцентные лампы, то, скорее всего они собраны по приведённой схеме. Разброс указанных на схеме значений параметров резисторов и конденсаторов реально существует. Это связано с тем, что для ламп разной мощности применяются элементы с разными параметрами. В остальном схемотехника таких ламп мало чем отличается.

Разберёмся подробнее в назначении радиоэлементов, показанных на схеме. На транзисторах VT1 и VT2 собран высокочастотный генератор. В качестве транзисторов VT1 и VT2 используются кремниевые высоковольтные n-p-n транзисторы серии MJE13003 в корпусе TO-126. Обычно на корпусе этих транзисторов указываются только цифровой индекс 13003 . Также могут применяться транзисторы MPSA42 в более миниатюрном корпусе формата TO-92 или аналогичные высоковольтные транзисторы.

Миниатюрный симметричный динистор DB3 (VS1) служит для автозапуска преобразователя в момент подачи питания. Внешне динистор DB3 выглядит как миниатюрный диод. Схема автозапуска необходима, т.к преобразователь собран по схеме с обратной связью по току и поэтому сам не запускается. В маломощных лампах динистор может отсутствовать вообще.

Диодный мост, выполненный на элементах VD1 – VD4 служит для выпрямления переменного тока. Электролитический конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Диодный мост и конденсатор С2 являются простейшим сетевым выпрямителем. С конденсатора C2 постоянное напряжение поступает на преобразователь. Диодный мост может выполняться как на отдельных элементах (4 диодах), либо может применяться диодная сборка.

При своей работе преобразователь генерирует высокочастотные помехи, которые нежелательны. Конденсатор С1, дроссель (катушка индуктивности) L1 и резистор R1 препятствуют распространению высокочастотных помех по электросети. В некоторых лампах, видимо из экономии 🙂 вместо L1 устанавливают проволочную перемычку. Также, во многих моделях нет предохранителя FU1, который указан на схеме. В таких случаях, разрывной резистор R1 также играет роль простейшего предохранителя. В случае неисправности электронной схемы потребляемый ток превышает определённое значение, и резистор сгорает, разрывая цепь.

Дроссель L2 обычно собран на Ш-образном ферритовом магнитопроводе и внешне выглядит как миниатюрный броневой трансформатор. На печатной плате этот дроссель занимает довольно внушительное пространство. Обмотка дросселя L2 содержит 200 – 400 витков провода диаметром 0,2 мм. Также на печатной плате можно найти трансформатор, который указан на схеме как T1. Трансформатор T1 собран на кольцевом магнитопроводе с наружным диаметром около 10 мм. На трансформаторе намотаны 3 обмотки монтажным или обмоточным проводом диаметром 0,3 – 0,4 мм. Число витков каждой обмотки колеблется от 2 – 3 до 6 – 10.

Колба люминесцентной лампы имеет 4 вывода от 2 спиралей. Выводы спиралей подключаются к электронной плате методом холодной скрутки, т.е без пайки и прикручены на жёсткие проволочные штыри, которые впаяны в плату. В лампах малой мощности, имеющих малые габариты, выводы спиралей запаиваются непосредственно в электронную плату.

Ремонт бытовых люминесцентных ламп с электронным балластом.

Производители компактных люминесцентных ламп заявляют, что их ресурс в несколько раз больше, чем обычных ламп накаливания. Но, несмотря на это бытовые люминесцентные лампы с электронным балластом выходят из строя довольно часто.

Связано это с тем, что в них применяются электронные компоненты, не рассчитанные на перегрузки. Также стоит отметить высокий процент бракованных изделий и невысокое качество изготовления. По сравнению с лампами накаливания стоимость люминесцентных довольно высока, поэтому ремонт таких ламп оправдан хотя бы в личных целях. Практика показывает, что причиной выхода из строя служит в основном неисправность электронной части (преобразователя). После несложного ремонта работоспособность КЛЛ полностью восстанавливается и это позволяет сократить денежные расходы.

Перед тем, как начать рассказ о ремонте КЛЛ, затронем тему экологии и безопасности.

Опасность люминесцентных ламп и рекомендации по использованию.

Несмотря на свои положительные качества люминесцентные лампы вредны как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Дело в том, что в колбе присутствуют пары ртути. Если её разбить, то опасные пары ртути попадут в окружающую среду и, возможно, в организм человека. Ртуть относят к веществам 1-ого класса опасности .

При повреждении колбы необходимо покинуть на 15 – 20 минут помещение и сразу же провести принудительное проветривание комнаты. Необходимо внимательно относиться к эксплуатации любых люминесцентных ламп. Следует помнить, что соединения ртути, применяемые в энергосберегающих лампах опаснее обычной металлической ртути. Ртуть способна оставаться в организме человека и наносить вред здоровью .

Кроме указанного недостатка необходимо отметить, что в спектре излучения люминесцентной лампы присутствует вредное ультрафиолетовое излучение. При длительном нахождении близко с включенной люминесцентной лампой возможно раздражение кожи, так как она чувствительна к ультрафиолету.

Наличие в колбе высокотоксичных соединений ртути является главным мотивом экологов, которые призывают сократить производство люминесцентных ламп и переходить к более безопасным светодиодным.

Разборка люминесцентной лампы с электронным балластом.

Несмотря на простоту разборки компактной люминесцентной лампы, следует быть аккуратным и не допускать разбития колбы. Как уже говорилось, внутри колбы присутствуют пары ртути, опасные для здоровья. К сожалению, прочность стеклянных колб невысока и оставляет желать лучшего.

Для того чтобы вскрыть корпус где размещена электронная схема преобразователя, необходимо острым предметом (узкой отвёрткой) разжать пластмассовую защёлку, которая скрепляет две пластмассовые части корпуса.

Далее следует отсоединить выводы спиралей от основной электронной схемы. Делать это лучше узкими плоскогубцами подхватив конец вывода провода спирали и отмотать витки с проволочных штырей. После этого стеклянную колбу лучше поместить в надёжное место, чтобы не допустить её разбития.

Оставшаяся электронная плата соединена двумя проводниками со второй частью корпуса, на которой смонтирован стандартный цоколь E27 (E14).

Восстановление работоспособности ламп с электронным балластом.

При восстановлении КЛЛ первым делом следует проверить целостность нитей накала (спиралей) внутри стеклянной колбы. Целостность нитей накала просто проверить с помощью обычного омметра. Если сопротивление нитей мало (единицы Ом), то нить исправна. Если же при замере сопротивление бесконечно велико, то нить накала перегорела и применить колбу в данном случае невозможно.

Наиболее уязвимыми компонентами электронного преобразователя, выполненного на основе уже описанной схемы (см. принципиальную схему), являются конденсаторы.

Если люминесцентная лампа не включается, то следует проверить на пробой конденсаторы C3, C4, C5. При перегрузках эти конденсаторы выходят из строя, т.к приложенное напряжение превосходит напряжение, на которое они рассчитаны. Если лампа не включается, но колба светиться в районе электродов, то возможно пробит конденсатор C5.

В таком случае преобразователь исправен, но поскольку конденсатор пробит, то в колбе не возникает разряд. Конденсатор C5 входит в колебательный контур, в котором в момент запуска возникает высоковольтный импульс, приводящий к появлению разряда. Поэтому если конденсатор пробит, то лампа не сможет нормально перейти в рабочий режим, а в районе спиралей будет наблюдаться свечение, вызываемое разогревом спиралей.

Холодный и горячий режим запуска люминесцентных ламп.

Бытовые люминесцентные лампы бывают двух типов:

С холодным запуском

С горячим запуском

Если КЛЛ загорается сразу после включения, то в ней реализован холодный запуск. Данный режим плох тем, что в таком режиме катоды лампы предварительно не прогреваются. Это может привести к перегоранию нитей накала вследствие протекания импульса тока.

Для люминесцентных ламп более предпочтителен горячий запуск. При горячем запуске лампа загорается плавно, в течение 1-3 секунд. В течение этих несколько секунд происходит разогрев нитей накала. Известно, что холодная нить накала имеет меньшее сопротивление, чем разогретая. Поэтому, при холодном запуске через нить накала проходит значительный импульс тока, который может со временем вызвать её перегорание.

Для обычных ламп накаливания холодный запуск является стандартным, поэтому многие знают, что они сгорают как раз в момент включения.

Для реализации горячего запуска в лампах с электронным балластом применяется следующая схема. Последовательно с нитями накала включается позистор (PTC – терморезистор). На принципиальной схеме этот позистор будет подключен параллельно конденсатору С5.

В момент включения в результате резонанса на конденсаторе С5, а, следовательно, и на электродах лампы возникает высокое напряжение, необходимое для её зажжения. Но в таком случае нити накала плохо прогреты. Лампа включается мгновенно. В данном случае параллельно С5 подключен позистор. В момент запуска позистор имеет низкое сопротивление и добротность контура L2C5 значительно меньше.

В результате напряжение резонанса ниже порога зажжения. В течение нескольких секунд позистор разогревается и его сопротивление увеличивается. В это же время разогреваются и нити накала. Добротность контура возрастает и, следовательно, растёт напряжение на электродах. Происходит плавный горячий запуск лампы. В рабочем режиме позистор имеет высокое сопротивление и не влияет на рабочий режим.

Нередки случаи, что выходит из строя как раз этот позистор, и лампа попросту не включается. Поэтому при ремонте ламп с балластом следует обратить на него внимание.

Довольно часто сгорает низкоомный резистор R1, который, как уже говорилось, играет роль предохранителя.

Активные элементы, такие как транзисторы VT1, VT2, диоды выпрямительного моста VD1 –VD4 также стоит проверить. Как правило, причиной их неисправности служит электрический пробой p-n переходов. Динистор VS1 и электролитический конденсатор С2 на практике редко выходят из строя.

Как отремонтировать энергосберегающую лампу своими руками

Срок эксплуатации энергосберегающих лампочек (ЭСЛ) большой. Но часто, из-за недобросовестности производителя или неправильного обращения, лампа перестает работать через месяц. Потребители интересуются: возможен ли ремонт энергосберегающих ламп своими руками. Все возможно. Но следует оценить, стоит ли его производить, изучить принцип действия и ремонта.

Стоит ли ремонтировать энергосберегающие лампы

К вопросу стоит ли ремонтировать энергосберегающую лампу своими руками подходят индивидуально. Кто-то не хочет заморачиваться, купит новую или обменяет по гарантии. Кто-то захочет разобраться в чем причина поломки и исключить ее. Но стоит понимать, что ремонт производится при наличии нескольких неисправных лампочек. Так как из трех вышедших из строя ламп соберется одна исправная.

Каждая лампочка рассчитана на конкретный срок, имеет ограниченные резервы. Такие данные указаны на индивидуальной упаковке.

Надо понимать, что на ремонт придется потратиться на запчасти, если невозможно их взять с ряда поломанных ламп. Также уйдет время на поездку в магазин, поиск причины, ремонт.

Часто после ремонта лампочки при включении загораются с опозданием.

Принцип действия и схема

При ремонте следует учесть что ЭСЛ состоит из нескольких элементов: электроды в колбе, цоколь (резьбовой, штырьковой), пусковое устройство. Благодаря встроенному последнему элементу, устройство малогабаритно.

Читайте также:  Микроконтроллерный таймер для споттера своими руками

Принцип работы: при включении подается напряжение, в результате чего происходит нагревание электродов. После чего высвободившиеся электроны вступают во взаимодействие со ртутными атомами, происходит ультрафиолетовое излучение. Оно незаметно для восприятия глазом. Для этого система включает вещество под названием люминофор, поглощающее данное излучение и вырабатывающее привычный нам свет.

Работа энергосберегающей лампочки разбирается при рассмотрении схемы. Для примера описывается работа по схеме 11 ваттной лампочки.

Из схемы видно, что она состоит из цепей питания, в которые включены дроссель L2, предохранитель F1, четыре диода 1N4007 составляют диодный мост, С4 – конденсатор, C2, D1, R6 – элементы схемы, динистор, D2, D3, R1, R3 – элементы защитной функции. Не все лампочки содержат защитные элементы, их убираю производители при экономии на деталях.

В момент включения лампочки подается импульс C2, R6, он подается на транзистор Q2, происходит его открытие. Диод D1 после запуска блокирует часть схемы. Трансформатор TR1 возбуждается транзисторами. Через конденсатор С3 передается напряжение с контура L1, TR1, С3, С6. Трубка загорается в период, когда на конденсаторе С3 достигается напряжение в 600В. При розжиге лампы открывается первый транзистор и сердечник TR1 насыщается.

Причины неисправности лампочки

Чтобы понять причину поломки, надо разобраться в устройстве энергосберегающей лампы.

Все действия проводятся последовательно:

  • Готовится рабочее место.
  • Собирается весь инструмент, который может понадобиться в процессе – отвертка, мультиметр, паяльник, паечный набор.
  • Разбирается ЭСЛ.
  • Определяется причина поломки – мультиметром в лампочке проверяются нити накаливания. При исправном состоянии нитей проверяется балласт. И наоборот.
  • Устраняется.
  • Производится сборка системы.

Как разобрать

При разборе лампочки колба отсоединяется от цоколя. При этом проявляется аккуратность, так как цоколь легко повреждается. Отверткой отсоединяются детали, зафиксированные защелками (отвертка проникает в щель, и поворотом раздвигает половинки) – продвигается по контуру до полного отсоединения цоколя и колбы.

Открепляются проводки, которые направлены на нити накаливания.

Все работы проводятся очень аккуратно, так как недопустимо оторвать проводку, которая отходит от цоколя.

После раскрытия будет видна плата самого электронного блока – своего рода пусковое устройство, которое есть во всех первоначальных лампах дневного света. Только современные электронные, а в старых – стартер, дроссель.

Поиск и ремонт неисправности

Поломка может заключаться в коротком замыкании либо пробое. Для этого первоначально осматривается электронная плата на элементы видимых повреждений. Осмотр проводится с двух сторон. Повреждения платы – деформирование, черные точки, пробои.

Если найдено повреждение невооруженным глазом, то все равно требуется проверка поверхности всей платы.

Предохранитель

Предохранитель найти легко. Эта система находится в объединении цоколя и платы. Он сверху покрыт изоляционным слоем и находится в состыковке с резистором. Для определения работоспособности предохранителя необходимо воспользоваться мультиметром. Для этого одно щупальце присоединяется к предохранителю, а другое к плате. Так проводится измерение сопротивления.

При исправности сопротивление покажет значение примерно в 10 Ом. При повреждениях – 1 Ом. При неисправности этого элемента он устраняется, новый припаивается.

Колба

Поломка может заключаться в перегорании нити электрода в колбе. Неисправная нить подлежит замене. Если нити нет, то возможна установка резистора с таким же сопротивлением. Для этого он припаивается параллельным способом со спиралью, которая сгорела. Далее требуется проверка работоспособности всей платы (полупроводников).

Транзисторы и резисторы

Чтобы проверить исправность транзистора, для начала он изымается из схемы. Это обязательный момент, поскольку переходы находятся в обмотке. Если выявлена поломка транзистора, то замена производится на идентичный. Не допустима замена на элемент с другими параметрами. При этом корпусная часть может быть различной, это не повлияет на ход ремонта.

При проверке резистора используется также мультиметр. Номинальное значение просматриваем на корпусе устройства. Все элементы должны быть проверены последовательно.

Конденсаторы

Конденсаторы проверяются аналогично прописанным способом. Ремонт предусматривает замену неисправного элемента. Вышедший из строя конденсатор принимает деформированную форму – протечка, вздутие корпуса.

Поломка конденсатора – самая распространенная причина выхода из строя энергосберегающих ламп. Особенно китайского производства.

Ремонт балласта

Если колба исправна, то поломку надо искать в балласте. Он осматривается на предмет сгоревших элементов. Если замечены прогоревшие следы, вздутия, деформация, то требуется замена вышедших из строя элементов. При не восстановлении работоспособности лампы после замены данных компонентов, требуется прозвон всей цепи.

Последовательность поиска неполадок балласта:

  • Замена резистора-предохранителя – частая проблема балласта.
  • Выпаиваются конденсаторы. (После пайки требуется проверка мультиметром – проверяются диоды моста без их предварительного выпаивания).
  • Если проверка предыдущих элементов не нашла неисправностей, то переходит работа на поиск неисправностей в транзисторе. Для этого требуется выпайка элемента.
  • При замене всех частей начинается этап сборки.

Ремонт при перегоревшей нити

При починке перегоревшей нити проводят работу в балласте во внештатном режиме. При подаче сильного напряжения пусковая деталь ломается. При одинаковой подаче напряжения лампа прослужит до 1,5 года. Также срок эксплуатации зависит о качества и вида встроенных схем. Если перегоранию подверглась одна нить, проводится ее шунтирование сопротивлением. Для этого необходима установка резистора с сопротивлением равным сопротивлению уцелевшей нити.

Советуем посмотреть видео-инструкцию:

Сборка энергосберегающей лампы

После восстановления всех деталей ЭСЛ, требуется ее протестировать до сборки. Для этого производится вкручивание в патрон и наблюдается ее загорание. Если мерцание отсутствует, следующее действие – сборка энергосберегающей лампочки.

Если пусковое устройство не подходит для ниши, то производится подгибание конденсаторов сопротивления. При этом необходимо наблюдение за отсутствием замыканий. Далее собирается лампа в обратном направлении. Производится подклейка частей, поврежденных при разборке.

Профилактика

Чтобы уменьшить процент выхода из строя энергосберегающих лампочек, необходимо применять методы профилактики:

  • Исправная вентиляционная система позволяет улучшить отток тепла. При этом сократятся случаи короткого замыкания, которые случаются из-за перегрева лампочек либо схем балласта.
  • Установка стабилизаторов. Они позволяют нормализировать подачу напряжения. Так как при резких перепадах случается пробой пускового устройства. Такое часто бывает и при установке производителями дешевого пускового устройства.
  • Установка между нитями накаливания NTC-термистора. Он поможет урегулировать подачу тока. При этом уменьшается вероятность перегорания нитей.
  • Не следует подвергать лампы механическому воздействию, это приедет к выходу из строя внутренних деталей либо поверхностным трещинам.

Термистор не устанавливается вблизи балласта, так как произойдет перегревание термистора, и он сломается.

В заключение

Отремонтировать энергосберегающую лампу своими руками возможно, но это требует времени, возможно, материалов. Не каждый человек сможет подойти к ремонту ответственно. Но починка дешевле, чем приобретение новой лампочки. Особенно, если из стоя вышло несколько лампочек.

Статья пригодилась? Оставьте комментарий, поделитесь с друзьями в соцсетях.

Энергосберегающие лампы. Принцип работы, устройство и ремонт своими руками

База самоделок для всех!

Энергосберегающие лампы. Принцип работы, устройство и ремонт своими руками

По принципу работы энергосберегающия лампа (ЭСЛ) аналогична светильнику с обычной люминисцентной лампой. Как и светильник сберегающая лампа состоит из пускорегулирующего устройства и люминисцентной лампы (колбы). Основное отличие ЭСЛ от обычной люминисцентной лампы в том, что ЭСЛ имеет встроенное электронное пускорегулирующее устройство.

Колба по форме может быть различной формы (U-образной, спиральной и т.п.). Стенки колбы покрыты изнутри люминофором, а на концах трубки запаяны две спирали. Раскаляясь, спирали обеспечивают эмиссию электронов на их поверхности. Под действием высокого напряжения, приложенного между спиралями, в колбе возникает тлеющий разряд в парах ртути. При этом атомы ртути излучают ультрафиолетовое излучение. Под действием УФ люминофор на стенках колбы излучает видимый свет (люминисценция). Цвет свечения лампы зависит от химического состава люминофора.

Далее будет рассмотрен пример ремонта лампы фирмы Uniel, которая изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Энергосберегающая лампа Uniel (32 Вт).

В большинстве случаев для вскрытия корпуса необходимо аккуратно подковырнуть отверткой или ножом место стыковки двух частей корпуса, при этом стараясь не повредить плату и колбу. После вскрытия следует отмотать оголенные медные провода колбы от штырьков на плате. После чего можно измерить сопротивление спиралей, которое должно быть примерно 8-10 Ом в холодном состоянии. Если одна из спиралей оборвана, следует заменить колбу. Если другой колбы нет, то можно закоротить между собой штырьки на плате, к которым присоединялась данная спираль. Если нарушена герметичность колбы, то ремонту она не подлежит. Если спирали целы, то причина неисправности скорее всего в плате пускорегулирующего устройства. Плату можно взять от другой лампы, а можно попытаться отремонтировать.

Схема 32-Ваттной лампы Uniel ESL-S12-32 срисована с платы и представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема энергосберегающей лампы Uniel

Схема работает по принципу автогенератора. Положительная обратная связь организована трансформатором (на плате он не обозначен) на ферритовом кольце с тремя “цветными” обмотками. Генератор работает на резонансной частоте контура, образованного конденсаторами С4, C5, и индуктивностями резонансного дросселя и трансформатора обратной связи. Ток в этом контуре поддерживает накал спиралей, а напряжение, снимаемое с конденсатора C5 поддерживает тлеющий разряд в лампе.
По такому принципу работает большинство ЭСЛ и схемы их плат похожи между собой. В зависимости от мощности лампы, варьируются номиналы элементов и размеры плат. В лампах меньшей мощности могут отсутствовать некоторые защитные цепочки. На рисунке 3 изображена плата электронного пускорегулирующего устройства ЭСЛ.

Рисунок 3 – Плата энергосберегающей лампы Uniel

На практике наиболее частыми неисправностями являются пробои транзисторов К1/К2. При этом перегорает предохранитель, обрываются резисторы R5/R6, и иногда обрываются резисторы в цепях баз R3/R4. Часто встречаются вздутые электролиты C2, при этом лампа может работать, но с мерцанием и светиться немного тусклее. Если при запуске слышен писк или звон и лампа не горит, дело может быть в обрыве одной из управляющих обмоток трансформатора ОС, либо одного из резисторов в базах. При пробоях ключей возможно, что будет пробит динистор DB3, генерации при этом не будет.

Ремонт платы обычно заключается в следующем:

  • при пробое одного или двух транзисторов, заменить оба на аналогичные;
  • при обрывах резисторов R5/R6, заменить на аналогичные, либо заменить перемычками;
  • в случае обрывов резисторов R3/R4 в базах, заменить на резисторы тех же номиналов;
  • предохранитель заменить на аналогичный;
  • если вздут электролит C2, заменить на аналогичный, рассчитанный на напряжение 400В;
  • если пробит динистор DB3, следует заменить его на соответствующий.

Не смотря на то, что рассмотрена одна лампа, методика ремонта применима к большинству энергосберегающих ламп (если, конечно, они не светодиодные), так как принцип работы у них одинаковый.

На момент написания статьи, все лампы (около 8 шт.) рассмотренного типа после ремонта работают более года без замечаний.

Устройство и схема энергосберегающей лампы

Схема энергосберегающей лампы зависит от конкретной разновидности источника света. В большинстве случаев энергосберегающими называют компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), оснащенные цоколем резьбового типа и характеризующиеся мощностью от 7 Вт и выше.

Читайте также:  Функциональный футляр-шкатулка-удлиннитель для паяльника своими руками

Их популярность по сравнению с линейными изделиями обусловлена компактностью, наличием стандартного цоколя (E27 или E14 для ночников) и отсутствием потребности в ПРА (пускорегулирующий аппарат).

Виды энергосберегающих ламп

Существует несколько критериев, по которым классифицируют энергосберегающие лампы. Самые распространенные из них — цоколь и температура свечения.

Цоколем называется элемент, использующийся для фиксации изделия в осветительном приборе и подаче электроэнергии. Его основные типы — резьбовой и штырьковый.

Наиболее часто в бытовой сфере используют резьбовые цоколи, вкручиваемые в обычные патроны. Они обозначаются буквой E и числовым значением, указывающим на диаметр в миллиметрах. Стандартным считается E27, в то время как E14 применяется в настольных светильниках или бра. И все же резьбовые цоколи чаще устанавливают в ДРЛ и натриевых лампах, предназначенных для уличного освещения.

Штырьковый тип применяют для специфических светильников. Выпускаются с двумя или четырьмя штырьками, а сами разъемы имеют маркировку с буквой G и числовым значением. Актуальны для мощных осветительных приборов.

В зависимости от температуры свечения энергосберегающая лампа излучает свет определенного оттенка (измеряется в Кельвинах):

  1. Теплый свет (желтый) — 2700 К. Оттенок схож со свечением обычных ламп (накаливания).
  2. Естественный белый свет — 4200 К. Лампы дневного света, нейтральный оттенок.
  3. Холодный свет (белый) — 6400 К. Приближен к синему спектру, поэтому характеризуется голубоватым оттенком. Обычно применяется на промышленных объектах в лампах от 65 Вт и выше.

Также энергосберегающие лампы выпускаются разных форм — бывают трубчатыми, спиральными, дугообразными. В первом случае отсутствуют какие-либо защитные элементы.

Принцип работы и устройство энергосберегающей лампы

КЛЛ состоит из стеклянной колбы полого типа, внутренняя часть которой заполнена парами ртути. При подаче электрического тока между электродами образуется дуговой разряд, связанный с пусковым конденсатором. За счет этого формируется ультрафиолетовое излучение, спектр которого невидим для человеческого глаза. Чтобы преобразовать свечение в видимый свет, внутренние стенки покрываются люминофором, гарантирующим яркое свечение. Если сравнить с лампой накаливания одинакового энергопотребления, то световая отдача будет существенно выше. Стоимость прибора зависит от того, из чего состоит люминофор.

Недостатком энергосберегающих ламп является тот факт, что их нельзя напрямую подключать к сети питания на 220 В. Находящиеся в них в выключенном состоянии пары ртути имеют высокое сопротивление, поэтому для формирования разряда нужен импульс с большим напряжением. После образования разряда сопротивление становится отрицательным. Если в схеме нет защитных элементов, то это приведет к короткому замыканию. В трубчатых приборах применяют электромагнитный балласт, устанавливаемый непосредственно в светильник.

Составляющие схемы

Помимо стандартных конструктивных элементов, таких как колба и цоколь, под корпусом спрятана электронная схема (ЭПРА — пускорегулирующий аппарат). Она есть далеко не в каждой «экономке» (к примеру, в КЛЛ отсутствует). Сегодня ПРА остается самым надежным изделием для работы люминесцентных ламп, от качества которого и зависит срок службы.

Электронная схема состоит из следующих компонентов:

  • пусковой конденсатор — формирует мощный импульс, необходимый для запуска лампы;
  • фильтры — нужны для устранения радиочастотных помех и электромагнитного излучения, которые попадают в схему вместе с током (снижают мерцание);
  • емкостный фильтр — дополнительный элемент, сглаживающий оставшиеся пульсации;
  • дроссель для ограничения тока — для защиты схемы от высокого тока (поддерживает силу тока на заданном уровне);
  • биполярные транзисторы;
  • драйвер — для ограничения тока;
  • предохранитель — препятствует выходу лампы из строя, исключает воспламенение схемы при скачках напряжения.

Как происходит зажигание

Падающее на динистор напряжение приводит к формированию импульса, поступающего на транзистор и приводящего к открытию элемента. Как только запуск будет выполнен, цепь блокируется диодным мостом. В момент открытия транзистора происходит зарядка конденсатора, предотвращающего повторное открытие динистора.

Транзистор оказывает действие на трансформатор из ферритового кольца с тремя обмотками в несколько рядов. Через резонансный контур и конденсатор подается напряжение на нити.

Как только появляется свечение в трубке, оно характеризуется резонансной частотой, определяемой емкостным конденсатором. При зажигании напряжение достигает 600 В (в момент запуска значение в 4–5 раз выше среднего), поэтому необходимо следить за целостностью и герметичностью колбы. Если это игнорировать, то транзисторы будут повреждены.

Когда газ в колбе полностью ионизируется, происходит шунтирование конденсатора с наибольшей емкостью. Снижается частота, управление переходит ко второму конденсатору. Уменьшается напряжение до значения, достаточного для поддержания свечения лампы. Катод и анод меняются местами, что гарантирует бесперебойное функционирование электронной схемы и при необходимости упрощает ремонт.

Как производится ремонт

Чтобы найти причину неисправности, следует разобрать лампу на составные части. Отсоедините верхнюю и нижнюю части и отключите колбу. Используя омметр, проверьте спирали накала на самой колбе. В случае перегорания одной из них выполните ремонт колбы. Для замыкания спирали воспользуйтесь резистором на 10 Ом с высокой мощностью. Кроме того, удалите шунтирующий данную спираль диод (если таковой имеется в схеме).

В случае перегорания резистора в лампах мощностью свыше 30 Вт (включительно) велика вероятность выхода из строя транзисторов, что связано с пробоем конденсатора. Для исправления ситуации монтируется новый резистор, выполняющий функцию предохранителя, а также заменяются транзисторы.

Также возможна модернизация. Просверлите в цоколе отверстия, необходимые для вентиляции. Некоторые модели энергосберегающих ламп выпускаются уже с ними, но попадаются недобросовестные производители, не думающие об охлаждении.

Важно! Ни в коем случае не применяйте лампы с просверленным цоколем в помещениях с высоким уровнем влажности. Это может привести к выходу из строя конденсатора или всего прибора.

Заключение

Перед выполнением ремонтных работ хорошо подумайте: разбирать люминесцентную лампу можно лишь в том случае, если вы обладаете необходимыми знаниями и опытом работы.

Категорически запрещается выполнять ремонт энергосберегающих ламп с поврежденными колбами, ведь внутри трубки содержится ртуть или другие опасные элементы, а при разгерметизации изделие становится крайне небезопасным для здоровья человека.

Схемы практически одинаковы, независимо от производителя. Различия могут касаться диодов, шунтирующих спиралей, но если известны принципы конструкции одного изделия, то вы без проблем разберетесь с остальными.

Ремонт энергосберегающих ламп своими руками

Здравствуйте! Сейчас в быту энергосберегающие лампы стали приобретать все большую популярность среди простых ламп накаливания. Все это конечно вызвано в первую очередь экономическими причинами.

Никто не хочет платить за электроэнергию лишние деньги. А энергосберегающая лампа позволяет получить гораздо больший световой поток за ту же единицу потребленной электрической энергии, что и лампа накаливания, но при меньшей потребляемой мощности.

Устройство энергосберегающей лампы

Энергосберегающая лампа состоит из двух основных частей: газоразрядной колбы и пускорегулирующего устройства.
Газоразрядная колба выполняется различной формы(U-образной, спиральной). Изнутри колба покрыта люминофором, в концы колбы впаяны две спирали.
Пускорегулирующее устройство выполнено на полупроводниковых элементах и представляет собой импульсный преобразователь напряжения переменного напряжения 220 вольт в переменное напряжение порядка 400 вольт.

Схема энергосберегающей лампы приведена на рисунке ниже

Принцип работы энергосберегающей лампы

Как выше говорилось энергосберегающая эконом лампа имеет колбу с впаянными с двух концов спиралей. Они покрываются специальным оксидным слоем. Этот слой нужен для создания термоэлектродной эмиссии.

При подаче питающего напряжения на спирали они за счет протекающего через них тока начинают разогреваться. При нагреве спиралей до определенной температуры они начинают испускать электроны. Этот процесс называют термоэлектродной эмиссией. Колба эконом лампы заполнена парами ртути. Электроны сталкиваясь с атомами ртути приводят к образованию невидимого ультрафиолетового излучения. Воздействую на люминофор ультрафиолетовое излучение вызывает его яркое свечение уже видимого спектра для глаза человека и мы видим яркое свечение колбы энергосберегающей лампы.

Как говорилось выше для питания лампы используется переменное напряжение. Почему не постоянное? Это делается для того, чтобы увеличить срок службы лампы. При питании лампы постоянным напряжением происходит следующее. В колбе электроны будут двигаться от одной спирали до другой, так как один электрод будет являться катодом, а другой анодом. Анод постоянно будет бомбардироваться потоком электронов и будет сильно нагреваться. При этом оксидный слой, нанесенный на спираль будет неминуемо разрушен.

Оксидный слой на спирали значительно уменьшает сопротивление электрода, а при его разрушении сопротивление его будет в несколько раз больше. Это в свою очередь приведет к уменьшению количества испускаемых электронов и уменьшение светового потока лампы. также это приведет и выходу из строя электронного балласта.

Поэтому использование переменного напряжения значительно увеличивает срок службы электродов лампы.
Энергосберегающая лампа при разрушении электродов начинает запускаться с мерцанием электродов, световой поток увеличивается и через некоторое время она сгорает. Вот такой финал любой энергосберегающей лампы.

Ремонт энергосберегающей лампы

Ремонт энергосберегающей лампы выполняется при наличии запасных частей или сгоревших доноров, из которых мы можем извлечь исправные элементы.

От вас требуется только внимательное прочтение данного материала и применение полученной информации на практике. Еще вы сможете применить внутренности энергосберегающей лампы в еще некоторых самоделках.

Неисправности энергосберегающих ламп делятся на две категории:
1. Сгорает электронный балласт
2. Перегорают спирали накала(чаще всего одна)

Перед началом ремонта нужно выяснить причину неисправности лампы. Для этого нам нужно разобрать корпус эконом лампочки. На фото ниже показаны места, где нужно подковырнуть отверткой.


Лампа будет после выглядеть так.


Отсоедините четыре провода на плате, идущих от колбы, как показано на фото.

Откусите два питающих провода, которые идут на цоколь лампы.

При помощи цифровых клещей прозвоним спирали колбы энергосберегающей лампы.

Если хотя бы одна спираль накала перегорела, то колбу можно выбросить. Ничего сделать с нее уже не получится. Схема запуска лампы должна быть исправна.

Если спирали на колбе целые, то оnкладываем колбу в сторону в ожидании лампы донора с неисправной колбой.

Электрическую схему внимательно осмотрите, обратите внимание на состояние элементов. Нет ли где сгоревших или подгоревших деталей. Часто из строя выходит выходной транзистор преобразователя, диодный мост, электролитический конденсатор. Приобретите в магазине радиодеталей новые детали взамен сгоревших. Если маркировка не просматривается, разберите при наличии рабочую лампу и запишите их маркировку.

Основные причины быстрого выхода из строя энергосберегающих ламп

Прежде всего это в первую очередь некачественная сборка лампы, применение производителем лампы некачественных радиодеталей, а также отсутствие некоторых деталей на печатной плате.

Второй фактор- это систематический перегрев компонентов лампы в результате плохого охлаждения.

Срок службы энергосберегающей лампы

Срок службы зависит от качества лампы, от частоты включения и отключения. Некоторые производители заявляют срок службы до 7000 часов. На практике это время гораздо ниже. В основном в течении полугода лампы среднего качества перегорают.

Как увеличить срок службы энергосберегающей лампы

Чтобы увеличить срок службы энергосберегающей лампы, предлагается произвести некоторую доработку лампы. Она заключается в установке последовательно со спиралью накала колбы NTC-термистора и проделывании вентиляционных отверстий в пластмассовом корпусе цоколя лампы.

Термистор обеспечивает ограничение пускового тока лампы и позволяет избежать перегорания нити накала.

Отверстия в цоколе улучшают температурный режим работы электронной схемы за счет поступающего воздуха.

Модернизация энергосберегающей лампы

Для вскрытия лампы отпаяйте провод на цоколе, как показано на фото ниже

Отогните край цоколя в месте прижатия провода

Разделите корпус лампы на две части. Внутри будет находится плата электронного балласта.

Нам понадобится NTC-термистор сопротивлением от 20 до 40 Ом.

Читайте также:  Доработка (апгрейд) акустической системы Радиотехника S30

Это сопротивление холодного терморезистора. При нагреве его сопротивление сильно уменьшается и он не влияет на работу лампы.

Термистор включается в разрыв нитей накала.

При работе он нагревается, поэтому не устанавливайте его вблизи балласта.

Перед сборкой корпуса проделайте в нем по кругу вентиляционные отверстия.

Они улучшат температурный режим работы элементов балласта и колбы лампы.Но не стоит эксплуатировать данную лампу в местах повышенной влажности. На этом у меня все. Удачного вам ремонта!

Ремонт энергосберегающих ламп своими руками.

25 Фев 2013г | Раздел: Ремонтируем сами

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В этой статье хочу поделиться с Вами, как отремонтировать энергосберегающую лампу своими руками не зная принципиальной схемы устройства.
Идея с ремонтом возникла тогда, когда вышла из строя одна из ламп, проработавшая около месяца.

Хотя если верить производителю, то срок службы у энергосберегающих ламп просто огромен. Купил себе лампу, отдал деньги и радуйся. Она тебе и светит и электроэнергию экономит!

А так как энергосберегающие лампы стоят не дешево, и один раз в месяц покупать лампу за 5 – 8 зеленых, мне показалось расточительно. Какая тут может быть экономия? Даже получается дороже.

Как обычно полез в интернет, а там оказывается, что «наши» люди такие лампы уже ремонтируют давно. Причем успешно. Вот и сам решил попробовать.

1. Разбираем энергосберегающую лампу.

У лампы, которую начал разбирать, надломил нижнюю часть патрона, поэтому будьте осторожны, если будете половинить любую энергосберегающую лампу. Но это не беда – устраняется.

Когда лампа уже будет отремонтированна и собрана, прикладываем оторванную часть на место, и паяльником пропаиваем трещены. Можно приклеить — кому как удобно.

Половинить энергосберегающую лампу лучше всего рабочей частью отвертки. Внутри патрона есть специальные защелки, которые надо будет отщелкнуть. Если Вы когда-нибудь разбирали пульт дистанционного управления или сотовый телефон, то это похожая процедура.

Только здесь делаете так: вставляете рабочую часть отвертки между двух половинок, и крутите отвертку вправо или влево. Когда щель увеличится, в нее можно вставить еще одну отвертку, а первой немного отступаете, вставляете в щель и опять проворачиваете. Здесь самое главное, как в пульте дистанционного управления — отщелкнуть первую защелку.

Когда у Вас в руках окажутся две половинки, раздвигайте их осторожно. Здесь не надо торопиться, можно оторвать провода.

Перед Вами окажется плата электронного блока, которая одной частью связана с цоколем, а другой — с колбой лампы. Сама плата электронного блока – это обыкновенное пускорегулирующее устройство, которое обычно установлено в старых светильниках дневного света. Только здесь электроника, а там дроссель и стартер.

2. Определяем степень повреждения лампы.

Первым делом осматриваем плату с обеих сторон и визуально определяем, какие из деталей явно повреждены и подлежат замене.

Со стороны радиокомпонентов видимых нарушений не было, а вот со стороны дорожек, где расположены SMD компоненты, видны два резистора R1 и R4, которые однозначно надо менять.

Здесь еще с правой стороны резистора R1 отгорел кусочек дорожки. Это может говорить о том, что в момент включения лампы или во время ее работы, вышел из строя элемент схемы, от чего произошло замыкание в схеме.

Первый осмотр не очень обнадежил. Если горят резисторы и дорожки, то это говорит о том, что схема работала в тяжелом режиме, и заменой только этих резисторов мы не отделаемся.

3. Определяем неисправные элементы на плате пускорегулирующего устройства.

Предохранитель.

В первую очередь проверяем предохранитель. Найти его легко. Одним концом он припаян к центральному контакту цоколя лампы, а вторым к плате. На него надета трубка из изоляционного материала. Обычно при такой неисправности предохранители не выживают.

Но как оказалось, это не предохранитель, а пол ваттный резистор сопротивлением около 10 Ом, причем был сгоревшим (в обрыве).

Определяется исправность резистора легко.
Мультиметр переводите в режим измерения сопротивления на предел «прозвонка» или «200» и производите замер. Если резистор-предохранитель целый, то прибор покажет сопротивление около 10 Ом, ну а если покажет бесконечность (единицу), значит, он в обрыве. Как измерить сопротивление можно прочитать здесь.

Здесь один щуп мультиметра ставите к центральному контакту цоколя, а второй к месту на плате, куда припаян вывод резистора-предохранителя.

Еще один момент. Если резистор-предохранитель окажется сгоревшим, то когда будете его выкусывать, старайтесь откусить ближе к корпусу резистора, как показано на правой части верхнего рисунка. Потом к выводу, оставшемуся в цоколе, будем припаивать новый резистор.

Колба (лампа).

Далее проверяем сопротивление нитей накала колбы. Желательно выпаять по одному выводу с каждой стороны. Сопротивление нитей должно быть одинаковым, а если разное, значит, одна из них сгорела. Что не очень хорошо.

В таких случаях специалисты советуют параллельно сгоревшей спирали припаять резистор таким же сопротивлением, как у второй спирали. Но в моем случае обе спирали оказались целыми, а их сопротивление составило 11 Ом.

Следующим этапом проверяем на исправность все полупроводники – это транзисторы, диоды и стабилитрон. Если Вы не знаете, как проверить транзистор или диод, то прочитайте статью, как проверить транзистор мультиметром.

Как правило, полупроводники не любят работу с перегрузкой и коротких замыканий, поэтому их проверяем тщательно.

Диоды и стабилитрон.

Диоды и стабилитрон выпаивать не надо, они и так прекрасно прозваниваются прямо на плате.
Прямое сопротивление p-n перехода диодов будет находиться в пределах 750 Ом, а обратное должно составлять бесконечность. У меня все диоды оказались целыми, что немного обрадовало.

Стабилитрон двуханодный, поэтому в обоих направлениях должен показать сопротивление равное бесконечности (единица).

Если у Вас некоторые диоды оказались неисправные, то их надо приобрести в магазине радиокомпонентов. Здесь используются 1N4007. А вот номинал стабилитрона определить не смог, но думаю, что можно ставить любой с подходящим напряжением стабилизации.

Транзисторы.

Транзисторы, а их два — придется выпаять, так как их p-n переходы база-эмиттер зашунтированы низкоомной обмоткой трансформатора.

Один транзистор звонился и вправо и влево, а вот второй был якобы целым, но вот между коллектором и эмиттером, в одном направлении, показал сопротивление около 745 Ом. Но я значение этому не придал, и посчитал его неисправным, так как с транзисторами типа 13003 дело имел в первый раз.

Транзисторы такого типа, в корпусе ТО-92, найти не смог, пришлось купить размером больше, в корпусе ТО-126.

Резисторы и конденсаторы.

Их тоже надо все проверить на исправность. А вдруг.

У меня еще оставался один SMD резистор, номинал которого небыло видно, тем более, что принципиальную схему этого пускорегулирующего устройства я не знал. Но была еще одна такая же рабочая энергосберегающая лампа, и она пришла мне на выручку. На ней видно, что номинал резистора R6 составляет 1,5 Ома.

Чтобы окончательно убедиться в том, что все возможные неисправности были найдены, я прозвонил все элементы на рабочей плате и сравнил их сопротивления на неисправной. Причем выпаивать ничего не стал.

В итоге, по цене вышло совсем не дорого:

1. Транзисторы 13003 – 2 шт. по 10 рублей каждый (в корпусе ТО-126 — взял 10 штук);
2. SMD резисторы — 1,5 Ома и 510 кОм по 1 рублю каждый (взял по 10 штук);
3. Резистор 10 Ом – 3 рубля за штуку (взял 10 штук);
4. Диоды 1N4007 – 5 рублей за штуку (взял 10 штук на всякий случай);
5. Термоусадка – 15 рублей.

4. Сборка.

Здесь меня ожидал сюрприз. Но об этом по порядку.

В первую очередь выпаиваем сгоревшие, а затем впаиваем новые SMD резисторы. Здесь, что-либо советовать трудно, потому что сам толком не научился их выпаивать.

Делаю так: паяльником прогреваю обе стороны одновременно, при этом пытаюсь сдвинуть резистор с места отверткой или жалом паяльника. Если есть возможность, то грею с боковой части резистора и выдавливаю жалом, а если нет, тогда грею верхнюю часть и двигаю отверткой. Только делать это надо аккуратно и быстро, чтобы не отклеились проводники от платы.

На фотографии видно, что резистор прогревается с боку.

Впаивать SMD резисторы намного легче!
Если на контактных площадках остался припой, и он мешает установке резистора, значит, его убираем.

Делается это просто: держите плату под наклоном дорожками вниз, и к контактной площадке подносите угол кончика жала. С жала предварительно тоже снимаете лишний припой.

Когда площадка прогреется, будет видно, как припой перетекает на паяльник. Опять же, делать это надо быстро и аккуратно.

На место ставите резистор, выравниваете его и прижимаете отверткой, и теперь по очереди припаиваете каждую сторону.

Теперь выпаиваем неисправные и впаиваем новые транзисторы. В нужном корпусе транзисторов не нашел, а эти немного великоваты, но цоколевка выводов соответствует. Что уже не плохо.
Здесь откусываем выводы, приблизительно, как на картинке ниже.

Выпаиваете неисправный, и так же впаиваете новый. Один транзистор будет стоять к Вам «передом», а второй «задом». На картинке ниже транзистор стоит «задом».

И последним этапом припаиваем предохранитель-резистор.
Откусываете вывод длиной, как на неисправном. Подпаиваетесь к выводу торчащему из цоколя, одеваете термоусадку, и только после этого, свободный вывод резистора припаиваем к плате на место.

Все готово. Но пока полностью лампу не собираем. Надо убедиться в ее работоспособности.

Еще раз внимательно осматриваем места, где производилась пайка и правильно ли установлены элементы схемы. Здесь нельзя ошибаться. Иначе весь процесс ремонта придется начать сначала.

Подаем питание на лампу. И вот тут у меня произошел хлопок. Рванул транзистор, причем с той же стороны, где неисправный прозванивался и вправо и влево. Ошибок в монтаже не могло быть – проверил несколько раз.

После хлопка потерял транзистор и резистор R6 номиналом 15 Ом. Все остальное было целое.

Опять разбираю рабочую лампу, и сравниваю сопротивление всех элементов. Все в норме. И тут вспомнил про транзистор, который был на половину исправный.

Когда такой транзистор выпаял с рабочей лампы и прозвонил, то оказалось, что между коллектором и эмиттером он так же показывает наличие сопротивления около 745 Ом в одну сторону. Тут стало ясно, что это не простой транзистор. Полез гуглить в интернет.

И тут на одном китайском сайте (ссылка удалена, так как сайт больше не работает) нахожу интересный материал про транзисторы серии 13003. Оказывается, они бывают простые, составные, с диодом внутри, и различаются только по последним 2 – 3 буквам, нанесенным на корпусе. В данном пускорегулирующем устройстве стояли составные транзисторы с диодом внутри.

Как оказалось, «неисправный» транзистор, у которого прозванивались коллектор и эмиттер в одну сторону, был «живой». И когда Вам придется менять транзисторы, вначале определите по последним буквам какой он – простой или составной.

Впаиваю новый транзистор, и между коллектором и эмиттером ставлю диод согласно приведенной схеме выше: катодом к коллектору, а анодом к эмиттеру.
Вместо резистора SMD ставлю обыкновенный на 15 Ом, так как с таким номиналом эсэмдэшного у меня небыло.

Опять подаю питание. Как видите — лампа горыть.

Вот и все.
Теперь, когда будете ремонтировать энергосберегающие лампы, надеюсь, Вам пригодится мой опыт.
Удачи!

Ссылка на основную публикацию