Как устроена и работает энергосберегающая лампа?

Основные эксплуатационные характеристики

При выборе энергосберегающих люминесцентных ламп большое влияние на сферу их дальнейшего применения оказывает следующие набор характеристик:

  1. Мощность. Варьируется в пределах от 7 до 100 Вт и свыше. Для бытовых условий достаточно моделей до 20 ватт (что сопоставимо по яркости с лампой накала в 5 раз сильнее!).
  2. Модификация цоколя. Выбирается, исходя из особенностей светильника.
  3. Геометрия колбы. Учитывается по параметрам прибора освещения и соответствия внешним условиям использования.
  4. Температура излучения. Зависит от назначения освещаемых предметов.
  5. Срок эксплуатации. Изменяется от 5 до 12 тыс. часов.

Ремонт балласта

Прежде всего балласт нужно осмотреть на предмет наличия перегоревших компонентов. На проблемы указывают вздутые емкости, деформированные транзисторные корпуса, следы гари. Когда замена указанных элементов не приводит к восстановлению работоспособности лампы, понадобится проверка всей цепи.

На рис. 3 показана типовая схема пускорегулирующего устройства. Она применяется, с незначительными изменениями, во всех балластах.

Условные обозначения на схеме расшифрованы на следующем рисунке.

Катушка L1 и емкость C1 выполняют роль фильтра помех. В некачественных китайских изделиях вместо катушки установлена перемычка.

Катушка L2 оснащается определенным количеством витков – от 250 до 350. Они наматываются проводом диаметром 0,2 миллиметра на ферритовый сердечник. Деталь выполнена в виде буквы Ш и внешне похожа на маленький трансформатор.

Трансформатор T1 имеет от 3 до 9 витков. Чаще всего применяется провод диаметром 0,3 миллиметра. Магнитопроводником выступает ферритовое кольцо.

Предохранителя FY1-0.5 A обычно нет в комплектации китайских изделий. В качестве предохранителя в таких случаях выступает низкоомное сопротивление (R1). Эта деталь сгорает чаще всего. Замена ее редко позволяет восстановить работоспособность лампы, так как перегорание предохранителя – следствие, а не причина проблемы.

Поиск неисправностей в балласте

Последовательность действий следующая:

Меняем резистор-предохранитель. Проблемы с балластом практически всегда связаны с перегоранием резистора.
Ищем неисправности. Чаще всего из строя выходят емкости, поэтому поиск начинаем с них. Используя паяльник, выпаиваем конденсаторы C3-C5. Далее тестируем их мультиметром. Если отмечается незначительное свечение колбы в районе нитей накала, – почти наверняка нужна замена емкости C5. Она относится к колебательному контуру, который участвует в создании высоковольтного импульса, вызывающего разряд. При выгоревшей емкости лампа не сможет войти в рабочий режим, хотя на спирали и будет электропитание, проявляющееся свечением.
Если с емкостями проблемы не обнаружены, проверяем диоды, имеющиеся в мосте. Тестирование осуществляем без выпаивания диодов с платы. Если хотя бы один из диодов неисправен, высока вероятность пробития емкости C2. Обнаружен вздутый C2 – это почти наверняка перегорел один или сразу несколько мостовых диодов.
Предположим, что описанные выше элементы сохраняют работоспособность, тогда проверяем транзисторы. В данном случае не обойтись без выпаивания, так как обвязка не позволит получить точные результаты при замерах.
Когда найден источник проблемы, проверяем функционирование источника света, запитав цоколь

Выполняем эту операцию осторожно, так как на плату поступает опасное для жизни напряжение.
Как только лампа заработала, отключаем электропитание и начинаем сборочный процесс.

Импульсный блок питания и его особенности

В импульсный блок питания (ИБП) преобразование электрической энергии происходит по следующей схеме:

  1. Выпрямитель входной (диодный мост + конденсатор) преобразует входной ток из переменного в постоянный.
  2. Инвертор преобразует поступающий с входного выпрямителя постоянный ток снова в переменный, но уже с частотой выше 10 кГц, то есть исходная частота тока (50 Гц) повышается более, чем в 200 раз.
  3. Переменный высокочастотный ток поступает на импульсный трансформатор, который понижает или повышает напряжение.
  4. Выходной выпрямитель превращает переменный ток с требуемыми параметрами, но высокой частотой, в постоянный.

Главная особенность этого способа преобразования электроэнергии состоит в существенном увеличении частоты переменного тока, поступающего на трансформатор. Переделка энергосберегайки позволяет сделать его значительно компактным, чем он был бы при частоте в 50 Гц. Но малые размеры – это не единственное преимущество импульсных блоков перед линейными.


ИБП на IR2153/2155

Работа инвертора, преобразующего постоянный ток высокочастотный переменный, основана на применении MOSFET-транзисторов, для которых характерна высокая скорость переключения. Быстродействующими должны быть и диоды, устанавливаемые в мосту выходного выпрямителя.

Обычные диоды с током, имеющим частоту выше 10 кГц, работать не смогут. Широко используются диоды Шоттки, которые, в отличие от кремниевых диодов, теряют очень малую долю энергии, работая на высокой частоте.

При низком выходном напряжении роль выпрямителя может играть транзистор. Еще вариант – замена трансформатора дросселем. Подобные схемы встречаются в самых простых преобразователях.

Рекомендуем Вам также более подробно ознакомиться со схемой диммера.

Основные типы ламп

Накаливания

Электрическая лампа накаливания — это преобразователь электроэнергии в световую энергию за счёт накаливания тугоплавкого проводника электротоком. Изобретена русским учёным Александром Лодыгиным в 1872 году. В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон разработал лампу накаливания для массового производства. В качестве тугоплавкого проводника в разное время использовались угольная нить, осмий, тантал. Вольфрамовая нить используется с 1909 года. Достоинство — экономичность. Недостатки — сильный нагрев, относительно короткий срок службы, большое энергопотребление. КПД лампы накаливания 3—5 %. Программы постепенного отказа от использования ламп накаливания с 2008 года разрабатываются и осуществляются в Евросоюзе, США, России.

Люминесцентная

Люминесцентная лампа — это прибор, в котором от тлеющего газового разряда возникает свечение люминофоров, нанесённых сплошным слоем на стекло лампы. Разработана в конце 1930-х годов в Москве под руководством Сергея Вавилова, производство начато в 1948 году, массовое использование — в 1954 году. Наиболее распространены ртутные, ксеноновые и натриевые люминесцентные лампы. Для возникновения разряда достаточно силы электротока в десятые доли ампера, после чего разряд внутри лампы постепенно усиливается и возбуждает свечение люминофорного слоя. В жилых помещениях используют лампы тёпло-белого света, во вспомогательных дополнительно нейтрально-белого и дневного света.

Энергосберегающей принято называть компактную люминесцентную лампу (КЛЛ), предназначенную для установки в стандартный патрон лампы накаливания. Изобретена в 1980-х годах (патентная заявка была подана в 1984 году в ФРГ) с целью более широкого и комфортного использования в жилых помещениях. Одно из достоинств — минимальный нагрев колбы.

Светодиодная

Светодиодная лампа (LED-лампа) — это полупроводниковый преобразователь электроэнергии в световое излучение, колебательные и волновые процессы которого несогласованны (некогерентны). Достоинства — устойчивая работа в диапазоне температур −40°С…+70 °C, экономичность, минимальный нагрев колбы.

Светодиодные лампы наиболее экологичны — они не содержат ртути и других вредных элементов, не требуют значительных затрат при утилизации, в момент включения не перегружают электросеть и устойчивы к перепадам напряжения. Учёные работают над сохранением оптических и электрических свойств светодиодов под воздействием ультразвукового излучения, однако на данный момент светодиодные лампы нельзя считать равноправными соперниками другим светильникам в сфере бытового освещения.

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.

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.

Основные эксплуатационные характеристики

При выбореэнергосберегающих люминесцентных ламп большое влияние на сферу их дальнейшегоприменения оказывает следующие набор характеристик:

  • Мощность. Варьируется в пределах от 7 до 100 Вт и свыше. Для бытовых условий достаточно моделей до 20 ватт (что сопоставимо по яркости с лампой накала в 5 раз сильнее!).
  • Модификация цоколя. Выбирается, исходя из особенностей светильника.
  • Геометрия колбы. Учитывается по параметрам прибора освещения и соответствия внешним условиям использования.
  • Температура излучения. Зависит от назначения освещаемых предметов.
  • Срок эксплуатации. Изменяется от 5 до 12 тыс. часов.

Это интересно: Как пользоваться ингалятором: пошаговая инструкция

Выбираем энергосберегающую лампу

Правильно подобрав устройство для освещения своего помещения, вы будете полностью довольны своим выбором и он будет подходить ко всем пожеланиям и требованиям для того места, куда вы установите лампочку.

На какие показатели следует обратить своё внимание в обязательном порядке:

  • Первым что следует отметить, это место установки. Не в каждом помещении такие лампочки смогут функционировать нормально. Тоже относится и к светильнику, если устанавливать в ванной, необходимо подбирать влагозащищённый светильник.
  • Потребность в мощности светового потока. В зависимости от ваших личных пожеланий и необходимости создать определённый уровень света следует выбирать и мощность лампочки. Например, для рабочей зоны следует выбирать более мощные приборы для обеспечения необходимого показателя светового потока. В спальню или настольную лампу для чтения, вполне достаточно маломощного устройства. Если же вы хотите полностью осветить свой двор, тогда покупайте люминесцентную лампу большой мощности.
  • Тип патрона, в который лампочка будет установлена. Следует подбирать такую лампочку, чтобы она была оснащена цоколем е27 или е40, именно эти два варианта наиболее распространены в домашних светильниках. Патрон е27 и е40 совместим с цоколем е27 и е40 соответственно.
  • Подбирая устройство для подсветки домашнего рассадника или аквариума, следует выбирать лампу именно для таких целей. Также существуют разновидности для домашнего и уличного использования. Они обладают разной степенью защиты от пыли и влаги.

Какой производитель лучше

Не стоит отсеивать сразу всех дешёвых производителей и останавливаться только на дорогих брендах. Как правило, доля брака присутствует абсолютно у всех. И попадётесь ли вы, в этот неприятный процент заплатив солидные деньги или же мизерную сумму, совершенно неизвестно и непредсказуемо.

Менее популярные и бюджетные бренды, используют в своих устройствах дешёвые материалы. Именно это обусловлено и низкой ценой. Но не факт что все они выпускают некачественную продукцию. Как часто случается, такие устройства работают не хуже дорогих аналогов, но срок службы у них может быть ниже.

Подведём итог

Люминесцентные лампы обладают хорошими техническими характеристиками и эксплуатационными показателями. Имеют достойную мощность, которая в сравнении с лампой накаливания может быть меньше до пяти раз, при сохранении того же светового потока. Качество света и срок эксплуатации также довольно хороши.

Энергосберегающие лампочки оснащены цоколем е27 и е40 что отлично подходит ко всем бытовым светильникам. Подбирая устройство, следует следовать нашим указаниям, для того чтобы осуществить качественный выбор, который окупит затраченные средства.

Схема энергосберегающей лампы

Схема включает:

  • пусковой конденсатор, подающий импульс;
  • комплект фильтров для сглаживания пульсаций и устранения помех;
  • дроссель для защиты схемы от перепадов тока;
  • транзисторы;
  • драйвер для ограничения тока;
  • предохранитель, исключающий воспламенение схемы при скачках напряжения в сети.


Схема ЭСЛ

В задающем модуле формируется импульс тока, поступает на транзистор и открывает его. Конденсатор заряжается. Скорость зарядки зависит от компонентов схемы.

С транзисторного ключа импульсы передаются на понижающий трансформатор, затем импульсное напряжение через резонансный контур поступает на электроды.

После пробоя электродов шунтирующий конденсатор резко снижает резонанс и переводит прибор в рабочий режим с равномерным стабильным свечением.

Обзор цен

Каждый вид, модель ЭСЛ стоит по-разному. Некоторые примеры:

  • ASD Е27 11Вт 3000К. Цоколь диаметром 27 мм, температура 3000К, почти как лампочка накаливания. Форма грушевидная ибо обычной лампочки. Работает до 30000 часов. Мощность – 100 Вт. Цена 50 рублей.
  • Gauss Е27 15Вт 4100К. Форма стандартная. Оттенок белый, дневной. Соответствует 120Вт лампы накаливания. Цена 150 рублей.
  • Xiaomi Е27 9Вт 6500К. Холодный белый оттенок. Наработанные часы – 96360. Доступно управление со смартфона. Цена 1400 рублей.
  • Экономка Е27 20Вт 4000К. Форма спираль. Оттенок света белый, дневной. Цена 114 рублей.
  • Camelion Е27 26Вт. Форма спираль. Время работы 5000 часов. Цена 400 рублей.
  • Светозар Е27 15Вт 2700К. Срок службы 8000 часов. Цена 100 рублей.

26.10.2020

Область применения

По типу цоколя люминесцентные лампы маркируются так:

  • G53. Производят в герметичном корпусе и предназначены для помещений с высокой влажностью. Часто монтируются в гипсокартонные или натяжные потолки;
  • 2D. Применяют при декорировании, для встроенного освещения в душевых кабинках;
  • G24. Предназначены для установки в бытовые светильники и на промышленных объектах;
  • 2G7 и G23. Устанавливают в настенные светильники со специальными отверстиями.

Разновидности цоколей.

Лампы с цоколем Е14, Е40, Е27 можно вкручивать в патроны, заменяя ЛН. Они крупные и подходят не ко всем светильникам. Достоинство, отличающее их от остальных лампочек – более качественная цветопередача.

Встречаются:

  • с цветными люминофорами. Применяются для художественной подсветки, рекламных вывесок, ситилайтов и надписей;
  • с ультрафиолетовым излучением. Подходят для освещения темных зон, дезинфекции в больницах, для развлекательных мероприятий;
  • с розовым люминофором. Активно применяют в мясной промышленности, чтобы придать мясу на витрине товарный вид.

Светодиодные лампы часто используют для бытового, индустриального и уличного освещения. Изделия излучают свет в одном направлении, что делает их незаменимыми при создании направленного потока. Их приобретают для картинных галерей и музеев, так как они не излучают ультрафиолет.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий