Схема энергосберегающей лампы на 220В разной мощности: устройство и особенности

Особенности схем энергосберегающих ламп

Современные производители предлагают энергоэффективные лампы разных размеров, мощностей, оснащенных различными цоколями. Также осветительные приборы имеют разное строение, от чего отличаются их схемы. В зависимости от компании-производителя, можно выбрать изделия с более сложными механизмами, которые будут иметь качественные элементы электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА).

Содержание статьи

Особенности схем

На рынке есть недорогие модели, однако в них часто не хватает важных компонентов, влияющих на срок эксплуатации изделий. Самыми популярными в России являются такие изготовители:

  • Navigator (отечественный производитель);
  • MAXUS (международная британско-английская корпорация);
  • DeLux (китайский производитель);
  • Camelion (зонтичный бренд, зарожденный в Гонконге и удачно интегрированный в наши дни в Европе, Азии и Америке).

Схема энергосберегающей лампы – это ее, так называемое, сердце, при помощи которого функционирует весь осветительный прибор. В состав электронной платы могут входить детали различного качества и величины, в зависимости от добросовестности производителя. Стоит отметить, что приборы высокой мощности, эквивалентные лампам накаливания на 105 и выше ватт, не могут иметь мелких элементов, так как для обеспечения нормальной работы электросхема должна быть оснащена массивными деталями.

Если сравнивать лампочки «Максус» и «Навигатор», можно убедиться, что их комплектующие будут разными. Это значит, что компании сотрудничают с различными производителями электродеталей или используют разные подходы к самостоятельному созданию этих элементов.

В целом же, все схемы ламп на 20, 30, 60 W и выше будут очень похожими между собой, что помогает производить их ремонт, если какие-то механизмы выходят из строя.

Принцип действия экономки

Энергосберегающая лампа работает практически по такому же принципу, как и линейные люминесцентные лампы. Ее свечение обеспечивается прохождением напряжения через электроды, распложенные по краям стеклянной колбы. Трубка наполнена инертным газом и парами ртути или ее соединениями. Когда среда внутри лампы разогревается, образуются ионизованные электроны, которые с большой скоростью сталкиваются с атомами газа. Все это приводит к образованию низкотемпературной плазмы, выделяющей ультрафиолетовое излучение.

Однако человек не может воспринимать ни ультрафиолетовое, ни инфракрасное излучение. Для его преобразования в видимый для наших глаз свет используется специальное покрытие – люминофор. Проходя через него, лучи ультрафиолета превращаются в равномерное, яркое, насыщенное освещение.

Благодаря невысокой мощности, экономка на 20 Вт имеет больший КПД, чем лампа накаливания на 100 Вт. Рассмотрим, из-за чего лампочки помогают сберегать электроэнергию, и как они устроены.

Составляющие схемы

Энергосберегающий осветительный прибор состоит из самой лампы и электронного балласта, который еще называют электросхемой. Все элементы электроники созданы для того, чтобы обеспечивать бесперебойную и корректную работу лампы. Самая большая отличительная особенность данных устройств от обычных ламп накаливания заключается в том, что они работают от постоянного напряжения, а не переменного, который выдает сеть. Именно по этой причине ЭПРА вмонтирован в сам корпус лампочек, он используется для предобразования, распределения и защиты механизма. Схема включения содержит такие компоненты:

  • высоковольтные маломощные диоды;
  • помехозащитный дроссель;
  • транзисторы средней мощности;
  • электролит высоковольтный (чаще всего на 400 В);
  • конденсаторы различной емкости, но одного вольтажа (250 В);
  • высокочастотные трансформаторы (2 штуки);
  • резисторы.

Как происходит зажигание лампы

Когда напряжение попадает на динистор, образовывается импульс, который идет на транзистор и провоцирует его открытие. После того как запуск завершен, эта часть цепи блокируется диодом. После открытия транзистора конденсатор разряжается, что необходимо для предупреждения повторного открытия динистора. Транзисторы воздействуют на трансформатор. Он выполнен из ферритового колечка, обработанного тремя обмотками, расположенными в несколько рядов. Напряжение на нити дается через конденсатор с повышающего резонансного контура.

Свечение в трубке начинается на резонансной частоте, которую определяет конденсатор большей емкости. В момент зажигания его напряжение составляет до 600 Вт. При запуске оно превышает среднее в 5 раз, потому важно, чтобы колба была целой и герметичной. В противном случае возможно повреждение транзисторов.

После полной ионизации газа в колбе конденсатор с самой большей емкостью, который определял частоту свечения, шунтируется. Это приводит к понижению частоты и переходу управления генератором ко второму конденсатору. Генерируемое напряжение снижается, но остается в пределах такого, которое необходимо для поддержания горения лампочки.

Принципиальный момент заключается в том, что катод и анод поочередно меняются своими местами, это помогает обеспечить бесперебойность работы схемы и значительно упрощает ремонт, если его нужно сделать.

Устройство лампы

Кроме ЭПРА, вмонтированного в цоколь, важным элементом энергосберегающего осветительного прибора является лампа. Именно она отвечает за равномерность распределения света, его насыщенность, цветопередачу и другие свойства устройства. Условно разделить отделы колбы можно на нижний и верхний. В верхнем проделываются специальные отверстия, предназначенные для установки трубки. Нижняя часть содержит плату, в которой расположены детали, и от которой отходят выводы от трубки.

Верхняя область платы оснащена проводами, которые идут к цоколю. Крепиться друг к другу элементы лампы могут при помощи специальных защелок. В более дешевых моделях части склеивают. Если нужно сделать ремонт, по линии стыка надо провести отверткой или разъединить защелки.

Как производится ремонт

Для того чтобы определить, какие элементы схемы или самой лампы неисправны, ее нужно разобрать. Для этого отсоединяем верхнюю часть от нижней и отключаем колбу. При помощи Омметра производим проверку спиралей накала колбы. Если обнаружится, что перегорела одна спираль, ремонт колбы производится. Ее можно замкнуть резистором на 8-10 Ом. Резистор должен иметь большую мощность. Также нужно будет убрать диод, который шунтирует перегоревшую спираль, если он есть в схеме.

Если в лампах на 30 Вт и более перегорает резистор, большая вероятность того, что транзисторы также вышли из строя. Это происходит из-за пробоя конденсатора. Исправить ситуацию можно путем установки нового предохранителя (резистора) и транзисторов.

Кроме замены испорченных элементов схемы, можно произвести модернизацию лампы. Это делается путем просверливания в цоколе вентиляционных отверстий. В некоторых моделях они уже есть, а если производители не позаботились о надлежащем охлаждении элементов электроники, можно сделать это самостоятельно.

Внимание! Если вы просверлили в цоколе лампы на 30 W или осветительном приборе другой мощности вентиляционные отверстия, его нельзя использовать в помещениях с повышенной влажностью. Это может привести к пробою в конденсаторе и выходу лампы из строя.

Целесообразность вмешательства в схемы

Производить ремонт ламп на 30 W или энергосберегающих приборов другой мощности можно только в том случае, если вы уверенны в своих силах и знаниях. Когда же вы не понимаете, как устроена схема лампы, и что в ней может сломаться, лучше всего не пытайтесь самостоятельно устранить поломку.

Запрещено производить какие-либо действия с экономками, если нарушена целостность их колб. В трубке содержится ртуть или ее пары, потому при ее разгерметизации прибор становится опасным для здоровья и жизни человека.

Подытожим

Схемы энергосберегающих ламп практически одинаковы во всех моделях. Различия могут быть в наличии диодов, шунтирующих спиралей и других элементов. Однако если вы знаете устройство электроники одного прибора, то работать со всеми остальными будет довольно просто.

Схемами интересуются зачастую люди, которые хотят самостоятельно починить вышедшие из строя осветительные приборы. Делать это несложно, если вы имеете необходимые навыки и уверены, что экономку можно привести в рабочее состояние.

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.

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.

Читайте также:  Реле контроля фаз: принципиальная электрическая схема, назначение и устройство

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.

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

Читайте также:  Светильники на солнечных батареях для дачи или загородного дома: виды фонарей

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.

Схема и устройство энергосберегающей лампы

Обозначение «энергосберегающая лампа» (ЭЛ) больше касается люминесцентных компактных ламп с резьбовым цоколем любой мощности (7, 20 Вт и выше). Благодаря более компактным размерам, стандартному цоколю Эдисона в конструкции и отсутствию необходимости использовать вынесенный пускорегулирующий аппарат, такие лампочки более популярны, чем линейные конструкции того же типа.

Нюансы работы и устройства

Компактная люминесцентная лампа состоит из нескольких основных узлов: встроенный электронный балласт, колба с газообразным наполнением, цоколь. Принцип функционирования ЭЛ основывается на явлении под названием люминесценция. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором. Это вещество может иметь разный состав, от чего будет зависеть качество освещения и соответственно целевое назначение источника света.

Устройство такой лампы предполагает наличие двух электродов, которые установлены в трубке. Под напряжением между ними возникает дуговой разряд. В колбе содержится ртуть в небольшой концентрации и инертный газ.

Благодаря такому содержимому образуется низкотемпературная плазма, которая в дальнейшем преобразуется в УФ-излучение, невидимое для глаз человека. На данном этапе главную роль играет люминофор, которым колба покрыта изнутри. Это вещество поглощает ультрафиолетовое излучение, в результате лампа выдает видимый свет.

Схема энергосберегающей лампы на 11 Вт выглядит следующим образом:

На рисунке можно увидеть питающие цепи, приводящие в работу дроссель L2, предохранитель F1, фильтрующий конденсатор C4 и диодный мост (4 диода 1N4007). В запуске участвуют динистор и элементы D1, С2, R6. Защитные функции реализуются посредством элементов R1, R3, D2, D3.

Для включения лампы необходимо обеспечить открытие транзистора Q2, что происходит при помощи R6, C2, а также динистора: эти элементы формируют импульс. Блокировка данного участка схемы выполняется с участием диода D1. Возбуждение трансформатора обеспечивается посредством транзисторов. Напряжение поступает с повышающего резонансного контура (L1, С3, С6, TR1).

Виды энергосберегающих ламп

Выбор источника света делается на основании отличий в форме, типе держателя, мощности. Играет роль и марка изделия. Наиболее популярные производители: Navigator, Philips, General Electric, Osram.

Устройство ЭЛ может быть разным, что определяется типом цоколя:

  • Е14, Е27, Е40 – цоколь Эдисона, благодаря чему источник света данного вида может устанавливаться вместо аналогов с нитью накаливания;
  • штырьковые держатели (G53, 2 D, G23, G24Q1-G24Q3).

По цветовой температуре различают следующие исполнения ЭЛ:

  • с теплым белым свечением (2 700 К);
  • с холодным светом (6 400 К);
  • источник дневного света (4 200 К).

Встречаются и разные колбы: U-образные, спиралевидные, шарообразные и грушевидные. Отличаются энергосберегающие лампочки еще и диаметром трубки: 7, 9, 12, 17 мм.

Обзор технических характеристик

При выборе следует учитывать все основные параметры источников света:

  1. Мощность (от 7 до 105 Вт). Для дома рекомендуется выбирать исполнения не более 20 Вт. Дело в том, что световой поток ЭЛ напрямую зависит от мощности: чем больше значение данного параметра, тем ярче свет. Для сравнения, лампа накаливания 100 Вт и люминесцентный компактный аналог 20 Вт выдают световой поток одинаковой силы.
  2. Тип цоколя. Подбирается, исходя из особенностей осветительного прибора, в который будет установлена лампа.
  3. Форма колбы. На качество работы этот параметр не влияет.
  4. Цветовая температура. Если источник света был выбран неправильно, такой свет будет вызвать дискомфорт вне зависимости от мощности (7, 20 Вт и выше) и других параметров.

Кроме того, при выборе ЭЛ необходимо обращать внимание на срок службы. В среднем лампа данного вида работает на протяжении 6 000-12 000 часов.

Плюсы и минусы эксплуатации

Популярность таких источников света обусловлена немалым количеством преимуществ:

  • снижение уровня энергопотребления (на 80%), соответственно, лампа мощностью 20 Вт работает не менее эффективно, чем аналог с нитью накаливания 100 Вт;
  • более длительный срок работы;
  • невысокая интенсивность нагрева;
  • равномерный свет;
  • широкий выбор исполнений, отличных по цветовой температуре.

К минусам можно отнести сравнительно высокую стоимость, наличие в колбе опасных для здоровья веществ, снижение эффективности в условиях низких температур, негативное воздействие на механизм частых коммутационных операций.

Кроме того, электрическая схема такого источника света не предусматривает использование диммера.

Таким образом, энергосберегающие лампочки во многом превосходят прочие аналоги (галогенные и лампы накаливания). В первую очередь это обусловлено снижением расходов на электричество, так как источник света на 20 Вт сможет заменить вариант с нитью накаливания, рассчитанный на 100 Вт.

Еще люминесцентные компактные лампочки выделяют меньше тепловой энергии, отличаются надежностью и компактными размерами. Форма колбы не влияет на эффективность работы, разве что отличается стоимость: спиралевидные исполнения предлагаются по более высокой цене.

Как устроена и работает энергосберегающая лампа

Энергосберегающие лампы сегодня все больше вымещают обычную лампочку накала практически во всех областях благодаря свой более экономной схеме потребления электроэнергии и долговечности.

Рассмотрим, какие разновидности подобного вида светильников существуют и чем они различаются, каким набор эксплуатационных параметров они характеризуются, каков принцип и устройство их работы, каковы основные составляющие схемы, а также как осуществляется процесс розжига в них.

Виды энергосберегающих ламп

К энергосберегающим бытовым лампам, как правило, относят люминесцентные приборы освещения. В большинстве случаев это компактные модели, оснащенные резьбовым цоколем Е27, Е14 и Е40 и характеризующиеся мощностью от 7 ватт и выше. Все виды светильников, попадающие в эту категорию, разделяются по двум основным признакам:

  1. Типу цоколя.
  2. Температуре цвета.

По типу фиксирующего в корпусе фонаря или люстры элемента энергосберегающие лампы подразделяются на резьбовые и штырьковые. Первые наиболее распространены в бытовых условиях и различаются по диаметру (14, 27, 40 мм и т. д.). В основном это изделия таких фирм, как Delux, Osram, Космос и др.

Для специфического вида светильников применяют двух- и четырехштырьковые энергосберегающие лампы. Они маркируются буквой D или G и цифровым значением. Основная сфера их применения – мощные схемы освещения в специфических условиях эксплуатации, например, для освещения стадиона.

По параметру температуры свечения энергосберегающие лампы работают в трех основных сегментах спектра:

  1. 2700К – тепло-белый. Отличается желтоватым оттенком, схожим с обычной лампой-накала.
  2. 4200К – естественно-белый. Прозрачный дневной свет. Является наиболее комфортным для зрительного восприятия.
  3. 6400К – холодно-белый. С примесью голубоватого свечения. Применяется в основном на мощных промышленных схемах подсветки.

Кроме того, существует градация энергосберегающих ламп по форме самой колбы – трубчатые, прямые, спиралеобразные, грушевидные, шарообразные, U-образные и другие. В маркировке таких моделей обязательно указывается диаметр трубки. Например, у Т12 поперечник соответствует значению в 38 мм.

Обратите внимание! Современные производители выпускают эконом-лампы в более широкой градуировке по температуре светового излучения. Сделано это для подборки наиболее комфортного варианта освещения с учетом специфики применения.

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.

Важно! Энергосберегающая лампа в любой схеме освещения понижает энергопотребление на 80%. Отличается надежностью, долговечность, малыми размерами и небольшим коэффициентом теплообразования. Однако они имеют повышенную стоимость и могут легко выйти из строя при нарушении условий эксплуатации.

Принцип работы и устройство энергосберегающей лампы

Стеклянная колба люминесцентной лампы заполнена параобразной ртутью. Непосредственно в момент включения между двумя электродами на спирали образуется мощный плазменный разряд. В результате атомы газа-металла переходят в активное состояние и начинают излучать в ультрафиолетовом спектре. Последнее проходя через люминофор (светящееся вещество, нанесенное тонким слоем с обратной стороны стеклянной поверхности), трансформируется в световой поток (гораздо мощнее, чем от обычной лампы накала) в видимом спектре излучения.

На рисунке изображена схема трубчатой энергосберегающей люминесцентной лампы и ее основные компоненты.

При этом от обычного сетевого тока в 220В подобная инициация не происходит, так как пары ртути имеют сильное сопротивление и для их разгона требуется напряжение в несколько тысяч вольт. Поэтому в схеме лампы для этой цели всегда присутствует специальный модуль. Чтобы в результате такого сильного импульса не возникало короткое замыкание, применяется электромагнитный балласт.

Составляющие схемы

Стандартные бытовые энергосберегающий лампы любой мощности имеют одну схему работы и включают следующие элементы со своими особыми функциями:

  1. На пусковом конденсаторе происходит зажигание лампы.
  2. Фильтр электромагнитных помех предотвращает мерцание и прочие сбои, идущие из сети.
  3. Стабилизирующий фильтр-емкость обеспечивает подачу тока заданных параметров, тем самым продлевая срок эксплуатации прибора.
  4. Токоограничитель защищает схему от избытка напряжения и поддерживает его постоянное значение.
  5. Транзисторы биполярные.
  6. Предохранитель-резистор предотвращается электронику от резкого повышения напряжения в сети.
Читайте также:  Накладная розетка: разновидности, степень защиты, особенности монтажа

Основные компоненты энергосберегающей лампы показаны на рисунке ниже:

Если энергосберегающая лампа вдруг перестала светить, ее можно попытаться восстановить своими руками. Необходимо сделать ремонт колбы или электронной схемы. Для доступа запчастей потребуются другие аналогичные лампочки, для разборки – плоская отвертка, а для прозвонки компонентов – мультиметр. Особую осторожность нужно проявлять при контакте с колбой. Ни в коем случае нельзя ее повреждать, так как выход находящихся в ней паров ртути опасен для здоровья!

Как происходит зажигание

Процесс зажигания газа в колбе энергосберегающей лампы протекает по следующей схеме:

  1. После подачи тока на динистор, происходит разряд на транзистор, который его и открывает.
  2. Запускающий этап прошел – отрезок цепи закрывается диодом.
  3. Происходит разрядка конденсатора, что препятствует повторному открытию динистора.
  4. Транзисторы воздействуют на выполненного в виде кольца из фиррита с тремя обмотками трансформатор. При этом напряжение на них подается через конденсатор от повышающего резонансного контура.
  5. Излучение в колбе происходит на резонансной частоте, формируемой большеемкостным конденсатором.
  6. Во время зажигания значение напряжение составляет порядка 600 В. Целостность, прочность и герметичность колбы обеспечивает во время этого процесса защиту транзисторов.
  7. Как только процесс ионизации газа произошел во всем объеме, конденсатор с максимальной емкостью, определявший частоту светового потока, подвергается шунтированию.
  8. Процесс управления переходит ко второму конденсатору.
  9. Значение напряжения спадает до уровня, необходимого для поддержки горения.

Особенностью энергосберегающих ламп является универсальность электродов – они могут быть поочередно и катодом, и анодом. Такая схема позволяет сохранить бесперебойность функционирования всей электроцепи и облегчает починку, если она потребуется.

Основные выводы

Энергосберегающие лампы различаются по типу цоколя на резьбовые и штырьковые, по температуре цвета светового потока, а также по геометрическим параметрам и форме колбы. При этом среди ее основных эксплуатационных характеристик выделяются:

  1. Мощность.
  2. Вид цоколя.
  3. Форма колбы.
  4. Цветовая температура.
  5. Срок эксплуатации.

Работа энергосберегающей люминесцентной лампы основана на схеме розжига свечения паров ртути под действием высоковольтного напряжения, проходящего через спираль накала. Ее главными особенностями являются долговечность, экономия, равномерное яркое свечение и возможность самостоятельного ремонта.

Если вам известна иная схема энергосберегающей лампы или вы просто хотите поделиться полезной информацией, обязательно напишите об этом в комментариях.

Ремонт энергосберегающей лампы своими руками.

Первым делом необходимо проверить целостность нитей лампы. Сопротивление нитей должно быть в пределах 10-15 Ом. Если одина из нитей оборвана, то одним из признаков является потемнение стекла возле оборваной нити. Если лампа не сильно старая, то ее можно восстановить путем включения резистора 10 Ом 0,25 Вт паралельно нити накала и если имеется шунтирующий данную спираль диод, его нужно удалить. Правда при этом запуск лампы может происходить с небольшим мерцанием продолжительность 10-15 секунд.

После этого осуществляем прозвонку остальных элементов схемы. Типчиной неисправностью является выход из строя транзисторов генератора из-за нарушения теплового режима. Для прозвонки транзисторов их необходимо выпаять, в связи с тем что в цепи транзисторов между переходами могут быть включены диоды. В качестве транзисторов используются транзисторы различных производителей серии 13003.

Правильный выбор транзисторов определяет надежность и срок службы генератора. Так например для энергосберегающих ламп мощности 1-9Вт рекомендуется использовать транзисторы серии 13001 ТО-92, для 11Вт – серии 13002 ТО-92, для 15-20Вт – серии 13003 ТО-126, для 25-40Вт – серии 13005 ТО-220, для 40-65Вт – серии 13007 ТО-200, для 85ВТ – серии 13009 ТО-220.

В случае мерцания лампы одной из причины может быть пробой высоковольного конденсатора, включенного между нитями накала лампы из-за воздействия повышенного напряжения. Конденсатор можно заменить на более высоковольтный с номиналом 3,3 нФ на 2 кВ.

Если перегорает предохранитель (иногда он бывает в виде резистора), вероятно неисправными оказываются транзисторы Q1, Q2 и резисторы R1, R2, R3, R5. Вместо перегоревшего предохранителя можно установить резистор на несколько Ом. Неисправностей может быть сразу несколько. Например, при пробое конденсатора C3, могут перегреться и сгореть транзисторы. (Рис.1)

Разберём работу энергосберегающей лампы на примере наиболее распространённой схемы (лампа мощностью 11Вт).

Схема состоит из цепей питания, которые включают помехозащищающий дроссель L2, предохранитель F1, диодный мост, состоящий из четырёх диодов 1N4007 и фильтрующий конденсатор C4. Схема запуска состоит из элементов D1, C2, R6 и динистора. D2, D3, R1 и R3 выполняют защитные функции. Иногда эти диоды не устанавливают в целях экономии.

При включении лампы, R6, C2 и динистор формируют импульс, подающийся на базу транзистора Q2, приводящий к его открытию. После запуска эта часть схемы блокируется диодом D1. После каждого открытия транзистора Q2, конденсатор C2 разряжен. Это предотвращает повторное открытие динистора. Транзисторы возбуждают трансформатор TR1, который состоит из ферритового колечка с тремя обмотками в несколько витков. На нити поступает напряжение через конденсатор C3 с повышающего резонансного контура L1, TR1, C3 и C6. Трубка загорается на резонансной частоте, определяемой конденсатором C3, потому что его ёмкость намного меньше, чем ёмкость C6. В этот момент напряжение на конденсаторе C3 достигает порядка 600В. Во время запуска пиковые значения токов превышают нормальные в 3-5 раз, поэтому если колба лампы повреждена, существует риск повреждения транзисторов.

Когда газ в трубке ионизирован, C3 практически шунтируется, благодаря чему частота понижается и генератор управляется только конденсатором C6 и генерирует меньшее напряжение, но, тем не менее, достаточное для поддержания свечения лампы.

Когда лампа зажглась, первый транзистор открывается, что приводит к насыщению сердечника TR1. Обратная связь на базу приводит к закрытию транзистора. Затем открывается второй транзистор, возбуждаемый противоположно подключенной обмоткой TR1 и процесс повторяется.

У меня Maxsus, светили чуть больше 8 месяцев и потухли обе, с интервалом в неделю. Электроника (силовая) оказалась не при чем. Пробой конденсатора позиционное обозначение С6 и С7, хотя стоит он один, 562J. Поставил наш, советский КСО на 500в, место позволяет. Это уже не первый случай с лампами этой фирмы. Ставили конденсатор К73-17 0,01х400в. Так что не выкидывайте эти лампы, некоторые можно востановить. Если неисправна колба, то можно электронику использовать для ламп ЛБ-20, не мигает, как со своим дросселем.

У моей турецкой Vitoone VO11025 (25W) перегорели транзисторы EKA X1 13003D ( в переходе Б-К ).

Заменил на JB8 13003. Они оказались без диода между К-Э, и цоколевка была зеркальной. Хорошо, что проверил и правильно впаял. В итоге все заработало.

Модернизация энергосберегающих ламп

Для того, чтобы сделать режим работы лампы более мягким, энергосберегающую лампу можно модернизировать:

Для модернизации подойдёт любой NTC-термистор, предназначенный для ограничения пусковых токов, сопротивлением 20-50 Ом. В холодном состоянии термистор имеет указанное сопротивление, что ограничивает текущий через него ток. При нагреве сопротивление уменьшается и термистор не влияет на работу схемы.

Термистор необходимо установить в разрыв нитей накала лампы в любом удобном месте. При работе термистор нагревается, поэтому не стоит устанавливать его вплотную к другим компонентам.

Установка NTC-термистора последовательно с нитью накала. Введение данного элемента позволит ограничить пусковой ток лампы и уберечь нить накала от обрыва. Здесь достаточно даже небольшого сопротивления термистора. В отличие от PTC термистора, который должен быть установлен параллельно резонансному конденсатору и обеспечивать прогрев нитей перед поджигом, данная модернизация не приводит к заметной задержке включения лампы.

Перед сборкой в цоколе лампы необходимо просверлить вентиляционные отверстия, чтобы сделать температурный режим работы более мягким. Ряд отверстий вокруг места крепления трубки лапмы служит для отвода тепла от самой трубки. Ряд отверстий ближе к металлической части цоколя служит для отвода тепла от компонентов балласта. Тажке можно сделать ещё один ряд отверстий – посередине, большего диаметра.

NTC термистора более 50 Ом найти не удалось – собрал из нескольких последовательную цепь сопротивлением около 80 Ом, подключение последовательно с конденсатором на работу также не влияет.

Не влияет из-за маломощности лампочки. Тут, чем мощнее, тем при меньшем сопротивлении терморезистора проявится эффект.

Но эффекта от 50 Ом я даже на мощных лампах, практически, не наблюдал. Глазами. Только осциллографом – по нему видно, что ток нарастает постепенно.

Во вторых, терморезистор не уменьшает величину сопротивления до нуля, и при нескольких резисторах, соединённых последовательно, эффект будет всегда хуже, чем с одним, на такое же сопротивление в холодном состоянии.

Из личного опыта.

Для ламп мощностью 20-25Вт терморезистор на 700 Ом уже даёт задержку до 5 секунд. Для мощности 10-15Вт можно взять и 1-1,5 КОм, лишь бы инвертор смог запуститься. А это бывает не всегда. По этому, для малых мощностей приходится ставить, так же, не более 1 Ком. Эффект хотя и заметен, но уже меньше.

Однако, думаю, есть смысл ставить даже маленькие терморезисторы. Лишь бы приборы показывали меньший ток запуска и плавное его нарастание после поджига.

W348 – маленькая деталь, на плате обозначена как диод (буквой D), полярность не указана ни на плате ни на самой детальке. Внешне похожа на мелкий стеклянный диод синего цвета.

Информацию о W348 найти не могу. Что это? Двуполярный стабилитрон, динистр ?

Кто сталкивался – подскажите, что это такое ?

Динистор DB3 нужен для запуска. Он кстати так и обзывается.

Вот по этой ссылке http://www.qrz.ru/schemes/contribute/constr/fluorescent-lamp. я собрал – “Схема 4. Дважды два – итого четыре детали и трансформатор.” Там в энергосберегающих от Космоса присутствует дроссель (ну, я может и путаю, в общем присутствует хрень такая, очень похожая на трансформатор с ферритовым сердечником.). Я один размотал, там содержится 267 витков. Если не разбирать, то можно аккуратно намотать 9 и 10 витков дополнительно. Место в нем есть. И аккуратно сделать тоже получиться. Вторичная обмотка попадает в параметры схемы (не буква в букву, конечно). Конденсатор я уменьшил до 10 nF (еще раз – 10 nF), резистор на 51 ом – заменил резистором на 21 ом (он был безжалостно выпаян из схемы Космоса). 1,5 КОм не нашел. Пробовал 1,3КОм и 1,6КОм. Работает. По моему и 10КОм будет в этой схеме работать. Транзистор оставил как в схеме. Единственно – радиатор прикручивать необходимо. Иначе через 3 секунды транзистор перегревается насмерть. Один из выводов высоковольтной обмотки бросил на минус/землю, устойчивость поджига уверичилась. Вывод нашел эмпирически (величайший из изобретенных – “метод научного тыка”). Запитывал от китайского блока питания 0-15 В. Начинает работать на 10В. Если с землей на высоковольтной, то потребление падает до 0,4 А. Если без – 0,7. 0,9 А. Если во время работы прикоснуться пальцем ко второму высоковольтному выводу – можно получить очень неприятный ожег. Ощущение раскаленной иголки. И паленой кожей попахивает.

Ремонт энергосберегающих ламп – можно почитать на этом форуме – http://pro-radio.ru/it-works

ЗЫ: Взял где взял, обобщил и добавил немного.

ЗЫ2: Кому не нужно – проходим мимо.

ЗЫ3: LF! ,kzl rjgbgfcnf!

Простите за качество некоторых картинок (чем богаты).

Ссылка на основную публикацию