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):
- Теплый свет (желтый) — 2700 К. Оттенок схож со свечением обычных ламп (накаливания).
- Естественный белый свет — 4200 К. Лампы дневного света, нейтральный оттенок.
- 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.
Вывод
Указав все основные аспекты работы, и внутреннее устройство энергосберегающей лампы, мы подведём итог – данные приборы намного практичнее и экономичнее своих предшественниц, ламп накаливания. Они надёжней и выгодней в финансовом плане. Поэтому, несмотря на свою достаточно высокую цену, мы советуем приобретать Вам эти осветительные приборы, так как за время пользования они окупят себя сторицей.
Надеемся, что данная статья дала Вам понятие, что представляет собой схема и устройство энергосберегающей лампы. Будьте внимательны при выборе способа экономии электроэнергии в вашем доме.
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.
Основные эксплуатационные характеристики
При выборе энергосберегающих люминесцентных ламп большое влияние на сферу их дальнейшего применения 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.
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.
Вступление.
В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.
В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.
Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.https://сайт/
В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.
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.
Разборка и диагностика
Чтобы добраться до микросхемы прибора, достаточно всего лишь открыть крышку корпуса. Корпус делиться на две части, которые скрепляться между собой защёлками и при необходимости легко снимаются. Рекомендуем разбирать уже негодную лампу, так как при разборке рабочей, есть шанс привести её в неисправное состояние. На первый взгляд, лампа цельная и разобрать её невозможно, однако это не так. Если внимательно осмотреть корпус, то вы увидите специальную канавку, которую поддев ножом или отвёрткой, вы легко откроете корпус, однако делать это нужно без резких движений.
После того как вы отделили обе части друг от друга, можно заметить, что они соединены между собой парой проводов. Их необходимо также аккуратно отсоединить от микросхемы, что можно сделать паяльником, отпаяв нужные концы от платы. Иногда, на некоторых лампах, концы проводов намотаны на контакты, поэтому их можно просто открутить. Теперь у вас на руках две отдельные детали лампочки.
Электронная плата обычно круглая и имеет либо жёлтый, либо зелёный цвет. Данная электрическая схема является основным управляющим устройством энергосберегающей лампы. Если лампа сгорела, то на плате можно наблюдать вздувшиеся и потёкшие конденсаторы, а также погоревшие контакты. К плате из колбы идут четыре проводка, которые намотаны на контакты. Обычно они расположены на концах платы в противоположной друг от друга стороне. В разных лампочках используется либо предохранитель, либо резистор, которые не дают лампочке сгореть, а горит он сам. Далее можно увидеть дроссель и конденсатор. Они регулируют частоту мигания лампы. Сама схема предназначена для регулирования и контроля зажигания лампы, её температуры накаливания, а также предотвращение скачков напряжения.
Это всё, что нужно знать, об устройстве вашей домашней энергосберегающей лампы.
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.
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.
Утилизация
Специфическая утилизация требуется лишь для люминесцентных изделий, в колбе которых содержатся пары ртути. Светодиодные лампочки можно выбрасывать в обычный мусор — туда, куда обычные и галогеновые.
Энергосберегающие лампы — отличный вариант для людей, желающих сэкономить на оплате электроэнергии. Огромное количество преимуществ делают КЛЛ предпочтительнее обычных или галогеновых.
Если выбирать конкретную модель, лучше немного переплатить и приобрести светодиодные изделия, характеризующиеся большей долговечностью и исключающие негативное воздействие на самочувствие человека.
В завершение
Принцип действия энергосберегающих компактных ламп схож с принципом работы люминесцентных линейных осветительных приборов. Однако у компактной версии есть определенные преимущества. Прежде всего, в нее уже вмонтирован ЭПРА, электронный балласт оснащен качественными деталями, которые предотвращают появление мерцания и шума во время работы. Также производителям удалось значительно уменьшить размеры осветительного прибора путем загибания его в спираль или дугу.
Экономки имеют высокий КПД и позволяют потреблять меньше электроэнергии, но будьте осторожны с их применением, внутри газоразрядной трубки содержится ртуть, потому эти изделия требуют специальной утилизации.
Читайте далее
- Прием энергосберегающих ламп у населения
- Коэффициент пульсации энергосберегающих ламп
- Диммер для энергосберегающих ламп
Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.
Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’
и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.
А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.
Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.
Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.
Отличия конструкции лампы от импульсного блока
Схема энергосберегающей лампы очень похожа по строению импульсного блока питания, из-за чего сделать импульсный бп можно очень легко и быстро. Для переделки, необходимо установить перемычку и дополнительно установить трансформатор вырабатывающий импульсы и который оснащён выпрямителем.
Для облегчения ибп, удалена стеклянная люминесцентная лампа и некоторые составляющие конструкции, которые были заменены специальным соединителем. Вы могли заметить, что для изменения необходимо выполнить всего несколько простых операций, и этого будет вполне достаточно.
Плата с энергосберегающей лампы
Выдаваемый показатель мощности, ограничен размером используемого трансформатора, максимальным возможным пропускным показателем основных транзисторов и габаритами охлаждающей системы. Чтобы увеличить немного мощность, достаточно намотать ещё обмотки на дроссель.
Из чего состоит ЭСЛ
Устройство энергосберегающей лампы довольно простое. Она состоит из двух основных частей: стеклянной колбы и корпуса. Эти элементы соединены между собой специальными проводами, которые наматываются к четырем штырькам, расположенным попарно на краях платы. В некоторых моделях они могут быть припаяны. В корпусе установлена электронная схема, еще ее называют балластом.
Отличительной особенностью компактных люминесцентных осветительных приборов является то, что они уже имеют электронный пускорегулирующий аппарат, его не придется подключать отдельно.
Корпус, в который умещена вся электроника, может быть выполнен из неплавкой пластмассы или керамики. Он заканчивается цоколем или штырьками, при помощи которых лампочку можно вкрутить в патрон или светильник. Современные ЭСЛ адаптированы к российским пользователям, они имеют такие цоколи:
- Е27 (стандартный цоколь Эдисона диаметром в 27 мм);
- Е14 (уменьшенный цоколь «миньон», в основном встречается в люстрах, светильниках, бра);
- Е40 (большой цоколь диаметром в 40 мм, который чаще всего используется на промышленных производствах).
Чтобы понять принцип работы энергосберегающей лампы, нужно разобраться, как устроена каждая ее составляющая. Рассмотрим более подробно внутреннее строение прибора, особенности его элементов.
