Как устроена и работает энергосберегающая лампа

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.

Виды ЭСЛ

Энергосберегающие лампы бытового назначения делятся на три вида:

1. Люминесцентные. Наиболее распространенные электрические приборы. Бывают трубчатыми, кольцевыми и компактными. Разрядные световые источники. Содержат инертный газ с небольшим объемом ртути.
2. Галогенные. Усовершенствованный вариант ламп накаливания. Спектр света идентичен солнечному. К ЭСЛ относятся условно. Энергетическая экономия лишь в два раза превышает показатели ламп накаливания. Теплоотдача высока.
3. Светодиодные лампы. Высокотехнологичные изделия. Отличаются высоким КПД. Часто используется в декоративных целях.

Ремонт светодиодных ламп своими руками

Ремонт светодиодных ламп устройство электрические схемы. Многие считают ремонт осветительной техники сложной задачей, не стоящей внимания, особенно когда речь идет про светодиодные лампы. На самом деле это не так. Затраты на ремонт значительно ниже, чем приобретение новых устройств, при этом не требуется особенных знаний или умений.

Если в вашем доме имеются светодиодные лампы и они стали со временем плохо работать можно проверить их мощность и провести несложный ремонт. Чтобы работа была выполнена профессионально, достаточно соблюдать технику безопасности и иметь под рукой необходимый инструмент.

При нынешних ценах это позволит неплохо сэкономить, не приобретая новые светодиодные лампы.

Также его применяют для того чтобы проверить целостность проводов. На эту тему есть статья. Мультиметр достаточно часто необходим в домашнем бытовом ремонте, так что его приобретение никогда не будет лишним.

Если проверка не выявит напряжения, значит, осветительный прибор ни при чем.

Необходимо найти обрыв или повреждение на электропроводке. Если напряжение присутствует, то не забудьте удостовериться в исправности расходных материалов — лампочек. Это касается приборов с патроном, куда вставляются светодиодные лампы.

Обратите внимание

Теперь переходим к возможным неисправностям самого прибора. В новых моделях все чаще устанавливают предохранитель — возможно, он сгорел и требует замены.

Дело, может быть, в проводах, тогда их стоит прозвонить (проверить на целостность, отсутствие замыкания).

Ремонт светодиодных ламп

Светодиодные лампы состоят из управляющей схемы и самих светодиодов. Для того чтобы светодиодные лампы стали работать в прежнем режиме, проводим нехитрый ремонт. Вам понадобится минимальный опыт пайки. В противном случае придется приобретать неисправные блоки отдельно. Кроме того, в китайских устройствах чаще всего сгорают выпрямители тока.

Проверить его также можно мультиметром. Нормальное напряжение в нем варьируется от 5 до 25 Вольт и ток до 0.1 Ампера. Часто перегорают недостаточно качественные или маломощные конденсаторы.

Их, при неисправности меняем сразу, благо в России такие стоят около 5 рублей. Еще проверьте резисторы и диоды, опять же при помощи мультиметра.

Для их проверки вам понадобится батарейка или аккумулятор на 9-10 Вольт, с ее помощью мы сможем быстро проверить каждый диод. Неисправные диоды можно заменить или вывести из цепи, сомкнув выводы. Новые диоды покупаются в составе LED-ленты — купите или несколько разных, или сверьте размеры резисторов перед покупкой, чтобы не пришлось перепаивать еще и резисторы.

Лучше всего брать мощные диоды — они ярче светят. Напоминаем что минимум яркости ля жилого помещения — 150 люксов (желательно 200), в противном случае нагрузка на глаза значительно возрастает. Измерить освещенность светодиодные лампы можно при помощи переносного люминометра. Вот таким нехитрым способом можно самостоятельно отремонтировать светодиодные лампы.

Основные эксплуатационные хаpaктеристики

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

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.

Часто возникающие проблемы в работе компактной люминесцентной лампы?

Конечно, хотя энергосберегающие лампы и более высокотехнологичны, но ряд проблем при их использовании все же присутствует:

• Подобные осветительные приборы не очень хорошо себя показали при установке выключателя с встроенной подсветкой. Возможны произвольные включения, что, естественно, сокращает срок службы лампы. Но решается такая проблема очень просто. Достаточно просто выключить подсветку из схемы прерывателя.
• Такие приборы нежелательно подключать через всевозможные датчики и реле, реагирующие на движение, шум или свет, равно как и включающие подобную лампу по времени. Это тоже приведет к сокращению долговечности. Также нельзя с ними использовать и обычные диммеры. Все дело в том, что после выключения ей необходимо не менее 2-3 минут до следующего включения. В противном случае неминуем быстрый выход прибора из строя.
• Не переносят такие лампы и высокую влажность, потому что электронный пускорегулирующий аппарат не имеет никакой защиты от сырости.
• При понижении температуры менее -25 градусов Цельсия ЭПРА просто перестает работать, его мощности не хватает на пробой переохлажденных паров ртути или амальгамы.
• Хотя теплоотдача компактных люминесцентных ламп значительно ниже, чем тот же параметр у ламп накаливания, все-таки необходима хорошая вентиляция в светильнике. Если же плафон «глухой», то неминуем перегрев и выход из строя.
• К тому же проблему составляет и ртуть, находящаяся в колбе подобных приборов. При повреждении трубки она, естественно, попадает в воздух, а далее и в организм человека. Конечно, концентрация ее значительно меньше, чем в обычных люминесцентных лампах, однако вред такое количество также нанесет.
• У более восприимчивых людей возможно развитие различных заболеваний при очень длительном нахождении под излучением подобных ламп.
• Имеется, пусть и небольшая, пульсация свечения КЛЛ. Хотя электронный пускорегулирующий аппарат и снизил ее, полностью эта проблема так и не решилась.

В общем, для окупаемости подобных осветительных приборов подобные негативные факторы по возможности необходимо исключить.

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.

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.

Ремонт и схемотехника энергосберегающих ламп.

Энергосберегающие лампы, или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), можно условно разделить на две части:
1) — сама люминесцентная лампа
2) — электронный пуско-регулирующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт), встроенный в цоколь лампы.
Рассмотрим поближе, что там есть в электронном балласте:

— Диоды — 6 шт. Высоковольтные (220 Вольт) обычно маломощные (не больше 0,5 Ампер).
— Дроссель. (убирает помехи по сети).
— Транзисторы средней мощности (обычно MJE13003).
— Высоковольтный электролит. (как правило 4,7 мкФ на 400 вольт).
— Обычные конденсаторы на разной емкости, но все на 250 вольт.
— Два высокочастотных трансформатора.
— Несколько резисторов.
Разберём работу энергосберегающей лампы на примере наиболее распространённой схемы
(лампа мощностью 11Вт).

Схема состоит из цепей питания, которые включают помехо-защищающий 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 C6и 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.
 

Неисправности энергосберегающих ламп

Наиболее частые причины поломки энергосберегающих ламп — обрыв нити накала или выход из строя ЭПРА. Как правило, причиной выхода из строя последнего бывает пробой резонансного конденсатора или транзисторов. Конденсатор C3, часто выходит из строя в лампах, в которых используются дешёвые компоненты, рассчитанные на низкое напряжение. Когда лампа перестаёт зажигаться, появляется риск выхода из строя транзисторов Q1 и Q2 и вследствие этого — R1, R2, R3 и R5. При запуске лампы генератор оказывается,перегружен и транзисторы не выдерживают перегрева. Если колба лампы выходит из строя, электроника обычно тоже ломается, в основном перегорают силовые транзисторы. Если колба уже старая, одна из спиралей может перегореть и лампа перестанет работать. Электроника в таких случаях, как правило, остаётся целой.
Чаще всего лампы перегорают в момент включения.
 

Как правило лампа собрана на защелках.

Необходимо её разобрать:

Отключаем колбу:

Проверяем Омметром нити накала колбы.

Ремонт энергосберегающей лампы при неисправности электронного балласта

Если причина неисправности энергосберегающей лампы кроется в электронном балласте, то следует найти все перегоревшие элементы и уточнить, какие детали можно будет использовать дальше. Чтобы выяснить причину неисправности, электронную плату осматривают со всех сторон и визуально определяют ее состояние: нет ли каких-нибудь механических повреждений, трещин, сколов.

Также необходимо обратить внимание на внешний вид элементов, потому что можно обнаружить перегоревшие полупроводники, следы перегорания обмотки трансформаторов, вздувшиеся конденсаторы. Если при внешнем осмотре платы не выявлено никаких неисправностей, начинают проверку работоспособности ее главных элементов

1. Предохранитель (ограничительный резистор). Один конец такого элемента припаивают к центральному контакту цоколя, а второй – к плате. В основном предохранитель располагается в термоусаживающей трубке. Если резистор выходит из строя, он сгорает и разрывает всю электрическую цепь. Прозванивают его при помощи мультиметра: если элемент исправлен, то сопротивление составляет 10 Ом, если неисправен – то бесконечность (обрыв).
2. Диодный мост. Такой элемент экономной лампы обычно имеет четыре диода, а его обязанностью является выпрямление напряжения сети 220 В. Чтобы проверить диоды, выпаивать их необязательно, а следует прозвонить непосредственно на плате. Если они в порядке, то прямое сопротивление р− n перехода будет составлять 750 Ом, а обратное будет равняться бесконечности. При неисправном диоде его сопротивление будет в обрыве в обоих направлениях.
3. Конденсатор фильтра. Этот элемент сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения. В основном он перегорает в экономных лампах китайского производства. Перед тем как перегореть, лампочка начинает работать с различными отклонениями: гудит, плохо включается, иногда можно заметить слабое мигание в выключенном состоянии. Визуально неисправность этого элемента достаточно легко заметить. Это могут быть потеки, вздутие, потемнение.
4. Высоковольтный конденсатор. Благодаря этому элементу создается импульс, обеспечивающий в колбе появление разряда. Его пробой считается самой частой причиной неисправности энергосберегающих ламп. Такая неисправность выявляется очень легко: в результате этого лампа перестает загораться, а в районе электродов можно наблюдать свечение, которое образуется из-за разогрева нитей накаливания.

После этого следует проверить исправность остальных элементов электронной платы: диодов, транзисторов и резисторов. Перед проверкой транзисторы обязательно выпаивают, потому что между их р− n переходами имеются подключения резисторов, диодов и т.д., в результате чего показания мультиметра могут быть неправильными.

Следует знать, что если была выявлена одна неисправность, то часто можно обнаружить и другую, так как в основном перегорает не один элемент, а вся цепь. Поэтому для точного результата применяют следующий метод.

Итак, если у одной лампы повреждена спираль, но электронная схема целая, а у другой поврежден дроссель, то ремонт своими руками будет заключаться в следующем: соединяют рабочий балласт и исправную колбу. Такие компоненты подходят друг к другу, если лампы являются одинаковыми. В итоге после ремонта лампа продолжает работать, как и раньше.

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.

Как подключать ИБП к шуруповерту

Электроинструмент необходимо разобрать, отвинтив все шурупы. Обычно корпус шуруповерта состоит из двух половинок. Далее следует найти провода, которыми двигатель подключается к батарее. Соединить эти провода с выходом ИБП можно с помощью пайки или термоусадочной трубки, вариант со скрутками нежелателен.

Для ввода провода от блока питания в корпусе инструмента необходимо выполнить отверстие

Важно предусмотреть меры, предотвращающие вырывание провода в случае неосторожных движений или случайных рывков. Самый простой вариант – обжать провод внутри корпуса у самого отверстия клипсой из сложенного пополам коротенького отрезка мягкой проволоки (подойдет алюминий). Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка

Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка.

Как видно, энергосберегающая лампочка, даже отработавшая положенный ей срок, может принести немалую пользу своему владельцу. Собранный на базе ее комплектующих ИБП может с успехом применяться в качестве источника энергии для аккумуляторного электроинструмента или зарядного устройства.

Подключение к шу

Чтобы установить импульсный блок питания в шуруповёрт, потребуется разобрать электроинструмент. Как правило, его внешняя часть состоит из двух элементов. Следующим этапом требуется найти те провода, с помощью которых двигатель соединяется с аккумулятором. Именно их нужно соединить с блоком питания (самоделкой), используя термоусадочную трубку. Также можно спаять провода. Скручивать их настоятельно не рекомендуется.

Чтобы вывести кабель наружу, потребуется сделать отверстие в корпусе шуруповёрта. Также рекомендуется установить предохранитель, который защитит провод от повреждений у основания. Для этого можно сделать специальную клипсу из тонкой алюминиевой проволоки.

Таким образом, переделка схемы балласта в импульсный блок поможет заменить повреждённый аккумулятор у шуруповёрта. К тому же, если учитывать все нюансы из области экономики во время изготовления, то можно утверждать, что сделать ИБП своими руками выгодно.

Многие электрические устройства после поломки можно использовать повторно. Большинство из них могут стать ценным материалом, своего рода вторсырьем для вторичного использования. Можно ознакомиться на просторах интернета с разными инструкциями необычных самоделок на основе интересующих вас аппаратов. Так, народные умельцы быстро сообразили, что можно сделать блок питания (БП) из вышедшей из строя энергосберегающей лампы (ЭСЛ) своими руками.

Схемы энергосберегающих ламп можно назвать уже наполовину готовым блоком питания. Осталось сделать разделительный трансформатор, потом выпрямитель и удалить ненужные детали. Также помните, что для разработки БП следует выбирать ЭСЛ мощностью не менее чем на 20 Вт, другие лампы могут пойти на запасные части.

Из чего состоит КЛЛ?

Устройство энергосберегающей лампы

Современные энергосберегающие лампы состоят из трех основных частей:

• колба – стеклянная трубка;
• корпус, в котором находится электронный пускорегулирующий аппарат;
• цоколь.

Но основные детали энергосберегающей лампы – это лишь то, что видно снаружи.

Внутри колбы, запаянной с обеих сторон, находятся электроды, на которые непосредственно и подается электроэнергия. Сама колба изнутри покрыта специальным веществом, называемым люминофор. Полость внутри стеклянной трубки заполнена инертным газом, смешанным с парами ртути.

Что касается электронного пускорегулирующего аппарата, тут все гораздо мудренее. ЭПРА представляет собой сложное устройство, выполняющее, по сути, ту же роль, что в старых люминесцентных лампах выполняли дроссель и стартер, т. е. управляет розжигом и поддержанием свечения в колбе.

Цоколи энергосберегающей лампы могут быть различными. Самый распространенный, конечно же, Е27. Он идентичен цоколю обычной лампы накаливания. Вообще, маркировка «Е» обозначает, что он резьбовой, а следующая за ним цифра – это его диаметр в миллиметрах. Также у компактных энергосберегающих ламп могут быть цоколи Е14 (14 мм) и Е40 (40 мм).

Еще одна маркировка – G – обозначает, что цоколь двухштырьковый, а цифра, которая следует за буквенным обозначением, означает размер между штырями.