Эксплуатация и ремонт компактных люминесцентных ламп

Эксплуатация и ремонт компактных люминесцентных ламп

Выбор у потребителей между компактной люминесцентной (КЛЛ) и трубчатой люминесцентной (ТЛЛ) или обычными лампами всегда нелегок. Однако первые лампы имеют преимущество: они легко «вкручиваются» в стандартный патрон потолочного или торшерного исполнения.
Компактные люминесцентные лампы имеют и другие преимущества по отношению к обычным лампам накаливания (ЛН). Энергопотребление первых на 80% ниже от ЛН, хотя стоимость намного выше. Но следует отметить, что КЛЛ имеют срок службы более чем в 15 раз больше, чем обычные ЛН. Компактные люминесцентные лампы хорошо и долго работают при постоянном их включении. Поэтому не следует «играть» с ними. Между выключением и повторным ее включением желательно выдержать несколько минут.
Следует отметить, что КЛЛ имеют и основное преимущество. Если научиться еще их ремонтировать, то очевидно, что это выгодно для потребителя, который может продлить еще и срок ее службы.
В данной статье рассматриваются схемы КЛЛ, недостаток элементов, которыми начинены они, и возможность произвести ремонт лампы.
По средствам массовой информации, особенно в сети Интернет, собраны всевозможные схемы КЛЛ и дан небольшой их обзор.
Принцип работы КЛЛ заключен в подаче на два электрода, покрытых барием или окисью бария, напряжения, вследствие чего происходит возбуждение (ионизация) паров смеси аргона и ртути. В процессе возбуждения возникает низкотемпературная плазма внутри лампы.
Пары ртути излучают энергию в виде ультрафиолетового излучения. Это излучение преобразуется в видимый свет посредством люминесцентного материала, которым покрыта внутренняя часть КЛЛ. Спектральный состав излучения лампы зависит от состава люминофора, нанесенного внутри колбы. Цветовая температура (в градусах Кельвина) колбы разная. При Т=2700 К — лампа имеет теплый свет, при Т=4000 К — дневной, а при Т=6400 К — холодный дневной свет.
Питание КЛЛ осуществляется от преобразователей, работающих на высоких частотах вплоть до несколько десятков килогерц. Поэтому зрительно не видно «мигание» КЛЛ по сравнению с обычными ЛН или трубчатыми люминесцентными лампами. В компактных лампах главным элементом является электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) [3, 4]. В дешевых КЛЛ требования к ЭПРА невысоки, поскольку в них более простой входной фильтр, нет корректора коэффициента мощности, упрощены управление и защита лампы. Поэтому в таких лампах устанавливаются автогенераторные схемы с трансформатором и полу мостовым каскадом на биполярных транзисторах.
Основным элементом генератора являются два транзистора, выполняющие функцию ВЧ ключей. Правильный выбор транзисторов определяет надежность и срок службы генератора. Так, например, для энергосберегающих ламп мощности 1…9 Вт рекомендуется использовать транзисторы серии 13001 TO-92, для 11 Вт — серии 13002 TO-92, для 15…20 Вт — серии 13003 TO-126, для 25…40 Вт — серии 13005 TO-220, для 40…65 Вт — серии 13007 TO-200, для 85 Вт — серии 13009 TO-220. Неправильный выбор транзисторов приводит к их перегреву и преждевременному выходу из строя.
Постоянное напряжение поступает на вход генератора с двухполупериодным выпрямителем, реализованного на 4 диодах. После выпрямителя форма постоянного напряжения далека от идеальной и имеет значительные пульсации. Для уменьшения этих пульсаций применяют емкостной фильтр, содержащий электролитический конденсатор. Важен правильный выбор емкости этого конденсатора. Чем выше его емкость, тем лучше он сглаживает пульсации, но тем больше вероятность мерцания лампы при работе с выключателем с подсветкой. Чем меньше емкость конденсатора, тем хуже он сглаживает пульсации и тем меньше вероятность мерцания при работе с выключателем с подсветкой. Так, например, для КЛЛ мощностью 20 Вт оптимальной является емкость конденсатора 4,7 мкФ.
В некоторых лампах прогрев спирали не регулируется, а это уменьшает срок использования КЛЛ. В дорогих лампах применяются полевые транзисторы.
Основным элементом КЛЛ являются выпрямительные диоды или мосты, импульсные трансформаторы, дроссели и элементы управления.
В основу КЛЛ входит колебательный контур, состоящий из дросселя L, импульсного трансформатора TR и двух конденсаторов. Оба конденсатора, дроссель и одна из обмоток трансформатора последовательно соединены со спиралью лампы. Количество витков трансформатора невелико. Обычно три обмотки его содержат по 5-10 витков.
Резонансная частота колебательного контура определяется значением емкости конденсатора C, включенного между спиралями КЛЛ.
При работе КЛЛ при ионизации газа происходит короткое замыкание конденсатора, соединенного последовательно со спиралью. Вследствие этого часто выходит из строя именно этот конденсатор. Поэтому следует в первую очередь обратить внимание при ремонте лампы на этот конденсатор, особенно в дешевых КЛЛ.
Вначале ремонта необходимо проверить спираль лампы, целостность колбы, а далее — предохранитель, если он установлен в КЛЛ. Обычно в дешевых лампах он вообще не предусмотрен.
Следующими элементами, которые могут выйти из строя, являются оба конденсатора в цепи колебательного контура. Их следует проверять на втором этапе. Также следует проверить целостность резисторов, включенных в коллектор и базу этих транзисторов.
При перегорании предохранителя (например, в виде резистора в 0,5 Ом) из строя могут выйти оба транзистора, иногда совместно с названными выше резисторами. Если транзисторы и резисторы целы, то следует заменить этот предохранитель.
Естественно, что все это следует проводить в том случае, если спирали не сгорели и не повреждена сама лампа. В противном случае, предлагается переделать их на светодиодные лампы, как это было предложено нами в статьях [1, 2]. Принципиальные электрические схемы КЛЛ показаны на рис. 1 — рис. 16.

КЛЛ типа Brownie 20W (рис. 1), Isotronic 11W (рис. 2), Luxtek 8W (рис. З) и Sinecan 30W (рис. 4), на входе в 230 В имеют импульсный трансформатор, напряжение с которого подается на диодный мостик. В Luxtek 8W (рис. З) для более гладкого запуска КЛЛ используется термистор PTC.
Разогретые электроды и PTC имеют достаточно большое сопротивление, а сопротивление ионизированного газа достаточно мало, и ток начинает течь через разряд в колбе. Колба шунтирует пусковой контур, и он выходит из резонанса с ВЧ генератором. Балласт переходит в режим рабочего напряжения (режим поддержания разряда) примерно 320 В. Применение PTC значительно снижает износ электродов и увеличивает срок службы лампы. Применение PTC является личным выбором каждого производителя, но без РТС лампа более 6000 ч не прослужит.
Возможна установка NTC-термистора, который устанавливают последовательно со спиралью лампы. Сопротивление такого термистора может быть небольшим. 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.
Иногда напряжение подается через дроссель, как это показано на схеме КЛЛ типа Polsris 11W (рис. 5), Ikea 7W (рис. 6) и Luxar 11W (рис. 7). В лампе типа Ikea 7W (рис. 6) между спиралями ее установлен термистор R5, выполняющий плавный запуск КЛЛ.
Функциями ограничения пускового тока и защиты являются резисторы и предохранители, установленные в КЛЛ типа Immediatelly 25W (рис.8), Osram Dulux EL 11W (рис.9) и EL 21W (рис.10). Диоды D1 и D2 в лампах типа Osram (рис.9 и рис.10) не установлены, поскольку между коллектором и эмиттером используемых транзисторов есть встроенные диоды. При отсутствии этих транзисторов во время ремонта этих ламп их можно заменить другими с такими же параметрами (без встроенных диодов), но установить при этом диоды 1 и 2. Резистор R8 и предохранитель F1 играют роль ограничителей пускового тока и защиты. При выходе из строя этих ламп необходимо в первую очередь проверить эти элементы. В Osram Dulux EL 21W (рис.10) отсутствует термистор. Поэтому стоимость этой лампы ниже стоимости лампы Osram Dulux EL 11W (рис.9). В статье [3] описан способ ремонта электронного балласта КЛЛ фирмы Delux.
Отметим еще один важный элемент балласта — предохранитель. В лампе типа Maxi Lux 11W (рис. 11) установлен только предохранитель, а лампах Mawau 11W (рис. 12), Philips Ecotone 11W (рис. 13) и Philips Genie 11W (рис. 14) — только резистор 10 Ом мощностью 1 Вт.
В Интернете имеется статья [4], в которой описаны схемы КЛЛ Винницкого производства. К сожалению, мне не удалось найти их описание либо ссылки на их производство.
В других статьях [5, 6] предлагается также ремонт электронных балластов люминесцентных ламп. Из-за некачественных сборки или компонентов возможно короткое замыкание или возгорание энергосберегающей лампы. Предохранитель делает энергосберегающие лампы пожаробезопасными и защищает питающую сеть от короткого замыкания. Применение предохранителя является дополнительной, но не основной мерой безопасности. В статье [7] также указывается на неисправность самого цоколя. Основной мерой безопасности является обеспечение высокого качества монтажа и применения качественных компонентов. В дешевых КЛЛ типа Bigluz 20W (рис.15) и Eurolite 23W (рис. 16) даже не установлены предохранители. Это способствует большей вероятностью выхода КЛЛ из строя.
В заключение следует отметить, что методология проектирования КЛЛ разных фирм почти схожа [8]. Поэтому радиолюбители могут ремонтировать лампы и других фирм. Для этого необходимо сравнить схему неизвестной фирмы с ремонтируемой и приступить к ремонту.
После удачного ремонта КЛЛ рекомендуется установить самостоятельно предохранитель. Для этого предлагается разрезать печатные проводники, подводящие к лампе питание, и запаять этот предохранитель. Для плавного запуска лампы лучше было бы установить термистор PTC параллельно резонансному конденсатору. Это продлило бы срок работы отремонтированной лампы.
Внимание! При ремонте КЛЛ будьте осторожны, элементы его схемы могут находиться под опасным для жизни напряжением 220 В/50 Гц.

Литература:
Бобонич П.П. Электрическая светодиодная лампа. Радиоаматор. 2010. №7-8.
Бобонич П.П. Светодиодная лампа на напряжение 220 В. Электрик. 2010. № 9.
Власюк Н.П. Электронный балласт компактной люминесцентной лампы дневного света. Радиоаматор. 2009. №1.
Широков В. Выбор, применение и ремонт компактных электронных люминесцентных ламп.
Власюк Н.П. Люминесцентные лампы и их электронные балласты. Радиоаматор. 2009. №5.
Власюк Н.П. Люминесцентные лампы и их электронные балласты. Радиоаматор. 2009. №6.
Кашкаров А.П. Ремонт энергосберегающей лампы. Электрик. 2009. №9.
Шелехов А.А. Быстрый ремонт энергосберегающих люминесцентных ламп. Радиоаматор. 2009. №5.

Автор: Бобонич П.П.
Источник: РА 2010. №12.

Подписаться
Уведомить о

0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
© 2023 | RRET |
Яндекс.Метрика
Top