Схема энергосберегающей лампы: принцип работы и устройство

Изготовление ИБП своими руками

Чаще всего во время изготовления импульсного БП требуется незначительно изменять строение дросселя, если для этой цели используется двухтранзисторная схема. Конечно же, некоторые элементы в устройстве нужно будет удалить.

Если же изготавливается БП, который будет иметь мощность 3,7−20 Ватт, в таком случае трансформатор не является основной составляющей. Вместо него лучше всего сделать несколько витков провода, которые закрепляются на магнитопровод. Для этого необязательно избавляться от старой намотки, их можно выполнить поверх.

Рекомендуется для этой цели использовать провод марки МГТФ, имеющий фторопластовую изоляцию. Понадобится небольшое его количество. Несмотря на это обмотка будет полностью покрыта, поскольку большая часть отводится на изоляцию. Из-за этого такие устройства имеют низкие показатели мощности. Для её увеличения требуется использовать трансформатор переменного тока.

Использование трансформатора

Главным преимуществом при изготовлении блока питания своими руками является то, что есть возможность подстраиваться под показатели трансформатора. Кроме этого, не потребуется цепь обратной связи, которая чаще всего является неотъемлемой частью в работе устройства. Даже если во время сборки были сделаны какие-либо ошибки, чаще всего такой блок будет работать.

Для того чтобы сделать собственноручно трансформатор, потребуется иметь дроссель, межобмоточную изоляцию, а также обмотку. Последнюю лучше всего выполнить из лакированного медного провода. Следует не забывать о том, что дроссель будет работать под напряжением.

Обмотку нужно тщательно изолировать даже тогда, когда она имеет заводскую специальную защитную плёнку из синтетического материала. В качестве изоляции можно использовать или электрокартон, или же обычную бумажную ленту, толщина которой должна быть не меньше 0,1 мм. Только после того, как будет сделана изоляция, можно поверх неё наматывать медный провод.

Что касается обмотки, то провод лучше всего выбрать как можно толще, а вот количество необходимых витков можно подобрать исходя из требуемых показателей работы будущего устройства.

Таким образом, можно сделать ИБП, который будет иметь мощность более 20 Вт.

Назначение выпрямителя

Для того чтобы в импульсном блоке не произошло насыщение магнитопровода, требуется использовать только двухполупериодный выходной выпрямитель. В том случае, если трансформатор должен понижать напряжение, рекомендуется использование схемы с нулевой точкой. Чтобы выполнить такую схему, нужно иметь две абсолютно одинаковые вторичные обмотки. Их можно сделать самостоятельно.

Следует учитывать то, что выпрямитель по типу «диодный мост» для этой цели не подходит. Это связано с тем, что значительное количество мощности во время передачи будет теряться, а значение электрического напряжения будет минимальным (менее 12В). Но если делать выпрямитель из специальных импульсных диодов, тогда стоимость такого устройства обойдётся значительно дороже.

Наладка устройства

После того как БП будет собран, требуется проверить его работу на максимальной мощности. Это необходимо для того, чтобы измерить температуру нагревания трансформатора и транзистора, значения которых не должны превышать 65 и 40 градусов соответственно. Чтобы избежать перегрева этих элементов, достаточно увеличить сечение провода обмотки. Также часто помогает изменение мощности магнитопровода в большую сторону (учитывается ЭПР). В том случае, если дроссель был взят из балласта светодиодного фонаря, увеличить сечение не получится. Единственным вариантом будет контролировать нагрузку на прибор.

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.

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).

Самостоятельное изготовление блока питания

ИБП можно изготовить своими руками. Для этого понадобятся небольшие изменения в перемычке электронного дросселя. Далее выполняется подключение к импульсному трансформатору и выпрямителю. Отдельные элементы схемы удаляются ввиду их ненужности.

Если блок питания не слишком высокомощный (до 20 Вт), трансформатор устанавливать необязательно. Хватит нескольких витков проводника, намотанных на магнитопровод, расположенный на балласте лампочки. Однако осуществить эту операцию можно только при наличии достаточного места под обмотку. Для нее подходит, к примеру, проводник типа МГТФ с фторопластовым изоляционным слоем.

Провода обычно нужно не так много, поскольку практически весь просвет магнитопровода отдается изоляции. Именно этот фактор ограничивает мощность таких блоков. Для увеличения мощности потребуется трансформатор импульсного типа.

Импульсный трансформатор

Отличительной характеристикой такой разновидности ИИП (импульсного источника питания) считается возможность его подстраивания под характеристики трансформатора. Кроме того, в системе нет цепи обратной связи. Схема подключения такова, что в особенно точных подсчетах параметров трансформатора нет необходимости. Даже если будет допущена грубая ошибка при расчетах, источник бесперебойного питания скорее всего будет функционировать.

Межобмоточный изоляционный слой чаще всего выполнен из бумаги. В некоторых случаях на обмотку нанесена синтетическая пленка. Однако даже в этом случае следует дополнительно обезопаситься и намотать 3-4 слоя специального электрозащитного картона. В крайнем случае используется бумага толщиной от 0,1 миллиметра. Медный провод накладывается только после того, как предусмотрена данная мера безопасности.

Что касается диаметра проводника, он должен быть максимально возможным. Количество витков во вторичной обмотке невелико, поэтому подходящий диаметр обычно выбирают методом проб и ошибок.

Выпрямитель

Чтобы не допустить насыщения магнитопровода в источнике бесперебойного питания, используют исключительно двухполупериодные выходные выпрямители. Для импульсного трансформатора, работающего на уменьшение напряжения, оптимальной считается схема с нулевой отметкой. Однако для нее нужно изготовить две абсолютно симметричные вторичные обмотки.

Для импульсного источника бесперебойного питания не подойдет обычный выпрямитель, функционирующий согласно схеме диодного моста (на кремниевых диодах). Дело в том, что на каждые 100 Вт транспортируемой мощности потери составят не менее 32 Вт. Если же изготавливать выпрямитель из мощных импульсных диодов, затраты будут велики.

Наладка источника бесперебойного питания

Когда собран блок питания, остается присоединить его к наибольшей нагрузке, чтобы проверить — не перегреваются ли транзисторы и трансформатор. Температурный максимум для трансформатора — 65 градусов, а для транзисторов — 40 градусов. Если трансформатор чересчур нагревается, нужно взять проводник с большим сечением или же увеличить габаритную мощность магнитопровода.

Перечисленные действия можно выполнить одновременно. Для трансформаторов из дроссельных балансов нарастить сечение проводника вероятнее всего не удастся. В этом случае единственный вариант — сокращение нагрузки.

ИБП высокой мощности

В некоторых случаях стандартной мощности балласта не хватает. В качестве примера приведем такую ситуацию: есть лампа мощностью 24 Вт и необходим ИБП для зарядки с характеристиками 12 B/8 A.

Для реализации схемы понадобится неиспользуемый компьютерный БП. Из блока достаем силовой трансформатор вместе с цепью R4C8. Данная цепочка защищает силовые транзисторы от чрезмерного напряжения. Силовой трансформатор соединяем с электронным балластом. В этой ситуации трансформатор заменяет дроссель. Ниже изображена схема сборки источника бесперебойного питания, основанная на лампочке-экономке.

Из практики известно, что данная разновидность блоков дает возможность получать до 45 Вт мощности. Нагревание транзисторов находится в рамках нормы, не превышая 50 градусов. Чтобы полностью исключить перегревание, рекомендуется вмонтировать в транзисторные базы трансформатор с большим сечением сердечника. Транзисторы ставят непосредственно на радиатор.

Устройство ЛЛ

Устройство лампы

Под внешними конструктивными элементами располагается электронная схема лампы – она обозначается как ЭПРА или пускорегулирующий аппарат. Этот узел в полном составе имеется далеко не в каждой модели «экономки». Там же где пусковой регулятор установлен в классической комплектации, схема эконом лампы состоит из следующих основных модулей и деталей:

• пусковой конденсатор, обеспечивающий получение мощного импульса, необходимого для запуска схемы;
• сетевой фильтр, позволяющий снизить уровень радиочастотных помех до приемлемого уровня – избавиться от эффекта мерцания;
• емкостный фильтр, сглаживающий пульсации токовой составляющей;
• ограничивающий ток дроссель, необходимый для защиты от перегрузок;
• биполярные транзисторы и драйвер.

Составляющие схемы балласта и особенности его работы

Электронный балласт энергосберегающей лампы фирмы DELUX

В состав электронного балласта входят формирователь, транзисторный ключ, а также выходной трансформатор с элементами резонансного запуска. Порядок работы этого блока:

1. Формируемый в задающем модуле импульс тока поступает на базу транзистора и приводит к его открытию.
2. Сразу же вслед за этим происходит заряд конденсатора, скорость которого определяется дополнительными элементами схемы.
3. С выхода транзисторного ключа импульсы поступают на малогабаритный трансформатор.
4. С его вторичной обмотки через резонансный контур с конденсатором пониженное импульсное напряжение подается на контакты лампы.

Принципиальная схема электронного балласта для ЛЛ

Формируемое в трубке свечение характеризуется присущей только ей резонансной частотой, зависящей от емкости подключаемого в параллель конденсатора. В начальный момент при зажигании величина импульсов достигает до 600 Вольт, что вынуждает применять специальные меры защиты от перенапряжений. Сделать это удается за счет применения в схеме шунтирующего конденсатора, позволяющего сразу же после пробоя «срывать» резонанс и переводить лампу в рабочее состояние с постоянным свечением. Его прерывание возможно только после срабатывания выключателя, установленного в самом осветительном приборе.

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 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.

Составляющие схемы

Стандартные бытовыеэнергосберегающий лампы любой мощности имеют одну схему работы и включаютследующие элементы со своими особыми функциями:

• На пусковом конденсаторе происходит зажигание лампы.
• Фильтр электромагнитных помех предотвращает мерцание и прочие сбои, идущие из сети.
• Стабилизирующий фильтр-емкость обеспечивает подачу тока заданных параметров, тем самым продлевая срок эксплуатации прибора.
• Токоограничитель защищает схему от избытка напряжения и поддерживает его постоянное значение.
• Транзисторы биполярные.
• Предохранитель-резистор предотвращается электронику от резкого повышения напряжения в сети.

Основные компонентыэнергосберегающей 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 сделать ремонт своими руками

Отремонтировать энергосберегающую лампу можно своими руками. Потребуется набор простых инструментов и основные знания в сфере электротехники.

Разбор лампы

Чтобы разобрать лампу, цоколь нужно открыть плоской отверткой. Плату отпаять от цоколя и прозвонить контакты.

Лампа в разобранном виде

Провод с вилкой желательно подготовить заранее, чтобы можно было в любой момент подать напряжение на плату.

Определение неисправности

После разборки внимательно осмотрите колбу. Если на ней присутствуют затемнения или прогары, вполне вероятно, что неисправность кроется здесь. Лучше подключить к ЭПРА другую колбу и проверить работоспособность.

Если же колба в порядке, проблема скорее всего в плате ЭПРА. Сначала проверьте мультиметром в режиме прозвонки предохранитель, как первый рубеж, защищающий схему от поломок.

Проверка светодиода или прозвонка мультиметром. Информация на дисплее – О – диод исправен, ток идет; OL – диод исправен, ток не идет.

Мультиметром проверяется диодный мост. Щупы подключаются последовательно к анодам и катодам диодов. На экране тестера должны появиться числа около 500 (при обратном подключении 1500). Значение «1» свидетельствует об обрыве диода, а одинаковые значения в обоих направлениях говорят о пробитии.

Если на плате есть почерневший резистор в цепи эмиттера, транзистор скорее всего сгорел. Его можно прозванивать на плате без ограничений. Однако лучшим вариантом будет выпаивание с проверкой в режиме проверки диодов.

Осмотрите конденсатор. Если элемент треснул или вздулся, использовать его дальше нельзя. Без видимых повреждений определить неисправность можно прозвонкой. Между обкладками не должно быть короткого замыкания.

Тестирование элементов

Можно проверить конденсатор, замерив напряжение. Показатель должен быть около 310 В при амплитудном напряжении 220 В. Значительные отклонения свидетельствуют о неполадках в схеме. Восстановить работоспособность лампы поможет замена конденсатора. Не используйте дешевые китайские аналоги, они быстро выходят из строя.

При подаче напряжения на плату через диодный мост проходит значительный ток, который может привести к перегоранию элементов. Чтобы решить эту проблему, используется токоограничительный резистор. В дорогих лампах его функции выполняет термистор. Если элемент выходит из строя, поломка диодов и прибора в целом – вопрос времени.

Ремонт и сбор лампы

Неисправные элементы выпаять и заменить на другие. Можно использовать детали от других сломанных энергосберегающих ламп, предварительно убедившись в их исправности.

При необходимости перепайки отдельных компонентов схемы воспользуйтесь паяльником. Обычное жало в данном случае слишком велико, поэтому намотайте на него медную проволоку с сечением около 4 мм.

Можно использовать китайский паяльник с зарядкой от usb

Прозвонить диоды непосредственно на плате не получится. Их проверка возможна только после полного удаления элементов с платы. Обнаружив неисправность, подберите новый вариант по характеристикам.

Ремонт энергосберегающей лампы несложное занятие и не требует значительных затрат. Если процедура проводится регулярно, приобретите комплект для ремонта с набором востребованных деталей.

Принципы работы и устройства

Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную полую колбу, которая наполнена ртутными парами. В момент включения в них создается электрический дуговой разряд между двумя электродами, устроенный пусковым конденсатором. Он приводит к возникновению ультрафиолетового излучения, невидимого для человеческого глаза. Для его преобразования в видимый свет на стенки колбы наносится люминофор (чаще всего используют соединения галофосфат кальция или ортофосфат кальция-цинка). При прохождении ультрафиолета через люминофор образуется яркий свет. Его светоотдача значительно превосходит свечение вольфрама в лампах накаливания при аналогичном энергопотреблении. Цвет зависит от состава люминофора.

В отличие от обычной лампы, энергосберегающие люминесцентные модели нельзя подсоединить напрямую к источнику тока 220 В. В выключенном состоянии пары ртути внутри колбы имеют очень большое сопротивление, поэтому для образования разряда необходимо подать импульс высокого напряжения. Кроме того, в момент запуска, сразу после возникновения разряда, лампа имеет большое отрицательное сопротивление, которое без защитных элементов в схеме может привести к короткому замыканию. Для трубчатых вариантов используется электромагнитный балласт, который устанавливается в сам светильник.