Ремонт светильников с перегоревшими дросселями
Светильники с перегоревшими электромагнитными дросселями можно отремонтировать самостоятельно, заменив отказавший элемент другим, например, применяемым в иных вариантах световой аппаратуры.
Например, в настольных светильниках с ЭмПРА можно использовать плату (с элементами, обеспечивающими горение лампы) от энергосберегающей лампы.
Для этого нужно найти экономичную перегоревшую лампочку (той же мощности, что и у ремонтируемой) с сохранившейся в хорошем состоянии электронной «начинкой».
Перегоревшая энергосберегающая лампа с электронной начинкой
Далее необходимо отделить от лампы цоколь вместе с платой и извлечь саму плату. При этом запомнить, где находятся выводы на высоковольтный конденсатор, на лампу и на входное напряжение питания 220 В.
Отделение платы
Все штырьки, расположенные на плате, и конденсатор (на картинке он зеленого цвета) необходимо выпаять.
Он пойдет в нижнюю, пластмассовую часть цоколя настольной лампы.
Снимаем нижнюю пластину
Для этого снимаем нижнюю пластину в месте, отмеченном на рисунке, и вытаскиваем из вскрытого кожуха находящиеся в нем детали, которые были соединены при помощи латунных трубок с электродами лампы.
Вместо удаленных нами элементов к проводам, идущим на электроды, присоединяем конденсатор, выпаянный с платы, и помещаем во вскрытый кожух. После этого отделенную нами пластину возвращаем на место и приклеиваем клеем.
Присоединяем конденсатор
Помещаем во вскрытый кожух
Далее создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами, выходящими с преобразующей электронной платы, снятой с энергосберегающей лампы.
Создаем точки соединения штырьковых выводов электродов с проводами
Для этого провода с коммутирующего разъема припаиваем к контактам платы на выходе (на рисунке они находятся слева).
Плату помещаем в защитный корпус.
Зачем это нужно сделать?
Так как элементы на плате находятся под высоким напряжением, в целях электробезопасности нужно закрыть к ним доступ.
Через провода, находящиеся справа на рисунке, в схему подается входное напряжение от сети 220 В.
Для подключения используем вилку и розетку.
Включенная лампа
Включаем созданную конструкцию в сеть. Лампа загорается, светильник работает.
Такие и многие другие самоделки позволяют экономить деньги на покупке товаров, взамен вышедших из строя. При наличии некоторого объема знаний и опыта всегда есть возможность сделать нужные изменения и ремонт светильника своими руками.
Общие сведения о люминесцентных лампах
Оттенок цвета люминесцентной лампы, как и светодиодной, зависит от цветовой температуры. При t = 4 200 К свет от прибора будет белым, и маркироваться она будет как ЛБ. Если же t = 6 500 К, то освещение приобретает чуть синеватый оттенок, становится более холодным. Тогда при маркировке указывается, что это лампа ЛД, т. е. «дневная». Интересен тот факт, что при исследованиях выявлено – лампы с более теплым оттенком имеют более высокий КПД, хотя на глаз кажется, что холодные цвета светят немного ярче.
И еще один момент, касающийся размеров. В народе люминесцентную лампу Т8 на 30 Вт называют «восьмидесяткой», подразумевая, что ее длина – 80 см, что не соответствует действительности. На самом деле длина составляет 890 мм, что на 9 см длиннее. Вообще же самые ходовые ЛЛ – это как раз Т8. Их мощность зависит от длины трубки:
- Т8 на 36 Вт имеет длину в 120 см;
- Т8 на 30 Вт – 89 см («восьмидесятка»);
- Т8 на 18 Вт – 59 см («шестидесятка»);
- Т8 на 15 Вт – 44 см («сороковка»).
Зажигаем сгоревшую лампу
В данной схеме при сгоревшей лампе двойные штырьки на концах замыкаются между собой.
Подбор компонентов в зависимости от мощности лампы, делайте ориентируясь на табличку ниже.
Если лампочка целая, перемычки все равно устанавливаются. При этом не требуется предварительный разогрев спиралей до 900 градусов, как в исправных моделях.
Электроны
необходимые для ионизации, вырываются наружу и при комнатной температуре, даже
если спираль и перегорела. Все происходит за счет умноженного напряжения.
Весь процесс
выглядит следующим образом:
первоначально в колбе разряд отсутствует
затем на концы подается умноженное напряжение
свет внутри за счет этого моментально зажигается
далее загорается лампочка накаливания, которая своим сопротивлением ограничивает максимальный ток
в колбе постепенно стабилизируется рабочее напряжение и ток
лампочка накаливания немного тускнеет
Недостатки
подобной сборки:
низкий уровень яркости
повышенная пульсация
А еще при питании люминесцентных ламп постоянным напряжением, вам придется очень часто менять полярность на крайних электродах колбы. Проще говоря, перед каждым новым включением переворачивать лампу.
В противном
случае пары ртути будут собираться только возле одного из электродов и
светильник без периодического обслуживания долго не протянет. Это явление
называется катафорез или унос паров ртути в катодный конец светильника.
Там где
подключен “плюс”, яркость будет меньше и этот край начнет чернеть
значительно быстрее.
Особенно это
заметно при монтаже светильников ЛБ в холодных помещениях – гараж, сарай,
коридор, подвал. Если колба не прогрета, она может даже не запуститься.
В этом
случае стоит до нее дотронуться теплой рукой и она тут же начинает гореть.
Поэтому
запомните – люминесцентная лампа это источник света переменного тока.
Постоянный ей противопоказан и убивает лампу. Особенно импортные дохнут очень
быстро.
Еще один
минус подобных диодных схем, про который мало кто говорит – итоговый ток
потребления из розетки. Для 40Вт ЛБ лампочки при не идеально подобранных
компонентах, ток потребления из сети 220В может доходить до 1А.
А это даже
превышает нагрузку обычной лампы накаливания в 200Вт. Вот это экономия у вас
получится!
Поэтому какой из способов подойдет именно вам, решайте сами, исходя из имеющихся под рукой запчастей и познаний в электронике.
Что такое дроссель и для чего он нужен?
В этой статье мы расскажем читателям энциклопедии домашнего мастера что такое дроссель и для чего он нужен. Drossel — это немецкое слово, которое обозначает сглаживание. Конкретно будем говорить об электрическом дросселе. Сейчас трудно найти электрическую схему в которой нет данного устройства, которое даже в цифровой век широко используется в технике. Он нужен для регулирования либо отсекания, в зависимости от назначения — сглаживать резкие скачки тока или отсекать электрические сигналы другой частоты, постоянный ток отделять от переменного.
Конструкция и принцип работы
Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:
Внешний вид изделия может быть таким, как на фото:
Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот. Похож на трансформатор только с одной обмоткой. Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться. Проведем мысленный эксперимент — у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.
Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике.
Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление.
Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя — выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.
Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом. Этот эффект используют для устройств, в электрических цепях, где нужно ограничить ток до нужной величины, при этом избежать излишней громоздкости и выделения тепла.
Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:
Наглядное сравнение, объясняющее принцип работыТеоретическая часть вопроса
Область применения
Дроссель предназначен для того, чтобы сделать нашу жизнь светлее. Конкретно в люминесцентных лампах он ограничивает ток через колбу, до нужной величины, избегая его чрезмерное увеличение через лампу.
Люминесцентный светильник в основном состоит из дросселя, стартера, люминесцентной лампы. В двух словах описание работы люминесцентного светильника происходит так:
Из сети ток через дроссель проходит на одну из нитей накала люминесцентной лампы, далее попадает на стартерное устройство, далее на вторую нить накала и уходит в сеть. В стартерном устройстве пластина из биметалла нагревается тлеющим разрядом газа, выпрямляется под действием тепла и замыкает цепь.
В этот момент начинают работать нити накала, на концах лампочки, разогревая пары ртути в колбе люминесцентной лампы. Через короткий промежуток времени, пластина в стартере остывает и возвращается в исходное положение.
Во время разрыва цепи происходит резкий всплеск напряжения в дросселе, происходит пробой газа в колбе люминесцентной лампы, и возникает тлеющий разряд, лампочка начинает светить, работающая лампа шунтирует стартер, выключая его из цепи более низким сопротивлением.
В электронных схемах современных экономических люминесцентных ламп тоже есть рассматриваемый в статье элемент, но из-за более высоких частот он имеет миниатюрные размеры. А принцип работы и назначение остались те же.
Также дроссель обязательный элемент в схемах ламп ДРЛ, натриевых ламп ДНАТ, металлогалогеновых лампочек CDM.
В импульсных блоках питания в схемах преобразователях назначение дросселя — блокировать резкие всплески от трансформатора, пропуская сглаженное напряжение. Грубо говоря в этом случае он играет роль фильтра.
С помощью дросселя можно улучшить дешевый или самодельный сварочный аппарат, установив его во вторичную цепь. Сварочный трансформатор собранный с дросселем будет варить не хуже фирменных аппаратов, дуга станет ровной и не будет рваться, шов будет равномерно залит.
Поджог дуги станет происходить намного легче и просадка сетевого напряжения будет меньше влиять на появление и горение дуги. Даже неспециалист сможет быстро достичь хороших результатов в сварке, делая всевозможные поделки у себя дома.
Вот мы и рассмотрели устройство дросселя, принцип работы и назначение. Надеемся, что теперь вы полностью разобрались, для чего нужен данный элемент схемы!
Будет интересно прочитать:
Принцип работы пускателя
Какая бы ни была применена схема для пуска люминесцентной лампы. Общий принцип работы остается неизменным. В принципе, сходные процессы происходят при использовании дросселя и стартера. Всего три фазы:
- Первоначальный прогрев электродов. В ЭПРА это происходит достаточно мягким повышением напряжения на вольфрамовые нити.
- Поджиг. В этот момент схема подает высоковольтный импульс (обычно около полутора киловольт). Этого достаточно для электрического пробоя газа и паров ртути. Напряжение поджига у люминесцентных ламп существенно выше напряжения горения.
- Горение. После высоковольтного импульса схема снижает напряжение до необходимого для поддержания тлеющего разряда. Частота переменного тока на электродах может достигать 38 кГц в зависимости от схемы.
В ЭПРА поджигающей импульс обеспечивается электронной схемой. В классической схеме – за счет энергии, накопленной дросселем. Прогрев электродов также обеспечивает ЭПРА. При стартерной схеме включения, электроды прогреваются в момент замыкания контактов стартера. Его можно заменить кнопкой без фиксации.
Принцип действия
Как уже говорилось, схема питания лампы дневного света принципиально отличается от подключения приборов накаливания. Дело в том, что электроэнергия здесь преобразовывается в световой поток посредством протекания тока сквозь скопление паров ртути, которые смешаны с инертными газами внутри колбы. Происходит пробой этого газа при помощи высокого напряжения, поступающего на электроды.
Как это происходит, можно понять на примере схемы.
Составляющие люминесцентного светильника
На ней можно увидеть:
- пускорегулирующий аппарат (стабилизатор);
- трубка лампы, включающая в себя электроды, газ и люминофор;
- слой люминофора;
- стартерные контакты;
- стартерные электроды;
- цилиндр корпуса стартера;
- пластинка из биметалла;
- наполнение колбы из инертного газа;
- нити накаливания;
- излучение ультрафиолета;
- пробой.
Слой люминофора наносится на внутреннюю стенку лампы для того, чтобы преобразовать ультрафиолет, который невидим человеку, в освещение, принимаемое обычным зрением. При изменении состава этого слоя можно изменить оттенок цвета осветительного прибора.
Основные плюсы
Несмотря на то, что сегодня популярность ЭмПРА заметно снизилась, такие приборы все равно используются. Это обусловлено рядом преимуществ:
- обеспечение безопасной работы люминесцентной лампы, для чего нужен еще и стартер;
- возможность сдерживать ток на определенном уровне;
- частичная стабилизация светового потока, но принцип работы ЭмПРА таков, что полностью убрать мерцание газоразрядных ламп невозможно;
- доступная цена.
Именно благодаря последнему фактору из вышеназванных, пускорегулирующее устройство электромагнитного типа с дросселем сегодня еще используется. Кроме того, эти приборы отличаются простотой монтажа и несложной эксплуатацией.
В случае, когда видимых причин нет, следует проверить исправность дросселя. Сделать это можно, подключив рабочую лампу накаливания. При обрыве источник света не горит, при витковом замыкании – светит в полную силу. Нормальный режим работы – вполнакала.
Варианты включения люминесцентных источников света
Схема подключения ламп данного вида через стартер и дроссель выглядит следующим образом:
Схема подключения к питанию
Можно выбрать вариант с компенсационным конденсатором или без него, все зависит от коэффициента мощности. От того, какой тип стартера используется, будет зависеть количество подключаемых последовательно ламп:
Принято считать, что без ПРА невозможно включить газоразрядный осветительный прибор. Это не совсем так. Если изменить схему, то бездроссельное подключение выполнить вполне реально. Чтобы обеспечить нормальные условия работы люминесцентного источника света, напряжение сети должно быть удвоенным и выпрямленным, для чего в схему вводится выпрямитель. А вместо балласта используется миниатюрная лампа накаливания, резистор или конденсатор для этой цели не подходит.
Непосредственно, схема подключения через источник света с нитью накаливания и выпрямителем:
Таким образом, газоразрядные лампы, в частности, люминесцентные исполнения, будут работать, если предусмотреть для них пускорегулирующее устройство. В зависимости от его типа (электронный или электромагнитный вариант) можно обеспечить разный уровень эффективности освещения. ЭмПРА включает в себя дроссель и стартер.
Первый из элементов создает нормальные условия для функционирования источника света (сдерживает рабочий ток на определенном уровне), поэтому считается, что без него освещение работать не будет. Но альтернатива есть – схема питания без дросселя, но с удвоенным напряжением источника питания.
Роль дросселя в схемах пускорегулирующих устройств
Основная задача дросселя для люминесцентных ламп заключается в образовании импульса, способного пробить среду, наполненную газом. Кроме того, он должен поддерживать установленное значение тока и напряжения на контактах и во всей схеме работающего светильника. Принцип действия этого устройства связан с работой катушки индуктивности, извлекающей энергию из сети и превращающей ее в магнитное поле.
Точно такая же катушка входит в устройство дросселя. При замыкании контактов происходит постепенный рост тока на катушке, а после размыкания он на короткое время многократно возрастает, а потом начинает плавно снижаться. Дроссель-трансформатор, применяемый в люминесцентных светильниках, по своей сути является такой же катушкой, внутри которой установлен ферромагнитный сердечник. Он подходит лишь для электрических цепей, где применяется электромагнитная пускорегулирующая аппаратура.
Теперь рассмотрим не только, для чего нужен дроссель, но и как он работает.
При подаче напряжения ток вначале попадает на дроссель-трансформатор, затем он поступает к первой паре электродов лампы, далее – на стартер и на вторую пару электродов, после чего возвращается в сеть. Этого тока недостаточно для того чтобы зажечь лампу, однако, он способен разогреть электроды стартера и создать тлеющий разряд. Он обладает напряжением, более низким чем в сети, но превышающим это значение у работающего светильника.
После разогрева в стартере биметаллического электрода, происходит его замыкание со вторым электродом, после чего в схеме происходит стремительный скачок тока и электроды в торцах лампы начинают разогреваться. Одновременно, под действием самоиндукции, в дросселе размыкается цепь, что приводит к скачку напряжения. К нему прибавляется входное напряжение, и в совокупности они создают условия, необходимые для запуска лампы.
К этому времени электроды разогреваются до температуры, обеспечивающей начало эмиссии, а в самом дросселе образуется высоковольтный импульс. Тлеющий разряд вначале появляется в аргоне, а после перехода ртути в состояние пара он продолжается уже в ртутных парах, после чего схема начинает стабильно работать в обычном режиме. Напряжение на дросселе падает и соответственно уменьшается в самой лампе. Таким образом, обеспечивается защита от возникновения повторного разряда.
Непосредственное включение света происходит при совпадении фаз напряжения и импульса дросселя. Чаще всего они не совпадают по времени, поэтому стартер срабатывает насколько раз перед входом лампы в рабочий режим. В этот момент она начинает мигать, а в стартере возникают радиопомехи, подавляемые конденсатором, установленным в общем корпусе.
Таким образом, кроме зажигания люминесцентной лампы, дроссель-трансформатор ограничивает возрастающий ток до предела, после которого осветительный прибор может выйти из строя.
Основные неполадки и способы ремонта
Нет зажигания лампы
Убедитесь, что настенный выключатель в порядке. Выключите переключатель, выньте трубки и вновь вставьте, чтобы убедиться, что они полностью зафиксированы. Если лампа действует прерывисто, это обычно указывает на перегрев балласта.
Проблемы с изоляцией
Возникают, если температура превышает 90С. Изоляция должны быть такой, чтобы обеспечивалась хорошая циркуляция воздуха. Для этого между всеми компонентами светильника и смежными элементами помещения должен быть зазор не менее 7…8 мм.
Концы чернеют
Конец трубки становится черным, если у светильника слишком быстрый цикл переключения или, если неисправен катод. Поэтому лучше оставлять лампы включенными, а не быстро их выключать и снова включать. Каждое переключение вызывает постепенную эрозию электронно-эмиссионных материалов, покрывающих электроды.
Как устроена и работает ЛДС
Конструктивно прибор представляет собой герметичную колбу, заполненную инертным газом и парами ртути. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором, а в торцы ее впаяны электроды. При подаче напряжения на электроды, между ними возникает тлеющий разряд, создающий невидимое ультрафиолетовое излучение. Это излучение воздействует на люминофор, заставляя его светиться.
Схема люминесцентной лампы
Все это ЛДС, работающие на одном принципе.
Для нормальной работы люминесцентного светильника необходимо выполнить два условия:
- Обеспечить начальный пробой межэлектродного промежутка (запуск).
- Стабилизировать ток через лампочку, чтобы тлеющий разряд не перешел в дуговой (работа).
Пуск лампы
В обычных условиях питающего напряжения недостаточно для электрического пробоя межэлектродного промежутка, поэтому пуск ЛДС возможет только с помощью дополнительных мер – разогрева электродов для начала термоэлектронной эмиссии или повышения напряжения питания до значений, достаточных для создания разряда.
До недавнего времени преимущественно использовался первый метод, для чего электроды делались (и делаются) в виде спиралей, наподобие тех, что стоят в обычных лампочках накаливания. В момент включения на спирали при помощи автоматических устройств (стартеров) подается напряжение, электроды разогреваются, обеспечивая зажигание светильника. После пуска системы стартер отключается и в процессе дальнейшей работы не участвует.
Стартеры для пуска ЛДС на различные напряжения
Позже начали появляться схемотехнические решения, не разогревающие электроды, а подающие на них повышенное напряжение. После пробоя межэлектродного промежутка напряжение автоматически снижается до номинального, и светильник переходит в рабочий режим. Для того чтобы ЛДС можно было использовать с любыми типами пусковых устройств, все они и по сей день выполняются с электродами в виде спиралей накаливания, имеющих по два вывода.
Поддержание рабочего режима
Если ЛДС напрямую включить в розетку, то начавшийся после поджига тлеющий разряд тут же перейдет в дуговой, поскольку ионизированный межэлектродный промежуток имеет очень малое сопротивление. Чтобы избежать этой ситуации, ток через прибор ограничивается специальными устройствами – балластами. Разделяются балласты на два типа:
- Электромагнитные (дроссельные).
- Электронные.
Работа электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ЭмПРА) основана на принципе электромагнитной индукции, а сами они представляют собой дроссели – катушки, намотанные на незамкнутом железном сердечнике. Такая конструкция обладает индуктивным сопротивлением переменному току, которое тем больше, чем выше индуктивность катушки. Дроссели различаются по мощности и рабочему напряжению, которые должны равняться мощности и напряжению используемой лампы.
Электромагнитные дроссели (балласты) для ЛДС мощностью 58 (вверху) и 18 Вт.
Какое освещение Вы предпочитаете
ВстроенноеЛюстра
Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) выполняют ту же функцию, что и электромагнитные, но ограничивают ток при помощи электронной схемы:
Электронное пускорегулирующее устройство для люминесцентной лампы
Принцип работы дросселя.
Основное, что делает дроссель – это производит сдвиг фазы переменного тока в момент перехода через ноль. За счет этого поддерживается тлеющий разряд в колбе газоразрядной лампы. Для ограничения тока, проходящего через электроды лампы выбран дроссель так как он имеет реактивное сопротивление. Кроме того, любая катушка индуктивности может накапливать энергию.
Для зажигания тлеющего разряда необходим импульс электрического тока, это тоже обеспечивается дросселем.
При подаче питания на схему происходит следующее:
- Ток идет по схеме через каушку, электроды лампы и стартер. Он сравнительно не велик, не более 50 мА.
- В колбе стартера происходит ионизация газа, температура растет.
- Биметаллические контакты замыкаются, сила тока возрастает до 600 мА. Дальнейший ток ограничивается дросселем
- Этого тока вполне достаточно для разогрева электродов лампы EL
- В лампе EL1 начинает протекать тлеющий разряд, образуется ультрафиолетовое излучение.
- Люминофорное покрытие под действием образовавшегося ультрафиолета начинает испускать свет с видимой длиной волны.
Важно помнить, что параметры лампы и дросселя коррелируют. Обычно самостоятельное изготовление дросселя лишено смысла. Сейчас на рынке очень много различной пуско-регулирующей аппаратуры
Дополнительно дроссель снижает помехи и сглаживает пульсации
Сейчас на рынке очень много различной пуско-регулирующей аппаратуры. Дополнительно дроссель снижает помехи и сглаживает пульсации.
