Устройство и принцип работы ламп дневного света
Особенность здесь одна – видимое освещение от лампы возникает только после того, как ультрафиолетовое излучение модифицируется. Такое преобразование возможно лишь при применении тех соединений, в которых содержится галофосфат кальция или иные составы с наличием люминофоров.
По принципу функционирования ЛДС можно приравнять к источникам освещения газоразрядного типа. В колбу из стекла помещают инертный газ, предварительно откачав из неё воздух, а после добавляют в газ 30 мг ртути. В оба края сосуда устанавливаются спиралевидные электроды, схожие с нитью накаливания. Они с каждой стороны припаиваются к 2 контактным ножкам, которые помещаются в пластины диэлектрического типа. Внутреннюю поверхность трубки покрывает слой люминофора.
Включается дневной светильник при помощи пускорегулирующего устройства – электромагнитного или электронного типа. Электромагнитное устройство включает в себя основной элемент – дроссель. Это сопротивление балластного типа в форме индуктивной катушки с сердечником из металла, которое последовательно соединено с люминесцентной лампой.
Выявление неполадок и их устранение
Неисправность лампы дневного света выражается в:
- Полном отсутствии включения.
- Кратковременных мерцаниях лампы с дальнейшим включением.
- Продолжительном мерцании без дальнейшего включения.
- Гудении.
- Мерцании в режиме горения.
Это может неблаготворно сказаться на зрении человека, поэтому следует незамедлительно диагностировать поломку и приступить к ремонту светильника. Для этой цели понадобится мультиметр или тестер сопротивления.
Часто ЛЛ не горит из-за плохого контакта между штырьками лампы и контактами патрона. Держатели со временем изнашиваются и окисляются. Следует почистить их спиртосодержащей жидкостью, ластиком, мелкой шкуркой, а при необходимости подогнуть или заменить пластинки контактов для лучшего соприкосновения со штырьками. Следует помнить, что ЛДС не работает при температуре ниже –50 ˚С и при скачках напряжения более 7 %.
Целостность спиралей-электродов
Лампа не загорается. Проверяется при помощи мультиметра или индикатора на наличие сопротивления с мини-лампочкой. Переключатель устанавливают на измерение сопротивления – минимальный диапазон, щупами прикасаются к штырькам сначала с одной, потом с другой стороны. Неисправная спираль покажет нулевое сопротивление (нить порвалась). Целая нить покажет незначительное сопротивление – от 3 до 16 Ом. Если даже одна из спиралей покажет обрыв, лампа подлежит замене. Восстановить работоспособность с такой поломкой не получится.
Проверка целостности спиралей-электродов
Неисправности в электронном балласте
В лампах нового поколения используется электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА). Чтобы понять, исправен ли балласт, заменяют его на заведомо рабочий. Если светильник включился, это означает, что поломка была в нем. Старый балласт можно починить в домашних условиях. Сначала можно попробовать заменить предохранитель на аналогичный с таким же диаметром и плавкой вставкой. Если спиральные нити слабо светятся – пробит конденсатор между ними. Его нужно заменить на аналогичный, но с рабочим напряжением 2 кВ. В дешевых балластах ставят конденсаторы на 250–400 В, которые часто сгорают.
Устройство электронного балласта
Транзисторы могут перегореть из-за скачков напряжения. При работе сварочного агрегата или любой мощной техники ЛДС желательно выключать. Транзисторы можно взять из списанных балластов или подобрать по таблице. После замены любого элемента нужно проверить исправность светильника, вставив в него лампу мощностью 40 Вт.
Как проверить дроссель люминесцентного светильника
Признаки неисправности дросселя:
- гудение светильника из-за дребезжания пластин;
- лампа зажигается нормально, потом темнеет по краям и гаснет;
- перегрев ЛДС;
- после включения внутри колбы бегают змейки;
- сильное мерцание.
Проверка дросселя
Для проверки дросселя на исправность из светильника вынимают стартер и замыкают накоротко контакты в его патроне. Вынимают лампу и закорачивают контакты в патронах с обеих сторон. Мультиметр устанавливается в режим измерения сопротивления, щупы присоединяются к контактам в патроне лампы. Обрыв обмотки покажет бесконечное сопротивление, а межвитковое замыкание – значение (стрелка) около нуля.
Как проверить стартер
Если при включении ЛДС мерцает, но не загорается, – неисправен стартер. Отдельно от светильника прозвонить стартер мультиметром не удастся, так как без напряжения его контакты разомкнуты. Схема проверки данного элемента включает в себя лампочку 60 Вт и стартер, подключенные последовательно к сети 220 В.
Схема проверки стартера
Как проверить емкость конденсатора тестером
Неисправный конденсатор, находящийся между проводами сети питания, снижает КПД светильника до 40%. В рабочем состоянии КПД составляет 90%, что более экономично. Для ЛЛ до 40 Вт подойдет конденсатор емкостью 4,5 мкФ. Слишком низкая емкость снижает КПД, высокая – вызовет мерцание. Исправность конденсатора проверяют мультиметром с соответствующей функцией.
Отремонтировать лампу своими руками
Ремонт ЛС в домашних условиях предполагает наличие минимальных знаний в электроприборах. Схема энергосберегающей лампы главное условие, при устранении поломок осветительного прибора самостоятельно.
Выше было перечислено основные причины имеющихся неисправностей в лампах дневного света. После того как причина была определена нужно приступать к ее исправлению.
1. Первое и самое главное – обесточьте светильник. Вскрываем лампу. Разбираем корпус и смотрим на внешние дефекты и неисправности, которые заметны невооружённым взглядом. Открывается лампа отверткой, после чего выясняется основная причина неисправности.
2. После вскрытия необходимо разглядеть компоненты лампы.
3. Осматриваем плату и замечаем на ней видимые повреждения, они и могут является причиной поломки.
Как видно на рисунке, стрелочками показаны места пригорания платы. Это означает, что где-то происходит замыкание схемы при включении лампы.
Если же плата в порядке продолжаем осмотр других деталей.
4. Следующим проверяем предохранитель. Найти его не составит труда, одним концом он припаян к плате, а вторым к цоколю. Если он повреждён или контакты не припайные, то причина поломки в предохранителе.
5. Следующий на очереди проверки – резистор. Для определения неисправности в этой части лампы, необходимо воспользоваться мультиметром и провести им замер. В случае нормальной работоспособности резистора, мультиметр покажет сопротивление 10 Ом, в не работающем случае – покажет единицу.
6. Следующим на очереди осмотра – нити накаливания.
Если нити отсоединены от платы или же на них налёт (следы горения), то вся проблема не работоспособности лампы кроется именно здесь.
После того, как поломка была определена, следует её устранить. Самостоятельно разбирать каждую запчасть и пробовать её паять или что-то делать – не вариант, так как на это пойдёт много усилий, а результата может не быть вовсе. К примеру, если проблема кроется в нитях накаливания, то следует заменить данную часть светильника, так как спаивать самостоятельно или ремонтировать их – дело не из лёгких и даже опытный специалист не всегда может справиться с данной задачей. Поэтому не стоит тратить на это время.
Все составляющие ЛС можно приобрести в любом специализированном строительном магазине. Если поломка была определена, а точной модели той детали, которая вышла из строя узнать не удалось из-за нагара или других причин, то квалифицированные сотрудники магазина помогут подобрать именно то, что нужно.
Замена светодиодной лампы GU5.3 или GU10
Подобный цоколь зачастую крепится стопорным кольцом. В патроне они крепятся двумя токопроводящими штырьками до щелчка (GU5.3) или поворотом на 90 градусов (GU10). Заменить их довольно просто по следующей инструкции.
- Отключаем питание сети;
- перед заменой проверьте мощность заменяемой лампы. Она должна соответствовать мощности перегоревшей. Если поставить более мощную лампу, то можно испортить контроллер или трансформатор, если он установлен. При установке они рассчитываются на определенный показатель мощности подключаемой нагрузки;
- снимаем стопорное кольцо, которое расположено по диаметру корпуса. Потяните аккуратно за него, и лампочка легко выйдет из точечного светильника. Если кольцо с двумя торчащими усиками внутрь — просто сожмите их;
- вынимайте лампочку из патрона, придерживая цоколь второй рукой, устанавливаем новую;
- верните фиксирующее кольцо в паз.
Скачать справочные данные на транзисторы для люминесцентных ламп
• mje13001 / Даташит на транзистор mje13001, pdf, 88.67 kB, скачан: 6656 раз./
• MJE13002 (УКТ9145Б),MJE13003 (УКТ9145Б)_40W / Даташит на транзисторы, pdf, 187.82 kB, скачан: 9124 раз./
• MJE13004 MJE13005_75W / Даташит на транзисторы NPN, pdf, 184.15 kB, скачан: 3866 раз./
• mje13005_on_75W / Даташит на транзисторы к энергосберегающим лампам., pdf, 135.38 kB, скачан: 3830 раз./
• mje13006 mje13007_80W / Даташит на транзисторы к энергосберегающим лампам., pdf, 192.8 kB, скачан: 3447 раз./
• MJE13007-On_80W / Даташит на NPN транзисторы к энергосберегающим лампам., pdf, 127.07 kB, скачан: 10061 раз./
• mje13008 mje13009_100W / Даташит на NPN транзисторы к энергосберегающим лампам. Собраны несколько даташитов разных производителей в один файл., pdf, 1.07 MB, скачан: 4531 раз./
Неисправности и способы их устранения
Первое, что нужно сделать, — проверить напряжение на контактах лампочки и стартера. Если его нет, меняем неисправные элементы на новые.
Однако зачастую с напряжением все в порядке, но лампа дневного света все равно не включается, или часто мерцает, или моргает, но не загорается. Ниже рассмотрим наиболее распространенные проблемы, ведущие к такой ситуации:
- Когда лампочка после включения не только не мерцает, но и не светится, речь, вероятно, идет о прерывании цепи. Чтобы обнаружить такой дефект, прозваниваем цепь с помощью мультиметра. Возможно, что проблема возникла из-за отсоединившегося проводника или поломанной вилки устройства.
- Если во время работы люминесцентной лампы отмечается недостаточно сильное свечение с одной из ее сторон (при этом слышно потрескивание), причина неисправности заключается в коротком замыкании. Для устранения проблемы подойдет два способа. В первом случае переворачиваем лампу так, чтобы рабочий и нерабочий концы поменялись местами в патронах. Если свечение не нормализовалось, меняем колбу. Второй вариант решения вопроса состоит в проверке целостности проводов и патронов.
- Еще один вариант поломки: лампы горят постепенно угасающим желтым светом. Тут не обойтись без замены лампочки, поскольку причина проблемы в разгерметизации колбы и проникновении в нее воздуха.
- Спустя какой-то период на лампочке появляется потемнение. В таком случае проверяем дроссель. Для этого снимаем показатели рабочего и пускового тока. Слишком высокий уровень указывает на необходимость замены дросселя.
- Если появление темных пятен сопряжено с проскакивающими электрическими разрядами, но свечение не исчезает, неисправность, скорее всего, кроется в стартере. Чтобы установить причину точнее, делаем замер рабочего тока. В случае повышенного уровня меняем стартер. Если ток в пределах нормы, несколько раз проворачиваем лампочку в патроне. Свечение должно восстановиться. Если нет — меняем лампу.
- При постепенном снижении интенсивности свечения проверяем рабочее напряжение. Ток выше нормы указывает на неисправность дросселя. Если в рамках допустимого — понадобится замена лампы, поскольку есть недостаток ртутного содержимого.
- Когда лампочка моргает после выключения, причин мерцания бывает несколько (как и после включения). Наиболее распространенная заключается в моргании из-за совместной работы лампы и переключателя с подсветкой. Энергия, идущая на подсветку, становится фактором включения лампочки, однако ее объема недостаточно, и потому светильник только мигает. Единственный выход — отказ от выключателя с подсветкой.
- Порой моргание идет вследствие воздействия электромагнитных волн. Проблема возникает, когда в непосредственной близости от лампы расположена электробытовая техника (телевизор, компьютер и т.д.). Также источником волн являются радиостанции, вышки сотовой связи, ЛЭП и другие подобные объекты. Проблема решается только устранением ее первопричины.
- Мерцание возникает из-за неисправной электропроводки в квартире (доме). Обычно лампа начинает мигать в сырую погоду. Необходимо менять проводку на новую.
- Недостаток напряжения в сети (нехватка 10 и больше процентов) — еще один фактор, приводящий к миганию светильника.
- Люминесцентные лампы не всегда включаются или моргают при слишком низкой температуре (ниже 5 градусов тепла).
Любой из перечисленных выше факторов способен привести к миганию люминесцентной лампочки. После нахождения неисправности ее необходимо обесточить до восстановления работоспособности. Следует помнить, что неправильная работа одного из элементов ведет к повреждению других звеньев системы.
Люминесцентная лампа – это подвид газоразрядных источников света, для их запуска необходим электрический импульс, который проходит через пары ртути. Когда газ разогревается, появляется ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофорного покрытия на внутренней части колбы.
Если с лампочкой все в порядке, то она светится сразу после запуска. В норме она может моргнуть 1 или 2 раза во время разжигания газа. Но, если мигает лампа дневного света (ЛДС) длительное время после включения или издает необычные звуки (гудение, потрескивание), то это свидетельствует о неисправности одного из элементов системы. В таком случае стоит провести диагностику, чтобы выявить причины некорректной работы устройства, и провести ремонт.
Устройство ЭПРА
Электронный пускорегулирующий аппарат (electronic ballast) является сложным электронным устройством. В состав входят:
- Фильтр помех: необходим для нивелирования влияния помех из электросети и в нее;
- Выпрямитель: необходим для преобразования переменного тока в постоянный;
- Опционально: корректор мощности;
- Сглаживающий фильтр: служит для снижения пульсаций;
- Инвертор: повышает напряжение до необходимого;
- Балласт: аналог электро-магнитного дросселя.
В некоторых моделях инвертор может быть дополнен регулятором яркости. Для этого необходим внешний светорегулятор (либо ручной, либо автоматический на базе фоторезистора). Схем разработано очень много. Элементная база ЭПРА для дневных люминесцентных ламп весьма разнообразна: от мощных полевых транзисторов в мостовой схеме при нагрузках в сотни Ватт, до микросхем-драйверов в маломощных светильниках. Но тем не менее алгоритм работы един.
В упрощенном виде для одной лампы дневного света схема выглядит так:
Т.е. схема состоит всего из двух компонентов: люминесцентной лампы и электронного пускателя. С точки зрения электрика это намного проще классической схемы светильника при использовании электромагнитного дросселя и стартера. На клеммы N и L подается сетевое напряжение. Вывод ground – заземление. Для работы ЭПРА подключение заземляющего контакта не является обязательным и служит лишь для безопасной эксплуатации.
Схема подключения для двух ламп – аналогична.
В ней отсутствуют дополнительные элементы, схема дополнена разве что второй лампой, выводы которой подключены напрямую к электронному блоку.
Схемы ЭПРА сложны и состоят из множества электронных компонентов. Человеку без инженерного образования понять схему очень сложно. К тому же не каждый электрик сможет разобраться во внутреннем устройстве.
Один из вариантов принципиальной схемы ЭПРА
Это достаточно простая схема для инженера-электроника. В упрощенном понимании схема работает следующем образом. Выпрямление производится двухполупериодным выпрямителем – диодным мостом. Сглаживание пульсаций выполняется электролитическим конденсатором, рассчитанным на напряжение выше сетевого, так как амплитудное значение синусоиды для сети переменного тока примерно в полтора раза выше сетевого (√2*220В). Остальными процессами управляет микросхема. За подачу напряжения на лампы отвечают полевые транзисторы. Далее преобразователь работает автономно, частота не изменяется.
Знание электроники позволяет создать и схему питания люминесцентной лампы от низковольтных источников. Схема получается достаточно компактна
Самое важно правильно намотать трансформатор
Принципиальная схема питания люминесцентной лампы от низковольтного источника
Ремонтные работы
Ремонт мигающего осветительного прибора осуществляем в такой последовательности:
- Проверяем напряжение в электросети и качественность контактов.
- Меняем лампочку на исправную.
- Если светильник продолжает мигать, меняем стартер в светильниках ЭмПРА, проверяем дроссель. В случае с ЭПРА понадобится починка или замена электронного балласта.
Для выполнения ремонтных работ понадобится определенный набор инструментов, в том числе паяльник, мультиметр, отвертки. Очень неплохо, если кроме инструмента имеется хотя бы базовый набор познаний в электротехнике.
Электромагнитный балласт
Чтобы починить устройство с ЭмПРА, выполняем следующие действия:
- Проверяем конденсаторы. Применяются для снижения электромагнитных помех и компенсации недостатка реактивной мощности. В некоторых случаях неисправность связана с утечками тока в конденсаторах. Эту причину нужно исключить первой, чтобы избежать ненужной замены достаточно дорогостоящего конденсатора.
- Прозваниваем электромагнитный балласт, чтобы найти пробой. Если мультиметр имеет опцию замера индуктивности, по характеристикам дросселя ищем межвитковое замыкание. Перемотка балласта своими руками не стоит потраченного времени — это очень трудоемкая операция. В связи с этим балласт проще поменять или поставить электронный аналог. Нужный ЭПРА можно купить в магазине или достать из вышедшей из строя лампы.
Электронный балласт
Схемы ЭПРА отличаются в зависимости от производителя. Однако принцип их работы ничем не отличается друг от друга: нити накала характеризуются определенной индуктивностью, что дает возможность задействовать их в автоколебательном контуре. Контур включает конденсаторы и катушки, обладает обратной связью с инвертором, состоящим из мощных транзисторных ключей.
Когда нити нагреваются, их сопротивление возрастает, параметры колебаний меняются. Реакция инвертора состоит в выдаче напряжения для розжига лампочки. Происходит шунтирование током через ионизированную газовую среду напряжения на нитях, вследствие чего снижается накал. Обратная связь инвертора с автоколебательным контуром дает возможность управлять силой тока в лампочке.
Ремонт электронного балласта
Для диагностирования состояния ЭПРА в условиях мастерской применяют осциллограф, частотный генератор или другую измерительную технику. Если ремонт проводится дома, поиск проблемы осуществляется путем визуального осмотра электронной платы и последовательного поиска испорченного компонента с помощью подручных измерительных устройств.
Вначале проверяем предохранитель (если есть). Поломка предохранителя нередко оказывается причиной выхода из строя светильника. Бывает это в случае скачка напряжения в электросети. Предохранитель перегорает из-за неправильной работы пускорегулирующего устройства.
Причиной неисправности может быть практически любой элемент балласта, в том числе конденсатор, резистор, транзистор, диоды, дроссели и трансформаторы. На проблему указывает почернение электронных компонентов, произошедшее вследствие выгорания.
Работоспособность системы проверяют мультиметром. Чтобы проверка была качественной, рекомендуется разобрать систему на детали, выпаяв нужные компоненты из платы. Когда детали находятся вместе, возможны ложные результаты измерений. Без выпаивания достоверные показатели можно получить лишь на пробой.
Найденные неисправные детали следует заменить. Пайка полупроводников (диодов и транзисторов) должна осуществляться очень аккуратно, так как эти компоненты легко выходят из строя после перегрева.
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
- 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). - 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.
- 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.
- 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.
