gzip.ru - технологии для людей
Радиотехника, электроника и схемы Ремонт и модернизация энергосберегающих лампочек

Энергосберегающая лампочка

Энергосберегающие лампы, или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), - один из этапов развития устройств освещения. В основе этих ламп используется малогабаритная люминесцентная лампа и электронный пуско-регулирующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт), встроенный в цоколь лампы. Вследствие своей компактности, данные лампы по габаритам чуть больше обычных ламп накаливания и менее подвержены механическим повреждениям по сравнению с обычными люминесцентными лампами. Благодаря применению электронного балласта (схемы запуска), отстутствует гудение, присущее дроссельным схемам включения люминесцентных ламп, мерцание, и лампа включается мгновенно, хотя есть варианты с плавным включением.

В настоящее время энергосберегающие лампочки получили широкое распространение. Качество данных ламп варьируется очень сильно. Фирменные лампы - более дорогие, имеют плавное включение и работают дольше. Более дешёвые лампы, а также подделки под известные бренды, чаще всего не отрабатывают и полугода.

Наиболее частые причины поломки энергосберегающих ламп - обрыв нити накала и выход из строя ЭПРА. Как правило, причиной выхода из строя последнего бывает пробой резонансного конденсатора или транзисторов.

Причин быстрого выходя из строя ламп несколько:

1. Некачественные компоненты. Применение деталей, расчитанных на меньшие токи/напряжение, несогласованность работы, отсутствие некоторых деталей на плате в целях экономии.

2. Жёсткий режим работы лампы. В цоколе лампы часто полностью отсутствует вентиляция, а в местах расположения электродов лампы температура часто достаточно высокая. Перегрев приводит к выходу из строя деталей балласта или провисанию и обрыву нити накала.

Починка лампы возможна чаще всего только в случае поломки балласта. Его можно либо заменить полностью (от лампы такой же мощности) или заменить неисправные детали. В некоторых случаях, можно восстановить работоспособность лампы, замкнув перегоревшую спираль. Как вариант - замкнуть резистором на 8-10 ом большой мощности и убрать шунтирующий данную спираль диод, если таковой имеется. Однако, подобный ремонт не рекомендуется.

Чтобы энергосберегающая лампа работала долго, её необходимо модернизировать. Предлагаемый здесь вариант модернизации состоит из двух этапов:

1. Установка NTC-термистора последовательно с резонансным конденсатором. Введение данного элемента позволит ограничить пусковой ток нитей накала лампы и уберечь их от обрыва. Здесь достаточно даже небольшого сопротивления термистора. 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.

2. Проделывание вентиляционных отверстий в цоколе лампы. Это обеспечивает лучшее охлаждение деталей балласта.

Модернизированные таким образом лампы работают в течение многих лет.

Лампа, вид снизуДля того, чтобы разобрать лампу, необходимо отпаять внутренний проводник от нижней контактной площадки лампы, залитой припоем.
Цоколь лампыНеобходимо отогнуть часть цоколя, которая представляет собой металлическую резьбу, чтобы освободить второй внутренний провод. Место, в котором прижат провод, можно определить по небольшой выпуклости или торчащему кусочку провода.
Открытая лампаВнутри лампы находится печатная плата электронного балласта.
NTC термисторДля модернизации подойдёт любой NTC-термистор, предназначенный для ограничения пусковых токов, сопротивлением 5-15 Ом. В холодном состоянии термистор имеет указанное сопротивление, что ограничивает текущий через него ток. При нагреве сопротивление уменьшается и термистор не влияет на работу схемы.
Лампа с установленным термисторомТермистор необходимо установить в разрыв нитей накала лампы (на фото показан именно этот вариант). Возможна также установка последовательно с резонансным конденсатором, при этом логика работы меняется. При работе термистор нагревается, поэтому не стоит устанавливать его вплотную к другим компонентам.
Собранная лампаПеред сборкой в цоколе лампы необходимо просверлить вентиляционные отверстия, чтобы сделать температурный режим работы более мягким. Ряд отверстий вокруг места крепления трубки лапмы служит для отвода тепла от самой трубки. Ряд отверстий ближе к металлической части цоколя служит для отвода тепла от компонентов балласта. Тажке можно сделать ещё один ряд отверстий - посередине, большего диаметра.


Данная модернизация энергосберегающей лампы поможет существенно продлить срок её службы. Не стоит устанавливать модернизированную лампу в места повышенной влажности (например, ванную комнату).

Наиболее благоприятные условия для работы энергосберегающих лампочек - в открытом виде, либо - широком плафоне или плафоне с вентиляцией.

Возможно, Вам будут полезны схемы энергосберегающих ламп.

Практические советы и фотографии вынесены в отдельную статью по ремонту ламп.

Свежая модернизация ламп от 2012 года.

Подобрать хорошую электронику
Подобрать хорошую электронику


Сохраните статью:

Пожалуйста, напишите комментарий к статье:
Ваше имя
Комментарий
Длина текста:
введите число с картинки

Комментарии: 1234567891011121314

LA20 мар 2014 0:07
Эта статья была написана в 2008 году. Сейчас 2014, то есть лампы отработали порядка шести лет. Буду проводить ревизию - сфотографирую и покажу, как они выглядят сейчас. Пластмасса пожелтела и потемнела, ослабел термоклей, удерживающий колбы и они наклонились, но лампы, между тем, работают до сих пор.

Сергей18 мар 2014 15:15
Может быть термистор и имеет смысл ставить последовательно с дросселем,но я думаю пользы больше от позистора параллельно резонансному конденсатору,так как он непосредственно учавствует именно в прогреве спиралей,а термистор его не заменит,а дополнит,поэтому позистор считаю обязательным. По поводу где его брать,я давно этот вопрос решил,это вовсе не проблема,все свои лампы укомплектовал. Он делается из позистора петли размагничивания кинескопа,таблетка ламается на нужные кусочки,подпаиваются проводки(мгтф)вставляется в силиконовую трубку.
Ещё тренировка спиралей -результативная процедура,после тренировки, лампы ярче светят и дольше работают,думаю даже в 2 раза..
Всё что можно сделать с клл для продления её жизни это: Оттренировать спирали,посавить позистор,по возможности поставить диодные мосты,если влезут,на спирали,для симметрирования токов и запомнить,что каждое включение отнимает час ресурса работы. Всё,больше улучшить и продлить жизнь лампы нечем!Больше выдумать нечего,переливать из пустого в порожнее.. Люминесцентные лампы типа т8,отдельные от светильника и балласта,можно совершенствовать более качественным балластом. Их ресурс очень велик.
Я заставил работать клл баллоны с перегоревшими спиралями от трети до половины их ресурса,это возможно...

LA05 фев 2014 10:57
С согласия Григория, его сообщения перенесены в отдельную статью. Эта информация будет очень полезена людям, которые также пытаются усовершенствовать энергосберегающие лампы.

Вадим07 дек 2013 1:23
Обычно его устанавливают параллельно резонансному конденсатору, но в этой лампе один конденсатор разбит на два и PTC включен параллельно одному из них. Такое включение широко распространено и применяется чаще всего на лампах повышенной мощности. Дело в том, что геометрические размеры PTC определяют скорость нагревания терморезистора PTC. При большой мощности лампы этого времени недостаточно для прогрева катодов и эффективность установки элементов защиты падает. Если разбить резонансный конденсатор на два и поставить терморезистор параллельно одному из них, то напряжение на нем будет меньше и скорость нагревания снизится.

P.S. Из этих слов следует что во все лампы ставят одинаковые РТС иначе можно было не разбивать конденсатор на 2 а просто взять термистор в 1.4 раза большего начального сопротивления чтоб он в 2 раза медленнее прогревался а не уменьшать на нем напряжение разбив конденсатор на 2

Схема запуска с использованием динистора. Терморезистор PTC обладает сопротивлением 890 Ом при температуре 23 градуса. Частота генерации 40.3 кГц (200 В) –34.2 кГц (300В).

Лампа 20 Вт с разбитым на 2 резонансным конденсатором

Схема запуска с использованием динистора. В схеме присутствует PTC, что не должно вызывать удивления, ведь это указывается в документации, вот только удивление все же присутствует. Ба, поставили-таки! Терморезистор PTC подключен параллельно конденсатору 6.8 нФ, его сопротивление 594 Ом на 23 градусах. Частота генерации 52 кГц (200 В) – 43.1 кГц (300В).

Лампа 8 Вт с разбитым на 2 резонансным конденсатором 3,3+6,8 нФ

Схема запуска с использованием динистора. Довольно необычно для данного тестирования, но в этой лампе терморезистор PTC подключен параллельно резонансному конденсатору, а не одному из пары, как было в предыдущих случаях. Сопротивление терморезистора 716 Ом. Частота генерации 43 кГц (200 В) – 39.7 кГц (300В).

Лампа 8 Вт с 1 резонансным конденсатором 2,2 нФ

Видно что номиналы примерно одинаковы. Лично я бы зашунтировал весь резонансный конденсатор - это увеличит время до зажигания потому что рост напряжения начнется с нуля но увеличит срок службы. если задержка 1-4 сек то прогрев нормальный.

Михаил04 дек 2013 10:53
Подскажите пожалуйста подходящий номинал РТС терморезистора для лампы мощностью 58W.
Спасибо.

Вадим21 ноя 2013 3:06
В схеме лампы с автогенератором (не самое стабильное решение) не просто просчитать какой там будет бросок тока - это же не просто напряжение с накальной обмотки трансформатора где понятное дело ток холодной будет в разы выше горячей. Тут мерять надо - может энергии дросселя и резонансного конденсатора просто не хватит чтобы сделать этот бросок и прогревается она и так довольно плавно - надо мерять

Гость21 ноя 2013 2:44
Ну я предполагал, что плавный разогрев спиралей лампы (РТС терморезистор) должен так-же хорошо влиять на срок службы как и плавный разогрев нитей накала в ЭЛТ (задержка подачи высокого на кинескоп). Но по идее и ограничение тока разогрева спиралей тоже должно сказаться на разрушении вольфрама спирали положительно. Самое интересное нигде не нашел графика тока через спирали - а их легко снять взяв осцилограмму на резисторе сопротивлением 1-2 ома впаяном до спиралей - может оказаться никакого броска тока и нету вовсе

Сергей18 ноя 2013 13:04
Я делал эксперимент с лампами без позистора и с ним,лампы с позистором в 1.5 раза дольше живут,с резистором последовательно не пробовал,размышляю теоретически,отталкиваясь от вышеприведённого эксперимента. Ещё эксплуатировал лампы с перемкнутыми спиралями (без прогрева вовсе),живут в 1.5 раза меньше чем те что без позистора..

Перечитайте весь форум,тут много интересного,особенно от Алексея. Может поймёте принцип работы люминесцентной лампы,назначение спиралей,и что они являются самым важным звеном в лампе. Отличие от ламп с холодным катодом может поймёте...Прогрев спиралей является самым важным условием правильной ,долговечной работы лампы,при правильном поджиге ресурс у ламп можно дотянуть до 30 тысяч часов.

Вадим13 ноя 2013 15:18
Так она без PTC терморезистора и так на холодную поджигается. Посмотрите и сравните осциллограммы с
http://www.overclockers.ru/lab/48303/Energosberegajuschie_lampy._Izuchenie_elektroniki_KLL_chast_2.html
и автор статьи писал что даже если стоит PTC то срок службы не на много продляется, а если ограничить бросок тока то вроде хорошо срок службы увеличивается. Тут теорией трудно что-то выяснить. Нужны стендовые испытания - взять 15 ламп без PTC из них в 5 впаять PTC а в 5 впаять резистор на 20 Ом последовательно резонансному конденсатору и посчитать через сколько включений/выключений сгорит каждая лампа - после такого испытания можно будет что-то сказать а так это пустая болтовня
P.S. 15 ламп естественно из одной партии одного производителя

Сергей06 ноя 2013 20:07
Покажите мне лампу с завода установленным термистором ! Холодный поджиг убивает лампу в разы быстрее чем обрыв спирали броском тока в цепи накала. Обрывается спираль не именно от броска,а от того что покрытие спирали истощено,и эмиссия происходит уже за счёт вольфрама,в этом месте и перегорает... Вы не задумывались почему всегда перегорает одна спираль...?

Вадим19 окт 2013 13:31
Немного ошибся 4000 С - это температура ЛДС. У вольфрама температура плавления 3400 С. Спирали накала вообще греются где-то 1500-2000 С. При 2000 С их сопротивление возрастет с 16 до 146 Ом т.е почти в 10 раз

Вадим19 окт 2013 13:23
Сегодня припаял постоянный резистор на 20 Ом последовательно резонансному конденсатору. Запускается лампа нормально. В процессе работы резистор не греется. Осциллограф было лень доставать из шкафа поэтому напряжение на резисторе не смотрел. Будем проверять временем. По идее стартовый ток через спирали упал более чем в 2 раза. Потом спирали нагреваются и их сопротивление при 4000 С возрастет с 16 до 277 Ом - по мере нагревания влияние резистора будет все меньше и меньше. После того как лампа зажжется её низкое рабочее сопротивление ещё сильнее уменьшит ток в RC цепочке

Гость17 окт 2013 10:28
А почему в качестве резонансного конденсатора нельзя использовать керамический?

Вадим17 окт 2013 1:03
Нет вряд ли получиться - напряжение пробоя на двух закороченных 1,5 кв - точно нужно менять резонансный конденсатор. Вот статьи где об этом пишут:
http://www.overclockers.ru/lab/48302/Energosberegajuschie_lampy._Izuchenie_elektroniki_KLL_chast_1.html
http://www.overclockers.ru/lab/48303/Energosberegajuschie_lampy._Izuchenie_elektroniki_KLL_chast_2.html
Но закоротить одну при сгорании не грех - чаще всего она сгорает при проблемах с резонансным конденсатором - как я понял он в этом автогенераторе довольно капризный элемент.

Остается проверить можно ли поставить постоянный резистор последовательно резонансному конденсатору и будет ли он греться/влиять на работу лампы после розжига. Как я понял из этих статей напряжение в штатном режиме на колбе 110-150 В - интересно что происходит в цепи конденсатора - какая там сила тока при частоте 40 кГц и емкости 2200 пикофарад - вроде даже теоретически можно прикинуть.

Ток в цепи конденсатора будет
I=2*pi*f*C*U=2*3,14*40000*2,2*10^-9*150=0,083 А. Мощность выделяемая на резисторе сопротивлением 10 Ом составит 0,083^2*10=0,07 Вт. Это немного. Можно попробовать. Импульсная мощность кратковременная. Если напряжение при пробое 600 В то ток будет в 4 раза выше в этот момент а мощность на резисторе в 16 раз больше, т.е. 1,12 Вт - но это только первые миллисекунды. Для страховки можно взять резистор на 0,25 Вт.

LA16 окт 2013 22:43
Боюсь, что "небольшой переделкой балласта" тут не обойтись. Драйвер CCFL - это отнюдь не автогенератор на двух транзисторах. При этом ресурс ламп с холодным катодом также ограничен. Пример - CCFL подсветка в LCD мониторах и телевизорах.

Если же применить резонансный метод для постоянного горения энергосберегающей лампы с закороченными спиралями, то из-за повышенного напряжения и тока эмиссия электродов будет уменьшаться ничуть не меньше, чем если бы лампа работала в штатном режиме с подогревом спиралей. Это теоретически, на практике же можно проверить, взяв новую лампу и переделав на работу с закороченными спиралями, если это действительно возможно.

Вадим16 окт 2013 18:12
Википедия:
"Часто встречаются комбинированные методы запуска, когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы, но и за счет того, что цепь, в которую включена лампа, является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, что при отсутствии разряда в лампе в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы. Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается. После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, добротность уменьшается и ток в контуре значительно падает, уменьшая нагрев катодов. Существуют вариации данной технологии. Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов. В частности, этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычными люминесцентными лампами со встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может ещё долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева, и её срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов."
Так что правильным путем идем товарищи - радиолюбительский коммунизм победит китайских капиталлистических акул :)

Вадим16 окт 2013 17:11
Из физики известно что ионизированный газ (а он именно такой при разряде) резко уменьшает свое сопротивление. При пробое оно вообще вроде близко к нулю. Да и в классической схеме включения (с дросселем и стартером (неоновая лампа с биметалическим основанием которая закорачивается при нагреве)) после включения лампы отключается потому-что ток идет через лампу а не через стартер - хотя может неонке не хватает напряжения чтоб зажечься т.к часть напряжения падает на дросселе.

Тут трудно спорить проще замерять силу тока в цепи рядом с конденсатором после выхода лампы в рабочий режим потому что трудно оценить величину сопротивления работающей лампы - сразу станет понятно использовать простой резистор или все же ставить NPC терморезистор.

http://the-mostly.ru/misc/lds_shining_and_burnt_and_shorted.html
Тут вообще на схеме не греют спирали током не до не после включения - ток протекающий по газу их сам разогревает. Так что необходимость прогрева спиралей после запуска не является фактом.

Как я понял сама необходимость спиралей была вызвана трудностью создания высокого напряжения для поджога лампы с холодными электродами. Но когда появились полупроводниковые генераторы непонятно почему бы вместо спиралей не поставить болванки и не сделать "вечные" лампы. Ответ думаю очевиден - надо делать недолговечное чтоб их чаще покупали

Tutto16 окт 2013 16:22
Разрешите присоединиться к вашему обсуждению! Не подскажете, каким образом лампа с зажжённым разрядом шунтирует резонансный конденсатор? Прочитал, но не могу понять...

Вадим16 окт 2013 15:40
А закорачивать обе спирали пробовали? По идее напряжение пробоя на резонансном конденсаторе стоит 600В а лампе хватает 400 - 500 В выпрямленного чтоб зажечься с холодными спиралями. При частоте в 30-40 кГц это напряжение по идее еще меньше. Да и так без позистора лампы включаются мгновенно - спирали физически не успевают прогреваться и стартует она на холодных. Можно для безопасности схемы поставить резистор на 16 Ом последовательно с конденсаторов для имитации холодных спиралей (хотя у них тоже есть небольшая индуктивность и при нагревании их сопротивление возрастает - они сами по сути являются позисторами)

LA16 окт 2013 14:41
Именно преждевременный выход из строя безымянных энергосберегающих ламп (иных в те времена не привозили) и заставил искать решения. Когда появились более новые лампы, в цветастых упаковках, их срок службы оказался ненамного больше. Установка NTC-термисторов в разрыв нити накала позволила продлить срок службы в разы - лампы перестали перегорать. По времени точно не скажу, но два года точно работают. Изначально работали несколько месяцев.

По теме энергосберегаек и их балластов были написаны статьи:

http://gzip.ru/home/praktika_remonta_lamp.htm Практика ремонта
http://gzip.ru/home/energy_saving_lamps.htm Переделка современных ламп
http://gzip.ru/home/svetilnik_lds.htm ЭПРА сберегайки + ЛДС
http://gzip.ru/home/nastolnaya_lampa_ballast.htm ЭПРА + настольная лампа
http://gzip.ru/home/lamp_schema.htm Схемы энергосберегаек

А введение постоянного резистора вместо NTC не нарушит ли резонансного режима? Нужно будет проверить.

Комментарии: 1234567891011121314

Дальше в разделе радиотехника, электроника и схемы: Ремонт настольной лампы, простой способ, как починить настольную лампу, когда у неё ломается нижнее крепление к основанию.

Главная gzip.ru База знаний радиолюбителя Контакты и кнопки