Люминесцентные лампы получили широкое распространение и успешно вытесняют лампочки накаливания. Люминесцентные светильники сложны в техническом отношении и порой выходят из строя. Поскольку такие лампы достаточно дороги, ремонт светильников дневного света становится актуальным для многих потребителей.
Принцип работы
Люминесцентная лампочка представляет собой газоразрядный источник света, в которой разряд электричества в ртутных парах образует ультрафиолетовое излучение. Вследствие воздействия ультрафиолета с помощью люминофора появляется свечение.
Принцип действия светильника показан на схеме, представленной ниже:
Цифровые обозначения на схеме:
- стабилизатор (пускорегулирующее устройство),
- ламповая трубка (включает электроды, газовую среду и люминофор),
- слой люминофора,
- контакты стартера,
- электроды,
- стартерный цилиндр,
- биметаллическая пластина,
- наполнитель колбы (инертный газ),
- нити накаливания.,
- ультрафиолетовое излучение,
- пробой.
Обратите внимание! Слой люминофора необходим для преобразования ультрафиолета. Если поменять состав слоя, можно получить желаемый оттенок света.
Причины неисправностей
Основной элемент люминесцентного светильника — пускорегулирующее устройство (балласт). Существуют электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА) балласты. В электромагнитном балласте есть дроссель и стартер, а в электронном устройстве функциональность обеспечивается за счет работы радиоэлектронных элементов.
Большая часть поломок светильника связана с выходом из строя каких-то компонентов электронной схемы, старением, изнашиванием и перегоранием самой лампочки. Ремонт люминесцентных светильников начинается с установления причины, которая привела к возникновению проблемы.
Мигание лампы
Стандартные лампы накаливания перегорают мгновенно и совершенно неожиданно. Люминесцентные светильники изнашиваются постепенно. Источник света начинает моргать во время включения. Такой симптом указывает на перемены в химическом составе дающего свечение газа (перерождение ртутных паров) и говорит о перегорании электродов.
У мигающей лампы дневного света на торцевой части обычно имеется почернение, представляющее собой нагар. Явление возникает как следствие выгоревшей спирали и запущенных процессов химического характера во внутренней части колбы. Отремонтировать такой светильник до состояния нового изделия нельзя, однако продлить срок его службы вполне реально.
Мигание светильника возможно и в результате неисправности ЭмПРА или ЭПРА. В таком случае для определения поломки понадобится замена лампы.
Саму лампочку выбрасывать не нужно. Существуют нормы, согласно которым люминесцентные источники света необходимо утилизировать с соблюдением определенных правил, поскольку внутри лампы дневного света есть ртутные пары.
Еще одна причина не выбрасывать люминесцентную лампу состоит в том, что даже при перегоревших нитях накаливания срок жизни устройства можно продлить. Ремонтные работы состоят в пайке некоторых элементов светильника или подключении его к ЭПРА методом холодного запуска.
В некоторых случаях даже рабочий светильник начинает мигать во время включения из-за ряда негативных событий, таких как прерывание цепочки стартера в момент нахождения синусоиды на нуле. В такой ситуации индукционного скачка напряжения не хватает на процесс ионизации газовой среды в колбе.
Мигание возникает на старте по причине недостаточного напряжения в электросети. В процессе эксплуатации моргания быть не должно, так как пускорегулирующее устройство удерживает ток на заданном уровне.
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.
Для запитывания инвертора используется диодный выпрямитель, оснащенный системой фильтрации и преодоления помех. Высокочастотный инвертор — одна из причин, почему ЭПРА пользуется повышенным спросом у потребителей. Такая лампа не мигает с удвоенной частотой сети 100 Гц, работает практически бесшумно (в отличие от ЭмПРА).
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.
Совет! При тестировании элементов системы нередко появляются проблемы с их идентификацией. В связи с этим рекомендуется еще до начала ремонта обзавестись схемой устройства.
Найденные неисправные детали следует заменить. Пайка полупроводников (диодов и транзисторов) должна осуществляться очень аккуратно, так как эти компоненты легко выходят из строя после перегрева.
Обратите внимание! Запуск электронного балласта без нагрузки недопустим. Вначале следует подключить к балласту лампочку дневного света подходящей мощности.
Запуск при сгоревшем светильнике
Если не горит лампа из-за вышедшего из строя стартера и заменить его нет возможности, рекомендуется использовать бесстартерное включение. На случай выхода из строя дросселя существует возможность бездроссельного включения. Рассмотрим данные способы устранения проблемы включения чуть подробнее.
Бездроссельное включение
Схема подключения без участия дросселя представлена на картинке ниже. Способ достаточно сложный, для реализации понадобятся знания в области электротехники.
Подача напряжения осуществляется вслед за коротким замыканием нитей накаливания. После выпрямления напряжение увеличивается в 2 раза, чего более чем достаточно для запуска лампочки. Таким образом, включение производится без использования дросселя.
Конденсаторы С1 и С2 берут на 600 В, для конденсаторов C3 и C4 понадобится номинал напряжения на 1000 В. Спустя определенный срок ртутные пары осядут на один из электродов, свет несколько померкнет (или лампа совсем перестанет загораться). Чтобы выйти из положения, достаточно поменять полярность, то есть развернуть восстановленную люминесцентную лампу.
Бесстартерное включение
В продаже имеются светильники, которые работают исключительно без использования стартера. Такие устройства маркируются аббревиатурой RS. Если подобную лампу поставить на светильник, оснащенный стартером, она очень быстро перегорит. Причина в том, что для данной лампы нужно больше времени на разогрев спирали. Срок службы стартера невелик, механизм часто выходит из строя. В связи с этим было бы практично рассмотреть вопрос о включении лампы дневного света без стартера. Бесстартерная схема включения показана на следующем рисунке.
Продление эксплуатационного срока лампочки
Еще в самом начале массовой эксплуатации ламп дневного света радиолюбители приспособились продлевать сроки эксплуатации перегоревших устройств. Включение таких источников света обеспечивалось за счет роста напряжения, направленного на электроды лампочки.
Увеличение напряжения осуществляется по схеме, в которой участвует двухполупериодный умножитель на конденсаторах и диодах. Благодаря такому подходу на электродах лампы при ее включении имеется пик напряжения, превышающий 1000 В. Этого достаточно, чтобы осуществить холодную ионизацию ртутных паров и создать разряд в газовой среде колбы. В результате появляется возможность розжига и стабильного свечения люминесцентной лампы даже со сгоревшей спиралью.
Главный минус схемы — слишком высокий номинал напряжения конденсаторов, который не должен быть меньше 600 В. Столь большое напряжение делает устройство слишком громоздким. Еще один недостаток — использование постоянного тока, в связи с чем ртутные пары скапливаются рядом с анодом. По этой причине лампочку нужно время от времени переключать, извлекая ее из держателей и проворачивая.
Резистор выступает в качестве ограничителя тока, так как в противном случае не избежать разрыва лампочки. Намотку резистора можно осуществить своими руками. Для этого понадобится нихромовая проволока.
Вместо резистора чаще всего используют лампочки накаливания на 127 В и мощностью от 25 до 150 Вт. Необходимо, чтобы мощность светильника, используемого вместо резистора, была значительно выше мощности люминесцентной лампы.
Номинальные значения других компонентов, расчет по которым проведен с учетом мощности лампы дневного света, показаны в следующей таблице:
Согласно данным, приведенным в таблице, сопротивление и мощность рассеивающей лампочки возникает за счет параллельного подключения нескольких источников света на 127 В. Диоды лучше всего заменить на изделия импортного производства со схожими параметрами. Что касается конденсаторов, они должны работать при напряжении не меньше 600 В.