Модернизация энергосберегающей лампы в светодиодную №1

Пошаговая инструкция как заменгить лампу дневного света в потолочном светильнике

Для того чтобы поменять перегоревшую лампу дневного света в потолочном светильнике:

1. Снимите напряжение со светильника. Для надёжности отключите подачу электроэнергии на щитке.

2. Обеспечьте доступ к лампе, сняв плафон или светоотражающую решётку. Плафоны крепятся к источнику света винтами или защёлками. Открутите винты, освободите фиксатор защёлки. Снимите плафон или светоотражающую решётку.

3. Плафон иногда крепится к самой лампе. В этом случае потяните за него и освободите перегоревший источник света.
4. Возьмитесь за колбу двумя руками и поверните на 900 в любую сторону, выньте из патрона.
5. Установите новую лампу, проделав всё в обратном порядке. Поместите цоколь в патрон, повернув колбу на 900 в противоположную сторону.
6. Для проверки работы включите её.

При отсутствии свечения подожмите источник света – возможен плохой контакт между цоколем и патроном.

Как снять, вставить и собрать в светильники с цоколем G5 и G13

Люминесцентные источники света с цоколем G5 и G13 применяются на кухне, в ванной комнате, для подсветки зеркал. Они устанавливаются в потолочные светильники. Перегорание подтверждает тёмное кольцо на конце колбы. Причиной неисправности может быть отказ стартера (балласта) или дросселя. Для замены люминесцентного источника:

1. Снимите напряжение со светильника. Для надёжности отключите подачу электроэнергии на щитке.
2. Разберите светильник. Обеспечьте доступ к колбе, сняв плафон или светоотражающую решётку. Плафоны крепятся к источнику света винтами, защёлками. Открутите винты отвёрткой или освободите фиксатор защёлки. Снимите плафон или светоотражающую решётку.
3. В одноламповых светильниках плафон крепится за саму лампу. В этом случае потяните за него и освободите перегоревший источник света.
4. Для снятия колбы возьмитесь за неё двумя руками и поверните вокруг своей оси на 900 в произвольную сторону. Штыри цоколя выйдут из направляющих гнёзд в патроне.
5. Потяните источник света в противоположную сторону от светильника и вытащите из патрона.
6. Приобретите новую лампу. Её характеристики и размеры должны быть такие же, как у перегоревшего источника.
7. Для установки нового источника света поместите его концы в патрон до упора, поверните на угол 900 в произвольную сторону до лёгкого щелчка. Зафиксируйте положение. Подайте питание на светильник и проверьте его работу. При нормальном свечении поставьте на место плафон или решётку. Если светильник не горит, отключите его и пошевелите колбу в разные стороны для лучшего контакта с патроном. При отсутствии свечения вытащите её и установите заново.

Если принятые меры не приводят к положительным результатам, возможно неисправен стартер или дроссель.

Как выкрутить в светильниках с современными типами  цоколей G23, GX23

Люминесцентные источники света с цоколями G23, GX23 применяются в настольных светильниках.

Они отличаются формой и размерами штырей.

Крепление цоколя с патроном такое же, как у других видов, поэтому порядок замены перегоревшей лампы не меняется.

Для этого:

1. Обесточьте светильник, выдернув шнур из розетки.
2. Освободите колбу от плафона при помощи фиксатора. Для извлечения потяните за край колбы в противоположную сторону от плафона, достаньте из фиксатора. Покачивая, потяните в сторону от патрона и вытащите её.
3. Сходите в магазин со старой лампой и купите такую же новую.
4. Установите колбу в светильник в обратном порядке, вставив цоколь в патрон. Прижимая колбу к патрону, надавите на неё до щелчка.

Люминесцентная лампа содержит до 5 мг ртути. При замене повреждённого источника света на новую лампу, её нельзя выбрасывать с бытовым мусором, а необходимо правильно утилизировать. Для этого существуют специальные организации.

Предыдущая
ЛюминесцентныеОпределение неисправностей люминесцентных ламп
Следующая
ЛюминесцентныеХарактеристики компактных люминесцентных ламп

Что такое драйверы для светодиодов и зачем они нужны

Светимость полупроводникового
лед-кристалла напрямую зависит от силы тока, проходящего через него.
Нестабильность этого параметра, характерная для бытовой сети 220 В, приводит к
быстрой деградации материала и выходу из строя светодиода. Поэтому и требуется
для него драйвер. В его задачу входит преобразование параметров электрического
тока в следующих направлениях:

1. Стабилизация силы в точном значении выходных параметров.
2. Задание амплитуды.
3. Выпрямление из переменного в постоянный.

Особенности драйвера светодиодов на 220 В

Главная особенность
драйвера для светодиодов, питание которых осуществляется от 220 В, состоит в
том, что он изменяет напряжение и предназначен для работы с электрическим током
подобных характеристик. Поэтому для подключения лампочки не пригодны его
низковольтные аналоги – например, от фонарика или автомобиля на 12 вольт. Кроме
того, модели последнего типа могут включать в состав понижающий блок –
трансформатор.

При изготовлении
преобразователя своими руками следует знать его основные характеристики:

1. Потребляемый ток. Должен совпадать со значением аналогичного параметра светодиодов, в противном случае они либо не будут выдавать полной яркости, заложенной производителем, либо перегорят.
2. Мощность. Эта характеристика выражается в ваттах и равняется суммарной мощности всех led-узлов схемы.
3. Напряжение на выходе. Находится в прямой зависимости от способа подключения и количества лед-элементов и падения напряжения на них – рассчитывается из суммарного их значения.

Расчет мощности при выборе ленты из последовательно соединенных светодиодов позволяет правильно подобрать драйвер для питания подсветки от 220 В. Итоговое значение равняется сумме данного параметра всех элементов плюс 25% (запас на возможную перегрузку). Например, в лед-полоске 20 элементов по 0,5 Вт каждый, общее значение составит 10W. Однако на практике лучше купить или изготовить своими руками прибор на 12-13 ватт.

Теория питания светодиодных ламп от 220В

Лэд-лампа, как правило,
представляет собой набор пространственно расположенных в определенной
композиции небольших, но достаточно мощных светодиодов (3,3 вольт и 1 ватт).
Чтобы изготовить своими руками замену стандартной лампочке накаливания в 70-80
Вт, потребуется дюжина недорогих лед-элементов. Однако бытовая сеть 220 В имеет
для них избыточные параметры.

Поэтому потребуется понизить
амплитуд и силу, а также трансформировать переменный электрический ток в
постоянный. Для этого понадобится драйвер, для изготовления своими руками
которого применяется делитель напряжения на емкостной или резисторной нагрузке,
а также стабилизаторы.

Стоит ли ремонтировать энергосберегающие лампы

Решение о том, ремонтировать или не ремонтировать лампу, во многом зависит от количества неисправных источников света. Если речь идет о единственной перегоревшей лампочке, не стоит связываться с трудоемким процессом ремонта. Когда ламп много, ремонт обретает экономический смысл. Из частей нескольких ламп реально собрать одну, которая будет работоспособной. Из практики известно, что для сборки одной лампочки понадобятся детали от 3–4 испорченных источников света.

Следует знать! Любая лампа рассчитана на определенный срок службы и характеризуется ограниченным коммутационным резервом. Срок службы чаще всего указывается в часах (например, 10 или 20 тысяч часов).

Принимая решение о ремонте лампы, стоит подумать о предстоящих затратах. Придется потратиться на покупку деталей (если их нельзя взять из лампочек, которые перегорели), на поездку в магазин или на рынок. Кроме того, процесс поиска и причин достаточно трудоемок, поэтому следует учесть и затраты времени.

Обратите внимание! Отремонтированные лампы часто имеют дефект: освещение подключается с некоторым запозданием

Что можно еще сделать из энергосберегающей лампы

Из нескольких неисправных ЭСЛ можно собрать одну работающую. Радиолюбители делают, например, такие самоделки, как усилитель низких частот, драйвер для питания и управления светодиода. Из цоколя можно сделать маломощный удлинитель для блока зарядки и мобильных устройств, ноутбуков и так далее; такой удлинитель получает питание не от розетки, а патрона, что очень пригодится в поездках за границу, где могут отличаться стандарты розеток от стандартов российских. Импульсный блок питания, сделанный из энергосберегающих ламп, используют ещё для работы шуруповерта.

Мы хотели бы рассказать о такой самоделке от народных умельцев, как импульсный паяльник.

Импульсный паяльник

Для начала перечислим его преимущества над обычным паяльником:

• Быстрый прогрев жала и такое же быстрое остывание при отключении питания;
• Электроэнергия используется только в момент пайки;
• Жало легко меняется, на замену подойдет кусочек медной проволоки 3–3,5 мм2.

Импульсные паяльники приобрели широкую известность, несмотря на то, что имеют пару досадных недостатков: они тяжелей обычных паяльников и не подходят для пайки микросхем, очень чувствительных к перегреву. Но всё-таки преимущества нивелируют эти недостатки; среди знающих людей всё чаще встречаются эти типы паяльников.

Из деталей ЭСЛ нам понадобится только балласт (преобразователь).  Отдельно собирается трансформатор, преобразующий 220 вольт в любое низкое напряжение.

Также приготовьте:

• Медные провода сечением 3–3,5 мм2 и 2 мм2;
• Шнур с вилкой;
• Рукоять с кнопкой.

Для сборки трансформатора необходимо сначала поискать парочку ферритовых колец. Первичную обмотку намотать на одно кольцо; обмотку сделать до 120 витков. Не забываем про изоляцию между обмотками, для неё можно использовать политетрафторэтиленовую ленту. Для вторичной обмотки понадобится всего один виток медной проволочки диаметром 3 – 3, 5 мм2. Вторичную обмотку тоже нужно изолировать. К ней и будет крепиться жало паяльника, сделанное из медной проволочки 2 мм.

Первичная обмотка присоединяется к выходным контактам преобразователя. Ко вторичной обмотке болтами или цангой прикрепляется жало.

Контакты внутри пистолетной рукояти соединяются с первичной обмоткой трансформатора, с другой стороны цепи – через кнопку – идет соединение со шнуром, вилка которого подключается в сеть питания на 220В.

Получиться может, например, такой самодельный аппарат:

Импульсный паяльник готов!

Изготовить своими руками

Заново светильники на светодиодах делают редко. Лампу проще изготовить из неисправной. Фактически получается, что ремонт и изготовление нового изделия – это один процесс. Для этого LED-лампу разбирают и восстанавливают перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера. В продаже часто бывают оригинальные светильники с нестандартными лампами, которым в дальнейшем трудно найти замену. Простой драйвер можно взять из неисправной лампы, а светодиоды – из старого фонарика.

Схема драйвера собирается по классическому образцу, рассмотренному выше. Только к ней добавляется резистор R3 для разрядки конденсатора С2 при отключении и пара стабилитронов VD2,VD3 для его шунтирования на случай обрыва цепи светодиодов. Можно обойтись одним стабилитроном, если правильно подобрать напряжение стабилизации. Если конденсатор выбрать под напряжение больше 220 В, можно обойтись без дополнительных деталей. Но в этом случае его размеры увеличатся и после того, как будет сделан ремонт, плата с деталями может не поместиться в цоколь.

Схема драйвера приведена для лампы из 20 светодиодов. Если их количество будет другим, необходимо подобрать такую величину емкости конденсатора С1, чтобы через них проходил ток 20 мА.

Схема питания LED-лампы является чаще всего бестрансформаторной, и следует соблюдать осторожность при монтаже своими руками на металлическом светильнике, чтобы не было замыкания фазы или нуля на корпус. Конденсаторы подбираются по таблице, в зависимости от количества светодиодов

Их можно закрепить на алюминиевой пластине в количестве 20-30 шт. Для этого в ней сверлятся отверстия, и на термоклей устанавливаются светодиоды. Их пайка производится последовательно. Все детали можно разместить на печатной плате из стеклотекстолита. Они располагаются со стороны, где отсутствуют печатные дорожки, за исключением светодиодов. Последние – крепятся пайкой выводов на плате. Их длина составляет около 5 мм. Затем устройство собирается в светильнике

Конденсаторы подбираются по таблице, в зависимости от количества светодиодов. Их можно закрепить на алюминиевой пластине в количестве 20-30 шт. Для этого в ней сверлятся отверстия, и на термоклей устанавливаются светодиоды. Их пайка производится последовательно. Все детали можно разместить на печатной плате из стеклотекстолита. Они располагаются со стороны, где отсутствуют печатные дорожки, за исключением светодиодов. Последние – крепятся пайкой выводов на плате. Их длина составляет около 5 мм. Затем устройство собирается в светильнике.

Настольная лампа на светодиодах

Схема переделки ЭПРА в ИБП

Для переделки ЭПРА в блок питания необходимо решить три задачи:

1. Обеспечить электробезопасность, создав гальваническую развязку.
2. Понизить выходное напряжение преобразователя, поскольку на его выходе оно довольно высокое – прядка 100–150 В.
3. Выпрямить выходное напряжение.

Если необходим блок питания небольшой мощности – до 15 Вт, то никакой особой переделки ЭПРА не потребуется. Достаточно десятка сантиметров обмоточного провода, четыре диода и пары конденсаторов. Ну и, конечно, понадобится электронный балласт от лампы мощностью 40 Вт. Взглянем на доработанную схему:

Здесь дроссель исполняет роль развязывающего и одновременно понижающего трансформатора блока питания, а выпрямитель (диоды VD8-VD11) делают из импульсного напряжения постоянное. Конденсаторы С8 и С9 – сглаживающие. В остальном работа блока питания ничем не отличается от схемы ЭПРА.

Переделку ЭПРА в блок питания будем производить в следующей последовательности:

1. Удаляем люминесцентную трубку и конденсатор С8.
2. Соединяем выводы конденсаторов С6, С7 и дросселя Т2, которые ранее шли на лампу, между собой. Проще всего это сделать, просто замкнув все выводы лампы.

Теперь наш дроссель является нагрузкой преобразователя. Осталось лишь домотать на него вторичную обмотку. Так как частота преобразования довольно высока, понадобится всего несколько витков обмоточного провода диаметром 0.5-0.8 мм. Зазор между сердечником и обмоткой дросселя невелик, но его вполне достаточно для нескольких витков, число которых подбирается экспериментально.

Методика намотки следующая. Наматываем в качестве вторичной около 10 витков, подключаем к ней диодный мост со сглаживающими конденсаторами и нагружаем будущий блок питания резистором мощностью около 30 Вт и сопротивлением 5-6 Ом. Замеряем напряжение на резисторе вольтметром постоянного тока. Затем делим полученное напряжение на количество витков, и выходит напряжение, получаемое с одного витка. Теперь делим необходимое нам напряжение (12-13 В) на последнее значение и получаем необходимое количество витков вторичной обмотки.

Предположим, намотав 10 витков, мы получили напряжение 8 В. 8/10=0.8. Значит, один виток выдает 0.8 вольт. Нам нужно 12. Делим 12 на 0.8, получаем 15. Итак, нам необходимо намотать 15 витков.

Штатный и доработанный дроссель блока питания из ЭПРА

В диодном мосте можно использовать любые выпрямительные диоды на обратное напряжение не ниже 25 В и ток 1А. Лучше для этих целей использовать диоды Шоттки – они имеют меньшее прямое падение напряжения и лучше работают в импульсном режиме, увеличивая КПД блока питания. На месте С8 может работать керамический конденсатор емкостью 0.1 мкФ, С9 – электролитический емкостью 10-50 мкФ и рабочее напряжение не ниже 25 В.

Всем хороша схема такого блока питания, но напряжение на его выходе не стабилизировано. То есть оно будет колебаться вместе с изменением сетевого. Выйти из положения довольно просто, установив в схему блока питания 12-вольтовый стабилизатор. Идеальным для этой цели будет интегральный стабилизатор КР142ЕН8Б или зарубежный аналог L1812. В этом случае выходной фрагмент схемы будет выглядеть так:

Конденсаторы С10 и С11 нужно взять тех же номиналов, что и С8, С9.

Основные отличия

Светодиодная лампа, так или иначе, обеспечивает помещению более яркое освещение. При напряжении 13 Вт она выдаёт 1000 лм, энергосберегающая — всего 800 лм.

Что касается теплоотдачи, она определяется по показателям поддержания оптимальной температуры в здании, сохранении в подходящем состоянии бытовой техники и мебели. И здесь тоже лидирует светодиодное изделие, обладая теплоотдачей 30,5 градусов при теплоотдаче энергосберегающего устройства 81,7 градусов.

Последнее изделие рассчитано на 8000 часов активной работы, тогда как для первого установлен рекордный срок эксплуатации — до 50000 часов. Причём светодиодная лампа с течением времени не теряет первоначального оттенка освещения и яркости, чего нельзя сказать об энергосберегающей.

Лавры первенства достаются светодиодным источникам и в процессе утилизации, их можно выбросить в мусорный контейнер. , выброшенный на свалку, загрязняет окружающую среду (воздух и грунтовые воды) ядовитыми ртутными парами, в результате чего происходит сильнейшее отравление людей, животных и рыбы. Именно поэтому должна проходить в соответствии с определёнными правилами.

Несмотря на плюсы и минусы, светодиодные и являются взаимозаменяемыми — изготовители побеспокоились о соответствующем размере любой из ламп, и патронов для них.

Общим для двух конкурирующих аналогов является довольно качественный цветовой поток, обеспечивающий высокий уровень комфорта для сетчатки человеческого глаза.

Особенности импульсного блока питания

ИБП — это инверторная система, в которой входное напряжение выпрямляется, а затем преобразуется в импульсы. Главная особенность ИБП заключается в значительном увеличении частоты тока, передающегося на трансформатор. Также стоит отметить небольшие габариты такого устройства. Ещё одним преимуществом является то, что БП во время работы не имеет никаких потерь энергии, в отличие от линейных, которые теряют значительную часть во время преобразования на трансформатор.

Принцип функционирования импульсного блока питания из энергосберегающей лампы заключается в следующем:

1. Входной выпрямитель, состоящий из диодного моста и конденсатора, превращает переменный ток (входной) в постоянный.
2. Инвертор, в свою очередь, трансформирует постоянный ток в переменный, но частота при этом возрастает с 50 Гц до 10 кГц, что является выше в 200 раз.
3. Такой ток передаётся на трансформатор. Он будет или повышать, или понижать напряжение.
4. Выходной выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, но при этом частота остаётся высокой.

Как правило, в современных схемах используются MOSFET — транзисторы. Их главная особенность — очень быстрая скорость переключения. Соответственно в таких балластах должны быть использованы и быстродействующие диоды. Они размещаются в выходном выпрямителе.

Если же выходное напряжение очень низкое, тогда функцию выпрямителя может выполнять транзистор. Кроме того, можно вместо этого использовать дроссель. Такие простые преобразователи тока встречаются в схемах энергосберегающих ламп на 20 Вт.

Ремонт и схемотехника энергосберегающих ламп.

Энергосберегающие лампы, или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), можно условно разделить на две части:
1) — сама люминесцентная лампа
2) — электронный пуско-регулирующий аппарат (ЭПРА, электронный балласт), встроенный в цоколь лампы.
Рассмотрим поближе, что там есть в электронном балласте:

— Диоды — 6 шт. Высоковольтные (220 Вольт) обычно маломощные (не больше 0,5 Ампер).
— Дроссель. (убирает помехи по сети).
— Транзисторы средней мощности (обычно MJE13003).
— Высоковольтный электролит. (как правило 4,7 мкФ на 400 вольт).
— Обычные конденсаторы на разной емкости, но все на 250 вольт.
— Два высокочастотных трансформатора.
— Несколько резисторов.
Разберём работу энергосберегающей лампы на примере наиболее распространённой схемы
(лампа мощностью 11Вт).

Схема состоит из цепей питания, которые включают помехо-защищающий дроссель L2, предохранитель F1, диодный мост, состоящий из четырёх диодов 1N4007 и фильтрующий конденсатор C4. Схема запуска состоит из элементов D1, C2, R6 и динистора. D2, D3, R1 и R3 выполняют защитные функции. Иногда эти диоды не устанавливают в целях экономии.
При включении лампы, R6, C2 и динистор формируют импульс, подающийся на базу транзистора Q2, приводящий к его открытию. После запуска эта часть схемы блокируется диодом D1. После каждого открытия транзистора Q2, конденсатор C2 разряжен. Это предотвращает повторное открытие динистора.Транзисторы возбуждают трансформатор TR1, который состоит из ферритового колечка с тремя обмотками в несколько витков. На нити поступает напряжение через конденсатор C3 с повышающего резонансного контура L1, TR1, C3 и C6. Трубка загорается на резонансной частоте,определяемой конденсатором C3, потому что его ёмкость намного меньше,чем ёмкость C6. В этот момент напряжение на конденсаторе C3 достигает порядка 600В. Во время запуска пиковые значения токов превышают нормальные в 3-5 раз, поэтому если колба лампы повреждена, существует риск повреждения транзисторов.
Когда газ в трубке ионизирован, C3 практически шунтируется, благодаря чему частота понижается и генератор управляется только конденсатором C6и генерирует меньшее напряжение, но, тем не менее, достаточное для поддержания свечения лампы.
Когда лампа зажглась, первый транзистор открывается, что приводит к насыщению сердечника TR1. Обратная связь на базу приводит к закрытию транзистора. Затем открывается второй транзистор, возбуждаемый противоположно подключенной обмоткой TR1 и процесс повторяется.
 

Неисправности энергосберегающих ламп

Наиболее частые причины поломки энергосберегающих ламп — обрыв нити накала или выход из строя ЭПРА. Как правило, причиной выхода из строя последнего бывает пробой резонансного конденсатора или транзисторов. Конденсатор C3, часто выходит из строя в лампах, в которых используются дешёвые компоненты, рассчитанные на низкое напряжение. Когда лампа перестаёт зажигаться, появляется риск выхода из строя транзисторов Q1 и Q2 и вследствие этого — R1, R2, R3 и R5. При запуске лампы генератор оказывается,перегружен и транзисторы не выдерживают перегрева. Если колба лампы выходит из строя, электроника обычно тоже ломается, в основном перегорают силовые транзисторы. Если колба уже старая, одна из спиралей может перегореть и лампа перестанет работать. Электроника в таких случаях, как правило, остаётся целой.
Чаще всего лампы перегорают в момент включения.
 

Как правило лампа собрана на защелках.

Необходимо её разобрать:

Отключаем колбу:

Проверяем Омметром нити накала колбы.

Принцип работы и схема

Конструкция таких осветительных элементов сложнее, чем у аналогов (лампы накаливания, галогенные и др.). Ключевые узлы: цоколь, встроенный драйвер (стабилизатор тока), корпус+рассеиватель, непосредственно сами светоизлучающие диоды в определенном количестве.

Устройство диодной лампы

Основа функционирования такого источника света: преобразование электрической энергии в световую.

Простейшая схема светодиодной лампы:

При включении переменное напряжение питает диодный мост. Проходя по схеме, на вход блока светодиодов подается уже выпрямленное напряжение. В результате лампочку можно подключать к сети 220 вольт, так как встроенный драйвер стабилизирует электрические параметры до нужных величин.