Как устроена энергосберегающая лампа?

Характеристика, виды и выбор энергосберегающей лампы (ЭСЛ)

Всем известные лампы накаливания отдают только половину своей потребленной энергии на освещение. Технологический прогресс идет всегда вперед, уже длительное время на рынках востребованы энергосберегающие лампы (ЭСЛ). Стоимость их значительно выше, но срок службы большой и быстрая окупаемость.

Краткая история появления ЭСЛ

В 1980 году компания Philips выпустила ввинчивающуюся лампу с компактной спиралью и магнитным балластом. Она и стала первым конкурентом лампочке накаливания.

В 1985 году компания Osram выпустила лампочку с электронным балластом.

В 1995 году китайские компании наладили производство спиралевидных ЭСЛ.

Как устроена и принцип работы энергосберегающей лампы

Устроена энергосберегающая лампа просто: колба, балласт, цоколь. Цоколь имеет такую же структуру, что и обычная лампочка.

Колба изогнутого типа, покрывается люминофорными слоями, наполняется инертным газом, парами ртути. Это и вызывает свечение лампочки в момент подключения к сети.

Чтобы произошло свечение, одних слоев и паров недостаточно. Оно происходит благодаря балласту. Он и есть своего рода пускатель. Находится он между колбой и цоколем. Также электронный его вид убирает мерцание света, что часто наблюдается в длинных лампочках дневного света. При перепадах напряжения, балласт удерживает номинальный уровень мощности, подогревает электроды. От его качества зависит срок службы самой ЭСЛ.

Принцип работы энергосберегающей лампы заключается в ее розжиге. Розжиг лампочки происходит при подключении к питанию, при этом вызывается разряд среди электродов, далее ток направляется через пары ртути и газ, при этом электроны сталкиваются с атомами ртути.

Почти все излучение — это ультрафиолет (98%), нашим зрением он не воспринимается. То, что проходит через наш глаз это свет, который получается благодаря слоям люминофора. От его же состава и зависит оттенок освещения помещения.

Рекомендуем посмотреть видео-обзор:

В быту применяются для освещения несколько видов ЭСЛ:

• Галогенные – экономия электричества до 50%.
• Люминесцентные – экономия до 80%.
• Светодиодные – экономия 80-90%.

Сейчас в потреблении большее количество люминесцентных лампочек. Они производятся таких видов: трубчатые, кольцевидные, компактные (разновидность трубчатых, только размер значительно меньше). Компактные лампочки по сравнению с накаливания дают возможность экономить до 80% электроэнергии. К тому же срок эксплуатации превышает до 15 раз. Положительной чертой является отсутствие большого количества выделяемого тепла. Поэтому не произойдет перегрева при использовании в осветительных приборах. Оттенок излучаемого света выбирается индивидуально. Бывает он теплых и холодных оттенков. Отрицательной стороной является содержание ртути, реагирование на частоту включения, при пониженных температурах уменьшается подача света, проблема с утилизацией.

энергосберегающие ламп очки” w />

Более усовершенствованы галогенные энергосберегающие лампочки. В них включены элементы галогена, что позволяет поддерживать яркость на протяжении всего периода эксплуатации. Свет, излучаемый лампочкой, подобен дневному освещению, поэтому все оттенки вещей передаются в естественном виде. Срок службы данного вида всего лишь до трех раз превосходит обычную лампу накаливания. Экономия потребления энергии до 50 процентов.

Самыми усовершенствованными считаются светодиодные лампочки. У них высокий КПД и срок эксплуатации до 80 тыс.часов. Они излучают голубые, зеленые, красные, желтые, белые оттенки. Поэтому широко применяются в декорировании, архитектурном дизайне. Также этот вид не содержит ртути, что делает его экологически безопасным. Нагревание поверхности отсутствует, что соответствует противопожарным нормам. Недостатком считается лишь высокая стоимость в сравнении с другими видами.

Современные энергосберегающие лампы, относительно размерам цоколя, имеют два вида:

• С обычным патроном (Е27);
• С малым патроном (Е14).

Форма ламп имеет спиральный и у-образный вид.

От формы лампочки не меняется качество подачи света! Но спиральные энергосберегающие лампы дороже из-за сложности в изготовлении.

Достоинства и недостатки энергосберегающих ламп

От производителя зависит качество выпускаемого продукта. Поэтому достоинства и недостатки у них могут отличаться. Но с общим достоинствам относятся:

• Экономное энергопотребление, большая светоотдача. При меньшем потреблении энергии уменьшается и нагрузка на проводку.
• Лампа накаливания служит до 10 раз меньше.
• На протяжении всего срока эксплуатации качество подачи света не изменяется.
• Максимальная температура нагрева поверхности лампочки при высокой мощности до 60 градусов. Для сравнения 100 ваттная лампа накаливания нагревается до 95 градусов.
• Световые оттенки: от теплого до холодного.
• Устройство ЭСЛ убирает мерцание.
• Производители дают гарантию на каждую единицу.

• Стоимость. Цена обычной – до 25 рублей, энергосберегающей до 400 рублей.
• Балласт немного выпирает, что мешает при установке.
• Полная яркость достигается не сразу, а по истечении 0,5–2 минут.
• Частые включения-выключения сокращают период эксплуатации. Промежуток должен составлять не менее 5 минут.

Недопустимо использование таких лампочек в помещениях, где находятся люди с кожными заболеваниями, эпилепсией. Это связано с интенсивным освещением, что противопоказано при таких заболеваниях.

• Недопустимо, чтобы лампа разбивалась, особенно в жилом помещении. Если такое произошло, то требуется немедленное проветривание на протяжении двух часов.
• Проблемы с утилизацией. Нет специальных пунктов приема.

Применение в зависимости от параметров цоколя

Каждый вид лампы содержит цоколь, предназначенный для соединения лампы с патроном. В основном все производители отмечают на нем подходящий размер (диаметр) цоколя. Распространенное маркирование – Е14. Диаметр цоколя в 14 мм распространен в светильниках, которые работают от 220 В. Чаще встречается маркировка Е27 – люстра, просто лампочки, которые тоже работают от сети в 220В.

Лампочка с маркировкой Е40 применяется при освещении промышленных зданий, объектов, улиц.

Какие параметры важны для энергосберегающих ламп для дома

Покупая лампу для дома, учитываются параметры мощности, срок эксплуатации. Второй параметр зависит от качества изготовления.

Таблица мощности

Потребление электричества зависит от мощности материала, измеряется в ваттах. Каждый вид лампочек имеет разную мощность. Но рекомендуется проводить сравнение относительно световой отдаче (сколько люмен приходится мощности на один ватт). Для наглядности рассматривается таблица мощности энергосберегающих ламп, где проводится анализ источников освещения.

Световой поток, Лм	Тип источника света (лампа) / Мощность, Вт
	Светодиодная	Люминесцентная	Галогенная	Накаливания
220	2	6	15	25
415	4	8	24	40
550	6	10	30	50
710	8	12	36	60
935	10	15	45	75
1340	12	20	60	100
1700	18	24	72	120
2160	22	36	90	150
3040	26	45	120	200
3900	30	55	150	250

Производители и срок службы

Очень часто бывают ситуации, что один и тот же производитель выпустил товар разными партиями, которые получились разного качества. Но какая бы партия ни была, на каждой упаковке должен указываться срок службы. Рейтинг производителей:

• Компанией Philips представлен огромный ассортимент светодиодных лампочек для домашнего пользования. Каждая партия проходит лабораторные исследования, которые подтверждают безопасность. Излучаемый свет не воздействует на глаза. Гарантия от производителя 2 года. Срок службы до 10 лет.
• Компания Osram производит качественный товар. На него большой спрос на рынке. Положительные стороны светодиодного освещения данной ТМ: экономия электроэнергии, излучаемых свет по характеристикам близок к естественному, длительное использование. На упаковке указано, что рассчитана на работу 15000 часов, что эквивалентно 15 годам или 500000 включений/выключений.
• Известный производитель Camelion с представительством в 80 странах производит товар высокого качества. Проходит контроль перед выходом на продажу. У модели BasicPower заявлена работа на 30000 световых часов. Модель BrightPower – повышенной экономичности, оснащена светодиодами новейшего поколения и с работой до 40000 часов. Товар безопасен для человека и экологии. Не требуется особых условий по утилизации. Имеют высокую ударопрочность, отсутствует ультрафиолетовое излучение. Излучаемый свет ярок, но не наносит вреда глазам, не мерцает.

Вредны ли для здоровья человека

Чтобы лампочки не влияли отрицательно на организм, нужна правильная эксплуатация и утилизация. Светодиодные виды безвредны и не требуют особых методов утилизации. Люминесцентные содержат пары ртути, правда, показатель очень мал, по сравнению с содержанием этого вещества в градуснике. Поэтому, чтобы оказалось какое-то влияние, надо разбить большое количество подобных ЭСЛ в маленькой комнате. В целом, интоксикация либо другое воздействие на организм встречаются с очень малым процентом.

На что следует обратить внимание при покупке

Параметры, которые учитываются при покупке энергосберегающих лампочек:

• Мощность. Для определения необходимой мощности, достаточно нужную мощность разделить на пять. Например, если нужная мощность 100В, то лампочку стоит брать мощностью на 20В. Такое определение мощности не подходит для всех видов.
• Цвет света и температура. Для офиса подойдет холодный оттенок с голубизной и температурой до 6,5 тыс.К. В детской комнате желательно естественный оттенок с температурой 4,2 тыс.К.
• Срок эксплуатации. У каждого вида и производителя свой срок. В среднем от 3 до 15 тыс. часов.
• Гарантийные обязательства. Каждый производитель устанавливает свои гарантии. В основном от полугода до трех лет.
• Форма изделия. Выбор формы индивидуален. Он должен соответствовать размеру осветительного прибора, дизайна комнаты.

Дешевые варианты не всегда соответствуют заявленным параметрам. Это может оказаться подделка.

• Размер цоколя. Большинство домашних приборов соответствует маркировке Е27, реже – Е14.

Советуем посмотреть видео-обзор:

Обзор цен

Каждый вид, модель ЭСЛ стоит по-разному. Некоторые примеры:

• ASD Е27 11Вт 3000К. Цоколь диаметром 27 мм, температура 3000К, почти как лампочка накаливания. Форма грушевидная ибо обычной лампочки. Работает до 30000 часов. Мощность – 100 Вт. Цена 50 рублей.
• Gauss Е27 15Вт 4100К. Форма стандартная. Оттенок белый, дневной. Соответствует 120Вт лампы накаливания. Цена 150 рублей.
• Xiaomi Е27 9Вт 6500К. Холодный белый оттенок. Наработанные часы – 96360. Доступно управление со смартфона. Цена 1400 рублей.
• Экономка Е27 20Вт 4000К. Форма спираль. Оттенок света белый, дневной. Цена 114 рублей.
• Camelion Е27 26Вт. Форма спираль. Время работы 5000 часов. Цена 400 рублей.
• Светозар Е27 15Вт 2700К. Срок службы 8000 часов. Цена 100 рублей.

В заключение

Энергосберегающие лампочки экономят потребляемую электроэнергию. При условии правильной эксплуатации прослужат долго. Для покупателей стоит остро вопрос цены и ртутное содержание. Разработаны даже модели, где ртуть связана амальгамой калия, что препятствует ее испарению при повреждении стекла.

Пригодилась информация? Оставьте свой комментарий, поделитесь статьей с друзьями в соцсетях.

Устройство энергосберегающей лампы. Схема и ремонт.

Схема и ремонт люминесцентных энергосберегающих ламп

В настоящее время всё большее распространение получают так называемые люминесцентные энергосберегающие лампы. В отличие от обычных люминесцентных ламп с электромагнитным балластом, в энергосберегающих лампах с электронным балластом используется специальная схема.

Благодаря этому такие лампы легко установить в патрон взамен обычной лампочки накаливания со стандартным цоколем E27 и E14. Именно о бытовых люминесцентных лампах с электронным балластом далее и пойдёт речь.

Отличительные особенности люминесцентных ламп от обычных ламп накаливания.

Люминесцентные лампы не зря называют энергосберегающими, так как их применение позволяет снизить энергопотребление на 20 – 25 % . Их спектр излучения более соответствует естественному дневному свету. В зависимости от состава применяемого люминофора можно изготавливать лампы с разным оттенком свечения, как более тёплых тонов, так и холодных. Следует отметить, что люминесцентные лампы более долговечны, чем лампы накаливания. Конечно, многое зависит от качества конструкции и технологии изготовления.

Устройство компактной люминесцентной лампы (КЛЛ).

Компактная люминесцентная лампа с электронным балластом (сокращённо КЛЛ) состоит из колбы, электронной платы и цоколя E27 (E14), с помощью которого она устанавливается в стандартном патроне.

Внутри корпуса размещается круглая печатная плата, на которой собран высокочастотный преобразователь. Преобразователь при номинальной нагрузке имеет частоту 40 – 60 кГц . В результате того, что используется довольно высокая частота преобразования, устраняется “моргание”, свойственное люминесцентным лампам с электромагнитным балластом (на основе дросселя), которые работают на частоте электросети 50 Гц. Принципиальная схема КЛЛ показана на рисунке.

По данной принципиальной схеме собираются в основном достаточно дешёвые модели, к примеру, выпускаемые под брендом Navigator и ERA. Если вы используете компактные люминесцентные лампы, то, скорее всего они собраны по приведённой схеме. Разброс указанных на схеме значений параметров резисторов и конденсаторов реально существует. Это связано с тем, что для ламп разной мощности применяются элементы с разными параметрами. В остальном схемотехника таких ламп мало чем отличается.

Разберёмся подробнее в назначении радиоэлементов, показанных на схеме. На транзисторах VT1 и VT2 собран высокочастотный генератор. В качестве транзисторов VT1 и VT2 используются кремниевые высоковольтные n-p-n транзисторы серии MJE13003 в корпусе TO-126. Обычно на корпусе этих транзисторов указываются только цифровой индекс 13003 . Также могут применяться транзисторы MPSA42 в более миниатюрном корпусе формата TO-92 или аналогичные высоковольтные транзисторы.

Миниатюрный симметричный динистор DB3 (VS1) служит для автозапуска преобразователя в момент подачи питания. Внешне динистор DB3 выглядит как миниатюрный диод. Схема автозапуска необходима, т.к преобразователь собран по схеме с обратной связью по току и поэтому сам не запускается. В маломощных лампах динистор может отсутствовать вообще.

Диодный мост, выполненный на элементах VD1 – VD4 служит для выпрямления переменного тока. Электролитический конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Диодный мост и конденсатор С2 являются простейшим сетевым выпрямителем. С конденсатора C2 постоянное напряжение поступает на преобразователь. Диодный мост может выполняться как на отдельных элементах (4 диодах), либо может применяться диодная сборка.

При своей работе преобразователь генерирует высокочастотные помехи, которые нежелательны. Конденсатор С1, дроссель (катушка индуктивности) L1 и резистор R1 препятствуют распространению высокочастотных помех по электросети. В некоторых лампах, видимо из экономии 🙂 вместо L1 устанавливают проволочную перемычку. Также, во многих моделях нет предохранителя FU1, который указан на схеме. В таких случаях, разрывной резистор R1 также играет роль простейшего предохранителя. В случае неисправности электронной схемы потребляемый ток превышает определённое значение, и резистор сгорает, разрывая цепь.

Дроссель L2 обычно собран на Ш-образном ферритовом магнитопроводе и внешне выглядит как миниатюрный броневой трансформатор. На печатной плате этот дроссель занимает довольно внушительное пространство. Обмотка дросселя L2 содержит 200 – 400 витков провода диаметром 0,2 мм. Также на печатной плате можно найти трансформатор, который указан на схеме как T1. Трансформатор T1 собран на кольцевом магнитопроводе с наружным диаметром около 10 мм. На трансформаторе намотаны 3 обмотки монтажным или обмоточным проводом диаметром 0,3 – 0,4 мм. Число витков каждой обмотки колеблется от 2 – 3 до 6 – 10.

Колба люминесцентной лампы имеет 4 вывода от 2 спиралей. Выводы спиралей подключаются к электронной плате методом холодной скрутки, т.е без пайки и прикручены на жёсткие проволочные штыри, которые впаяны в плату. В лампах малой мощности, имеющих малые габариты, выводы спиралей запаиваются непосредственно в электронную плату.

Ремонт бытовых люминесцентных ламп с электронным балластом.

Производители компактных люминесцентных ламп заявляют, что их ресурс в несколько раз больше, чем обычных ламп накаливания. Но, несмотря на это бытовые люминесцентные лампы с электронным балластом выходят из строя довольно часто.

Связано это с тем, что в них применяются электронные компоненты, не рассчитанные на перегрузки. Также стоит отметить высокий процент бракованных изделий и невысокое качество изготовления. По сравнению с лампами накаливания стоимость люминесцентных довольно высока, поэтому ремонт таких ламп оправдан хотя бы в личных целях. Практика показывает, что причиной выхода из строя служит в основном неисправность электронной части (преобразователя). После несложного ремонта работоспособность КЛЛ полностью восстанавливается и это позволяет сократить денежные расходы.

Перед тем, как начать рассказ о ремонте КЛЛ, затронем тему экологии и безопасности.

Опасность люминесцентных ламп и рекомендации по использованию.

Несмотря на свои положительные качества люминесцентные лампы вредны как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Дело в том, что в колбе присутствуют пары ртути. Если её разбить, то опасные пары ртути попадут в окружающую среду и, возможно, в организм человека. Ртуть относят к веществам 1-ого класса опасности .

При повреждении колбы необходимо покинуть на 15 – 20 минут помещение и сразу же провести принудительное проветривание комнаты. Необходимо внимательно относиться к эксплуатации любых люминесцентных ламп. Следует помнить, что соединения ртути, применяемые в энергосберегающих лампах опаснее обычной металлической ртути. Ртуть способна оставаться в организме человека и наносить вред здоровью .

Кроме указанного недостатка необходимо отметить, что в спектре излучения люминесцентной лампы присутствует вредное ультрафиолетовое излучение. При длительном нахождении близко с включенной люминесцентной лампой возможно раздражение кожи, так как она чувствительна к ультрафиолету.

Наличие в колбе высокотоксичных соединений ртути является главным мотивом экологов, которые призывают сократить производство люминесцентных ламп и переходить к более безопасным светодиодным.

Разборка люминесцентной лампы с электронным балластом.

Несмотря на простоту разборки компактной люминесцентной лампы, следует быть аккуратным и не допускать разбития колбы. Как уже говорилось, внутри колбы присутствуют пары ртути, опасные для здоровья. К сожалению, прочность стеклянных колб невысока и оставляет желать лучшего.

Для того чтобы вскрыть корпус где размещена электронная схема преобразователя, необходимо острым предметом (узкой отвёрткой) разжать пластмассовую защёлку, которая скрепляет две пластмассовые части корпуса.

Далее следует отсоединить выводы спиралей от основной электронной схемы. Делать это лучше узкими плоскогубцами подхватив конец вывода провода спирали и отмотать витки с проволочных штырей. После этого стеклянную колбу лучше поместить в надёжное место, чтобы не допустить её разбития.

Оставшаяся электронная плата соединена двумя проводниками со второй частью корпуса, на которой смонтирован стандартный цоколь E27 (E14).

Восстановление работоспособности ламп с электронным балластом.

При восстановлении КЛЛ первым делом следует проверить целостность нитей накала (спиралей) внутри стеклянной колбы. Целостность нитей накала просто проверить с помощью обычного омметра. Если сопротивление нитей мало (единицы Ом), то нить исправна. Если же при замере сопротивление бесконечно велико, то нить накала перегорела и применить колбу в данном случае невозможно.

Наиболее уязвимыми компонентами электронного преобразователя, выполненного на основе уже описанной схемы (см. принципиальную схему), являются конденсаторы.

Если люминесцентная лампа не включается, то следует проверить на пробой конденсаторы C3, C4, C5. При перегрузках эти конденсаторы выходят из строя, т.к приложенное напряжение превосходит напряжение, на которое они рассчитаны. Если лампа не включается, но колба светиться в районе электродов, то возможно пробит конденсатор C5.

В таком случае преобразователь исправен, но поскольку конденсатор пробит, то в колбе не возникает разряд. Конденсатор C5 входит в колебательный контур, в котором в момент запуска возникает высоковольтный импульс, приводящий к появлению разряда. Поэтому если конденсатор пробит, то лампа не сможет нормально перейти в рабочий режим, а в районе спиралей будет наблюдаться свечение, вызываемое разогревом спиралей.

Холодный и горячий режим запуска люминесцентных ламп.

Бытовые люминесцентные лампы бывают двух типов:

С холодным запуском

С горячим запуском

Если КЛЛ загорается сразу после включения, то в ней реализован холодный запуск. Данный режим плох тем, что в таком режиме катоды лампы предварительно не прогреваются. Это может привести к перегоранию нитей накала вследствие протекания импульса тока.

Для люминесцентных ламп более предпочтителен горячий запуск. При горячем запуске лампа загорается плавно, в течение 1-3 секунд. В течение этих несколько секунд происходит разогрев нитей накала. Известно, что холодная нить накала имеет меньшее сопротивление, чем разогретая. Поэтому, при холодном запуске через нить накала проходит значительный импульс тока, который может со временем вызвать её перегорание.

Для обычных ламп накаливания холодный запуск является стандартным, поэтому многие знают, что они сгорают как раз в момент включения.

Для реализации горячего запуска в лампах с электронным балластом применяется следующая схема. Последовательно с нитями накала включается позистор (PTC – терморезистор). На принципиальной схеме этот позистор будет подключен параллельно конденсатору С5.

В момент включения в результате резонанса на конденсаторе С5, а, следовательно, и на электродах лампы возникает высокое напряжение, необходимое для её зажжения. Но в таком случае нити накала плохо прогреты. Лампа включается мгновенно. В данном случае параллельно С5 подключен позистор. В момент запуска позистор имеет низкое сопротивление и добротность контура L2C5 значительно меньше.

В результате напряжение резонанса ниже порога зажжения. В течение нескольких секунд позистор разогревается и его сопротивление увеличивается. В это же время разогреваются и нити накала. Добротность контура возрастает и, следовательно, растёт напряжение на электродах. Происходит плавный горячий запуск лампы. В рабочем режиме позистор имеет высокое сопротивление и не влияет на рабочий режим.

Нередки случаи, что выходит из строя как раз этот позистор, и лампа попросту не включается. Поэтому при ремонте ламп с балластом следует обратить на него внимание.

Довольно часто сгорает низкоомный резистор R1, который, как уже говорилось, играет роль предохранителя.

Активные элементы, такие как транзисторы VT1, VT2, диоды выпрямительного моста VD1 –VD4 также стоит проверить. Как правило, причиной их неисправности служит электрический пробой p-n переходов. Динистор VS1 и электролитический конденсатор С2 на практике редко выходят из строя.

Как устроена и работает энергосберегающая лампа

Энергосберегающие лампы сегодня все больше вымещают обычную лампочку накала практически во всех областях благодаря свой более экономной схеме потребления электроэнергии и долговечности.

Рассмотрим, какие разновидности подобного вида светильников существуют и чем они различаются, каким набор эксплуатационных параметров они характеризуются, каков принцип и устройство их работы, каковы основные составляющие схемы, а также как осуществляется процесс розжига в них.

Виды энергосберегающих ламп

К энергосберегающим бытовым лампам, как правило, относят люминесцентные приборы освещения. В большинстве случаев это компактные модели, оснащенные резьбовым цоколем Е27, Е14 и Е40 и характеризующиеся мощностью от 7 ватт и выше. Все виды светильников, попадающие в эту категорию, разделяются по двум основным признакам:

1. Типу цоколя.
2. Температуре цвета.

По типу фиксирующего в корпусе фонаря или люстры элемента энергосберегающие лампы подразделяются на резьбовые и штырьковые. Первые наиболее распространены в бытовых условиях и различаются по диаметру (14, 27, 40 мм и т. д.). В основном это изделия таких фирм, как Delux, Osram, Космос и др.

Для специфического вида светильников применяют двух- и четырехштырьковые энергосберегающие лампы. Они маркируются буквой D или G и цифровым значением. Основная сфера их применения – мощные схемы освещения в специфических условиях эксплуатации, например, для освещения стадиона.

По параметру температуры свечения энергосберегающие лампы работают в трех основных сегментах спектра:

1. 2700К – тепло-белый. Отличается желтоватым оттенком, схожим с обычной лампой-накала.
2. 4200К – естественно-белый. Прозрачный дневной свет. Является наиболее комфортным для зрительного восприятия.
3. 6400К – холодно-белый. С примесью голубоватого свечения. Применяется в основном на мощных промышленных схемах подсветки.

Кроме того, существует градация энергосберегающих ламп по форме самой колбы – трубчатые, прямые, спиралеобразные, грушевидные, шарообразные, U-образные и другие. В маркировке таких моделей обязательно указывается диаметр трубки. Например, у Т12 поперечник соответствует значению в 38 мм.

Обратите внимание! Современные производители выпускают эконом-лампы в более широкой градуировке по температуре светового излучения. Сделано это для подборки наиболее комфортного варианта освещения с учетом специфики применения.

Основные эксплуатационные характеристики

При выборе энергосберегающих люминесцентных ламп большое влияние на сферу их дальнейшего применения оказывает следующие набор характеристик:

1. Мощность. Варьируется в пределах от 7 до 100 Вт и свыше. Для бытовых условий достаточно моделей до 20 ватт (что сопоставимо по яркости с лампой накала в 5 раз сильнее!).
2. Модификация цоколя. Выбирается, исходя из особенностей светильника.
3. Геометрия колбы. Учитывается по параметрам прибора освещения и соответствия внешним условиям использования.
4. Температура излучения. Зависит от назначения освещаемых предметов.
5. Срок эксплуатации. Изменяется от 5 до 12 тыс. часов.

Важно! Энергосберегающая лампа в любой схеме освещения понижает энергопотребление на 80%. Отличается надежностью, долговечность, малыми размерами и небольшим коэффициентом теплообразования. Однако они имеют повышенную стоимость и могут легко выйти из строя при нарушении условий эксплуатации.

Принцип работы и устройство энергосберегающей лампы

Стеклянная колба люминесцентной лампы заполнена параобразной ртутью. Непосредственно в момент включения между двумя электродами на спирали образуется мощный плазменный разряд. В результате атомы газа-металла переходят в активное состояние и начинают излучать в ультрафиолетовом спектре. Последнее проходя через люминофор (светящееся вещество, нанесенное тонким слоем с обратной стороны стеклянной поверхности), трансформируется в световой поток (гораздо мощнее, чем от обычной лампы накала) в видимом спектре излучения.

На рисунке изображена схема трубчатой энергосберегающей люминесцентной лампы и ее основные компоненты.

При этом от обычного сетевого тока в 220В подобная инициация не происходит, так как пары ртути имеют сильное сопротивление и для их разгона требуется напряжение в несколько тысяч вольт. Поэтому в схеме лампы для этой цели всегда присутствует специальный модуль. Чтобы в результате такого сильного импульса не возникало короткое замыкание, применяется электромагнитный балласт.

Составляющие схемы

Стандартные бытовые энергосберегающий лампы любой мощности имеют одну схему работы и включают следующие элементы со своими особыми функциями:

1. На пусковом конденсаторе происходит зажигание лампы.
2. Фильтр электромагнитных помех предотвращает мерцание и прочие сбои, идущие из сети.
3. Стабилизирующий фильтр-емкость обеспечивает подачу тока заданных параметров, тем самым продлевая срок эксплуатации прибора.
4. Токоограничитель защищает схему от избытка напряжения и поддерживает его постоянное значение.
5. Транзисторы биполярные.
6. Предохранитель-резистор предотвращается электронику от резкого повышения напряжения в сети.

Основные компоненты энергосберегающей лампы показаны на рисунке ниже:

Если энергосберегающая лампа вдруг перестала светить, ее можно попытаться восстановить своими руками. Необходимо сделать ремонт колбы или электронной схемы. Для доступа запчастей потребуются другие аналогичные лампочки, для разборки – плоская отвертка, а для прозвонки компонентов – мультиметр. Особую осторожность нужно проявлять при контакте с колбой. Ни в коем случае нельзя ее повреждать, так как выход находящихся в ней паров ртути опасен для здоровья!

Как происходит зажигание

Процесс зажигания газа в колбе энергосберегающей лампы протекает по следующей схеме:

1. После подачи тока на динистор, происходит разряд на транзистор, который его и открывает.
2. Запускающий этап прошел – отрезок цепи закрывается диодом.
3. Происходит разрядка конденсатора, что препятствует повторному открытию динистора.
4. Транзисторы воздействуют на выполненного в виде кольца из фиррита с тремя обмотками трансформатор. При этом напряжение на них подается через конденсатор от повышающего резонансного контура.
5. Излучение в колбе происходит на резонансной частоте, формируемой большеемкостным конденсатором.
6. Во время зажигания значение напряжение составляет порядка 600 В. Целостность, прочность и герметичность колбы обеспечивает во время этого процесса защиту транзисторов.
7. Как только процесс ионизации газа произошел во всем объеме, конденсатор с максимальной емкостью, определявший частоту светового потока, подвергается шунтированию.
8. Процесс управления переходит ко второму конденсатору.
9. Значение напряжения спадает до уровня, необходимого для поддержки горения.

Особенностью энергосберегающих ламп является универсальность электродов – они могут быть поочередно и катодом, и анодом. Такая схема позволяет сохранить бесперебойность функционирования всей электроцепи и облегчает починку, если она потребуется.

Основные выводы

Энергосберегающие лампы различаются по типу цоколя на резьбовые и штырьковые, по температуре цвета светового потока, а также по геометрическим параметрам и форме колбы. При этом среди ее основных эксплуатационных характеристик выделяются:

1. Мощность.
2. Вид цоколя.
3. Форма колбы.
4. Цветовая температура.
5. Срок эксплуатации.

Работа энергосберегающей люминесцентной лампы основана на схеме розжига свечения паров ртути под действием высоковольтного напряжения, проходящего через спираль накала. Ее главными особенностями являются долговечность, экономия, равномерное яркое свечение и возможность самостоятельного ремонта.

Если вам известна иная схема энергосберегающей лампы или вы просто хотите поделиться полезной информацией, обязательно напишите об этом в комментариях.

Устройство и схема энергосберегающей лампы

Схема энергосберегающей лампы зависит от конкретной разновидности источника света. В большинстве случаев энергосберегающими называют компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), оснащенные цоколем резьбового типа и характеризующиеся мощностью от 7 Вт и выше.

Их популярность по сравнению с линейными изделиями обусловлена компактностью, наличием стандартного цоколя (E27 или E14 для ночников) и отсутствием потребности в ПРА (пускорегулирующий аппарат).

Виды энергосберегающих ламп

Существует несколько критериев, по которым классифицируют энергосберегающие лампы. Самые распространенные из них — цоколь и температура свечения.

Цоколем называется элемент, использующийся для фиксации изделия в осветительном приборе и подаче электроэнергии. Его основные типы — резьбовой и штырьковый.

Наиболее часто в бытовой сфере используют резьбовые цоколи, вкручиваемые в обычные патроны. Они обозначаются буквой E и числовым значением, указывающим на диаметр в миллиметрах. Стандартным считается E27, в то время как E14 применяется в настольных светильниках или бра. И все же резьбовые цоколи чаще устанавливают в ДРЛ и натриевых лампах, предназначенных для уличного освещения.

Штырьковый тип применяют для специфических светильников. Выпускаются с двумя или четырьмя штырьками, а сами разъемы имеют маркировку с буквой G и числовым значением. Актуальны для мощных осветительных приборов.

В зависимости от температуры свечения энергосберегающая лампа излучает свет определенного оттенка (измеряется в Кельвинах):

1. Теплый свет (желтый) — 2700 К. Оттенок схож со свечением обычных ламп (накаливания).
2. Естественный белый свет — 4200 К. Лампы дневного света, нейтральный оттенок.
3. Холодный свет (белый) — 6400 К. Приближен к синему спектру, поэтому характеризуется голубоватым оттенком. Обычно применяется на промышленных объектах в лампах от 65 Вт и выше.

Также энергосберегающие лампы выпускаются разных форм — бывают трубчатыми, спиральными, дугообразными. В первом случае отсутствуют какие-либо защитные элементы.

Принцип работы и устройство энергосберегающей лампы

КЛЛ состоит из стеклянной колбы полого типа, внутренняя часть которой заполнена парами ртути. При подаче электрического тока между электродами образуется дуговой разряд, связанный с пусковым конденсатором. За счет этого формируется ультрафиолетовое излучение, спектр которого невидим для человеческого глаза. Чтобы преобразовать свечение в видимый свет, внутренние стенки покрываются люминофором, гарантирующим яркое свечение. Если сравнить с лампой накаливания одинакового энергопотребления, то световая отдача будет существенно выше. Стоимость прибора зависит от того, из чего состоит люминофор.

Недостатком энергосберегающих ламп является тот факт, что их нельзя напрямую подключать к сети питания на 220 В. Находящиеся в них в выключенном состоянии пары ртути имеют высокое сопротивление, поэтому для формирования разряда нужен импульс с большим напряжением. После образования разряда сопротивление становится отрицательным. Если в схеме нет защитных элементов, то это приведет к короткому замыканию. В трубчатых приборах применяют электромагнитный балласт, устанавливаемый непосредственно в светильник.

Составляющие схемы

Помимо стандартных конструктивных элементов, таких как колба и цоколь, под корпусом спрятана электронная схема (ЭПРА — пускорегулирующий аппарат). Она есть далеко не в каждой «экономке» (к примеру, в КЛЛ отсутствует). Сегодня ПРА остается самым надежным изделием для работы люминесцентных ламп, от качества которого и зависит срок службы.

Электронная схема состоит из следующих компонентов:

• пусковой конденсатор — формирует мощный импульс, необходимый для запуска лампы;
• фильтры — нужны для устранения радиочастотных помех и электромагнитного излучения, которые попадают в схему вместе с током (снижают мерцание);
• емкостный фильтр — дополнительный элемент, сглаживающий оставшиеся пульсации;
• дроссель для ограничения тока — для защиты схемы от высокого тока (поддерживает силу тока на заданном уровне);
• биполярные транзисторы;
• драйвер — для ограничения тока;
• предохранитель — препятствует выходу лампы из строя, исключает воспламенение схемы при скачках напряжения.

Как происходит зажигание

Падающее на динистор напряжение приводит к формированию импульса, поступающего на транзистор и приводящего к открытию элемента. Как только запуск будет выполнен, цепь блокируется диодным мостом. В момент открытия транзистора происходит зарядка конденсатора, предотвращающего повторное открытие динистора.

Транзистор оказывает действие на трансформатор из ферритового кольца с тремя обмотками в несколько рядов. Через резонансный контур и конденсатор подается напряжение на нити.

Как только появляется свечение в трубке, оно характеризуется резонансной частотой, определяемой емкостным конденсатором. При зажигании напряжение достигает 600 В (в момент запуска значение в 4–5 раз выше среднего), поэтому необходимо следить за целостностью и герметичностью колбы. Если это игнорировать, то транзисторы будут повреждены.

Когда газ в колбе полностью ионизируется, происходит шунтирование конденсатора с наибольшей емкостью. Снижается частота, управление переходит ко второму конденсатору. Уменьшается напряжение до значения, достаточного для поддержания свечения лампы. Катод и анод меняются местами, что гарантирует бесперебойное функционирование электронной схемы и при необходимости упрощает ремонт.

Как производится ремонт

Чтобы найти причину неисправности, следует разобрать лампу на составные части. Отсоедините верхнюю и нижнюю части и отключите колбу. Используя омметр, проверьте спирали накала на самой колбе. В случае перегорания одной из них выполните ремонт колбы. Для замыкания спирали воспользуйтесь резистором на 10 Ом с высокой мощностью. Кроме того, удалите шунтирующий данную спираль диод (если таковой имеется в схеме).

В случае перегорания резистора в лампах мощностью свыше 30 Вт (включительно) велика вероятность выхода из строя транзисторов, что связано с пробоем конденсатора. Для исправления ситуации монтируется новый резистор, выполняющий функцию предохранителя, а также заменяются транзисторы.

Также возможна модернизация. Просверлите в цоколе отверстия, необходимые для вентиляции. Некоторые модели энергосберегающих ламп выпускаются уже с ними, но попадаются недобросовестные производители, не думающие об охлаждении.

Важно! Ни в коем случае не применяйте лампы с просверленным цоколем в помещениях с высоким уровнем влажности. Это может привести к выходу из строя конденсатора или всего прибора.

Заключение

Перед выполнением ремонтных работ хорошо подумайте: разбирать люминесцентную лампу можно лишь в том случае, если вы обладаете необходимыми знаниями и опытом работы.

Категорически запрещается выполнять ремонт энергосберегающих ламп с поврежденными колбами, ведь внутри трубки содержится ртуть или другие опасные элементы, а при разгерметизации изделие становится крайне небезопасным для здоровья человека.

Схемы практически одинаковы, независимо от производителя. Различия могут касаться диодов, шунтирующих спиралей, но если известны принципы конструкции одного изделия, то вы без проблем разберетесь с остальными.

Энергосберегающие лампы

В этом материале мы постараемся подробно рассказать о принципе работы и устройстве компактных люминесцентных ламп, обсудим их достоинства и недостатки, рассмотрим наиболее приемлемые сферы применения.

«Энергосберегающие лампы» (экономки, энергосберегайки), призванные заменить лампы накаливания, появились на рынке более десяти лет назад и сразу привлекли внимание потребителей. Производители энергосберегающих ламп обещали пятикратное снижение расхода электроэнергии затрачиваемой на освещение и срок службы, превышающий срок службы лампы накаливания, в 10 и более раз. Надо сказать, что обещания эти в целом оправдались. Длительный опыт использования экономок подтвердил высокие энергетические и эксплуатационные характеристики новых источников света.

Следует заметить, что термин «энергосберегающие лампы» не является вполне точным. С таким же успехом энергосберегающими можно назвать любые источники света, потребляющие меньше электроэнергии, чем лампы накаливания при равном световом потоке. Таких источников света достаточно много. Это и привычные линейные люминесцентные лампы и лампы ДРЛ. К категории энергосберегающих ламп также можно отнести галогенные и светодиодные лампы. Так что прижившийся термин можно считать удачным маркетинговым ходом, позволившим получить высокий уровень продаж ламп данного типа. Более корректным названием энергосберегающей лампы нужно считать название, которое используют специалисты – компактная люминесцентная лампа.

В этом материале мы постараемся подробно рассказать о принципе работы и устройстве компактных люминесцентных ламп, обсудим их достоинства и недостатки, рассмотрим наиболее приемлемые сферы применения.

Устройство и принцип работы энергосберегающих ламп

Энергосберегающие лампы являются модификацией люминесцентных ламп, приспособленной к установке в светильники и люстры с винтовыми патронами Эдисона Е14, Е27 или Е40. Стандартный винтовой цоколь позволяет производить замену обычных ламп накаливания на энергосберегающие без переделки светильников. Газоразрядные трубки энергосберегающих ламп могут иметь U-образную или спиральную форму. Количество трубок и их размер зависит от мощности лампы. Внутри газоразрядной трубки размещаются две нити накала, одновременно являющиеся катодами. Для повышения эмиссионной способности катодов их покрывают керамикой на основе щелочных металлов. Газоразрядные трубки заполняются инертным газом с присутствием паров ртути. Внутренняя поверхность трубок покрывается слоем люминофора, который определяет спектр и цветовую температуру свечения лампы. Внутри цоколя лампы размещается преобразователь напряжения (драйвер) выполняющий функцию электронного пускорегулирующего устройства.

При подаче напряжения на энергосберегающую лампу драйвер вырабатывает высокое напряжение способное вызвать пробой газового промежутка между электродами. Одновременно происходит нагрев спиралей, увеличивающий эмиссионную способность электродов и способствующий испарению ртути. Спустя некоторое время в трубке возникает устойчивый газовый разряд. В это время драйвер переходит в режим электронного балласта. Ток и напряжение поддерживаются на оптимальном рабочем уровне. Во время газового разряда пары ртути активно излучают ультрафиолет. Ультрафиолетовое излучение поглощается люминофором, который в свою очередь начинает излучать свет из видимой части спектра.

Лампы энергосберегающие как правило рассчитаны на питание от сети переменного тока 220 В. Однако в продаже можно встретить энергосберегающие лампы 12 вольт и 24 вольт которые могут питаться от автомобильных аккумуляторов или бортовой сети автомобилей.

Светотехнические характеристики компактных люминесцентных ламп

Светотехнические характеристики энергосберегающих ламп не отличаются от характеристик линейных люминесцентных ламп. У большинства производителей индекс цветопередачи компактных ламп составляет 80 – 98, что входит в зону зрительного комфорта. Что касается цветовой температуры, то она может варьироваться от 2700 К (теплый) до 6000 К (холодный белый), что позволяет подобрать лампы с необходимой цветовой температурой для различных применений и помещений.

В принципе применение электронного пускорегулирующего устройства в энергосберегающих лампах должно исключать мерцание света (пульсацию), так как оно работает на частоте в несколько десятков килогерц. Однако некоторые производители экономят на высоковольтных электролитических конденсаторах, устанавливаемых в фильтрах выпрямителя драйверов. Это может привести к заметным пульсациям светового потока лампы с удвоенной частотой сети. Убедиться в отсутствии пульсаций света можно проведя видеосъемку с помощь телефона или видеокамеры.

Энергетические и эксплуатационные характеристики энергосберегающих ламп

Световая отдача компактных люминесцентных ламп в четыре-пять раз выше, чем у ламп накаливания. Это означает, что при равном световом потоке энергосберегающие лампы потребляют электроэнергии в четыре-пять раз меньше. Например, лампа энергосберегающая 20w e27 светит, так же, как и лампа накаливания, мощностью 100 ватт. Ниже приведена таблица соответствия между мощностями потребления ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп.