9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Теория и практика ремонта и модернизации энергосберегающих ламп

Сюда перенесены сообщения Григория из обсуждения темы "Ремонт и модернизация энергосберегающих лампочек", так как они будут интересны тем людям, которые также занимаются модернизацией ламп. Можно воспринимать это как записи дневника.

26 янв 2014 1:00

То, что пишет Алексей о холодном запуске, губительном для КПЛ, приводит к выводу, что единственным эффективным способом предотвращения такого включения является использования позистора (термистора PTC) параллельно резонансному конденсатору. При этом спирали хоть не замыкаются, как в стартерной схеме 220В 50Гц, но напряжение между ними невелико пока позистор не нагреется. В стартерной схеме между спиралями также есть напряжение 220В при очень слабеньком тлеющем разряде в Советских лампах ЛБ-40. В новых лампах с уменьшенным содержанием ртути этот разряд и того меньше. Думаю, разбитие конденсатора на два в схемах с позисторами сделано не от хорошей жизни. Возможно, так разработчики уменьшают максимальное напряжение, прикладываемое к позистору. При этом напряжение между спиралями увеличивается и эффективность его падает. Огромная проблема в том, что приобрести полваттный позистор 1Ком - проблема! Только вскрытием сгоревших ламп и то, не понятно где искать, т.к. о наличие позистора (задержки включения) производители не говорят. Подумал, что можно сделать с доступными термисторами NTC. Подключил обычную 20 Вт КПЛ к ЛАТРу и начял плавно повышать напряжение от нуля. При 50-80 В спирали лампочки стали раскаляться, при дальнейшем повышении напряжения вокруг них начало появляться слабое свечение. Вывод: надо максимально задержать подачу номинального напряжения в цепь лампочки. Предлагаемое включение термистора NTC ограничивает начальный бросок тока через спирали, но повышает напряжение между спиралями в момент включения за счёт падения напряжения на нём. Лучший вариант - использовать термистор NTC последовательно с дросселем. Ощутимая задержка в КПЛ 20 Вт получается при номинале термистора порядка 300 ОМ. В продаже есть слабомощные термисторы по 100 и 470 ОМ. Использовал 3 штуки по 100 ОМ, потом попробую одну штуку 470 Ом. Естественно, термистор греется, понижая КПД, но эффект задержки включения очевиден: на 0,5-1 с лампочка включается со слабым свечением вокруг спиралей, затем очень плавно включается. Броска тока нет.

При включении термистора NTC последовательно с дросселем КПЛ нельзя включать очень часто, т.к. термистор всё время греется и при выключении не успеет остыть. Правда, маленький термистор быстро остывает. Да и после выключения спирали не сразу полностью остывают, снижая риск холодного зажигания. Зато вред от холодного зажигания при такой модернизации куда меньше, чем при установке термистора NTC в разрыв цепи резонансного конденсатора и спиралей ламп.

Если после замыкания сгоревшей спирали и невздутом сетевом конденсаторе лампочка включается, но с морганием, фиолетовым свечением, хоть потом разгорается, то не мучайте её - она не жилец. Уцелевший катод потерял эмиссию и через полчаса она подохнет. В дешёвой лампочке 15 Вт у меня ещё вздувались последовательно включенные конденсаторы 3,3 МкФ 400В, которые использовались и как фильтр сетевого выпрямителя, и как разделительные вместо 0,047 МкФ (2х0,047 МкФ). Может была большая асимметрия тока, что вызвало недопустимые пульсации на них. Ещё. НИКОГДА не замыкайте обе перегоревше спирали - сразу сгорят транзисторы от недопустимого, неограниченного тока в резонансной LC цепи! А при эксплуатации лампочки с одной оборванной замкнутой спиралью несколько повышается риск сгорания резонансного конденсатора из-за более тяжёлого запуска.

И ещё. При ремонте обычных схем балласта для контроля можно вместо лампы подключить лампочку накаливания от фонарика 3,5 В 0,26 А (6,3 В 0,4 А). При этом резонансный конденсатор не будет подключен. По степени свечения лампочки (току) можно оценить, потянет ли балласт в нормальном режиме более мощную лампочку 20-30 Вт или нет.

Если горели транзисторы, то, не задумываясь, меняйте их оба вместе с предохранительными эмиттерными резисторами 1...2,7 Ома и токоограничительными базовыми резисторами 10-22 Ома. Последние ещё немного влияют на номинальный рабочий ток лампы, поэтому лучше выбрать номинал, близкий у оригиналу. В первую же очередь контролировать отсутствие вздутия электролита сетевого выпрямителя. Показание - начало небольшого помаргивания лампочки при длительной работе. Отсутствие свечения лампы при свечении спиралей заставляет проверить на короткое замыкание резонансный конденсатор - ещё одно потенциально слабое место.

Если же в лампе установлен позистор, тогда для ограничения броска тока также можно использовать термистор NTC в разрыве цепи дросселя, но его номинал нет смысла брать таким большим. Достаточно рекомендованного 30-100 Ом. Чем он более маломощный, тем он больше уменьшит своё сопротивление в номинальном режиме и меньше будет вносить потерь мощности. А изображённые на фотографиях модернизаторов термисторы NTC конских размеров и мощности будут менее эффективны. У меня работают термисторы 100 Ом диаметром 5-6 мм.

26 янв 2014 13:50

Маленькое уточнение. При включении термисторов NTC в разрыв цепи резонансного конденсатора, падение напряжения на нём от тока накала складывается с напряжением на конденсаторе не арифметически, а геометрически, как два вектора под углом 90 градусов. В любом случае, при том же токе накала напряжение между спиралями будет больше, ускоряя зажигание лампы. Включение лампы будет более "холодным" при меньшем накале. Ещё. За короткий момент включения термисторы NTC, тем более, предложенных конских размеров, не успеют разогреться. При зажигании лампочки ток через конденсатор резко уменьшится, в том числе, за счёт падения частоты генератора балласта. Тогда термисторам не от чего греться. Поэтому с равным успехом такие термисторы можно менять на низкоомные резисторы.

А то, что я писал о напряжении между спиралями люминесцентной лампы в классической стартерной схеме, так то исходное напряжение. Ведь контакт стартера исходно разомкнут, а для его замыкания нужен прогрев стартера током тлеющего разряда от 220 В. Для требуемого тока накала лампы этот ток пренебрежительно мал, поэтому не провоцирует зажигание.

Также я пробовал испытать современный стартер, подключая его к резонансному конденсатору балласта КПЛ, как непосредственно, так и через диодный мостик. НЕТ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА при низком напряжении порядка 220 В! Лишь при большом напряжении начинают проскакивать отдельные искорки. Значит позистор стартером не заменишь... Ещё попробую на выход мостика повесить небольшой электролит. Правда, при подключении стартера через мостик в классической схеме проявляется его очень большая асимметрия: можно выбрать такую полярность, когда время разогрева и время удержания стартера значительно повышаются. Так мне удалось поджечь лампу ЛБ-40 с одной закороченной спиралью (стартер новый!). А тут ещё издевались над "умником" Алексеем, утверждавшим, что на частотах десятков килогерц сильно сказывается инерционность носителей заряда тока лампы, что приводит к её чисто активному характеру сопротивления в течение одного периода

26 янв 2014 14:20

Я приобрёл термисторы K164NE100-10 100R 10% NTC (EPCOS AG, Германия). Очень надеюсь на K164NE470-10 470R 10% NTC. Если будет жутко перегреваться, то включу два в параллель.

Ещё довод в пользу включения термистора NTC 300-470 Ом в разрыв цепи дросселя. При отсутствии позистора одновременно через спирали начинает протекать ток накала и на лампу подаётся высокое напряжение с резонансного конденсатора. При таком высоком напряжении спирали не успевают прогреться и лампа "холодно" включается от высокого напряжения. В моём варианте ток накала и напряжение на конденсаторе нарастают плавно и спирали к моменту полного зажигания лампы успевают прогреться.

26 янв 2014 23:28

До какого значения уменьшается сопротивление таких высокоомных NTC-термисторов с прогревом?

У 100-омного примерно до 20 Ом. 470-омный пока не купил. Это в 20-ваттной лампе при токе чуть меньше 0,2 А.

Пардон, по части стартера все свои слова беру назад. Он таки начинает светиться при напряжении порядка 250-300 В даже при подключении не через мостик, а непосредственно к резонансному конденсатору. Это я подстраховывался и увеличил ёмкость резонансного конденсатора до 0,01 Мкф, чтобы при экспериментах не сгорели транзисторы. Так он мне и не выдал высокого напряжения, а я сразу и не проверил. :((( Но если играть со стартером, то ёмкость этого конденсатора нужно подбирать с ювелирной точностью, дабы напряжение на конденсаторе не зажгло лампу до того, как замкнёт стартер... Это сложно и неоправданно. Просто буду иметь в виду.

28 янв 2014 6:56

Ну, наконец-то, купил 470-омные термисторы (~13руб.). ПРЕКРАСНО! Сопротивление в 20-ваттной лампочке при заявленном токе 145 мА в рабочем режиме падает до примерно 35 Ом. Термистор греется, но терпимо. При выключении лампочки быстро остывает (примерно за полминуты). Конечно, при монтаже надо ноги термистора оставить максимальной длины, но так, чтобы он не жарил конденсатор сетевого выпрямителя, трансформатор. Стрелочный тестер, работающий на этом пределе до десятков килогерц синусоидального напряжения, показал падение напряжения на термисторе порядка 5,5 В. В зависимости от экземпляра лампы, она включается или почти тёмной, или вполнакала с задержкой менее 1 с. У меня есть балласт с фирменным позистором 1 КОм, который подключен параллельно всему резонансному конденсатору. Так, вне зависимости от экземпляра лампы, включается она полностью тёмной с задержкой более секунды. Ну что поделаешь, NTC термистор - не позистор, но в таком варианте он работает максимально эффективно, плюс полностью отсутствует начальный бросок тока накала.

Я говорил, что термистор паять в разрыв цепи дросселя. Уточню для простоты: в разрыв цепи лампочки и разделительного конденсатора (чаще всего 0,047 Мкф или 2х0,047 Мкф, реже - средняя точка последовательно включенных электролитов сетевого выпрямителя).

Самое простое и удовлетворительное решение есть - можете испытывать. Предельно допустимо 1 Ком для 20 Вт. Небольшое увеличение ёмкости резонансного конденсатора увеличит задержку.

Желательную предварительную тренировку катодов можно организовать иначе. Если есть регулируемый источник 220 В переменного или постоянного напряжения, то надо к нему подключить лампочку с временно замкнутым резонансным конденсатором и повысить напряжение, пока катоды чуть-чуть покраснеют через люминофор. Так выдержать лампу несколько часов. Можно увеличить накал, но выдержать меньше времени, как это делают при регенерации кинескопов. Алексей же рекомендовал подавать на последовательно включенные спирали (временно перемкнуть резонансный конденсатор) порядка 8В.

02 фев 2014 9:02

Нужна ли видимая задержка? Можно посмотреть запоминающим осциллоскопом, что даже низкоомный NTC убирает бросок пускового тока.

Даже не сомневаюсь, что бросок пускового тока убирается. А о чём говорил Алексей? Он убеждал, что лампа преждевременно выходит из строя из-за холодного зажигания. Когда в моём случае термистор задерживает рост и тока накала, и напряжения на конденсаторе, то при приближения напряжения конденсатора к порогу зажигания лампы, катоды уже будут разогреты. Без видимой задержки катоды физически не успеют разогреться, как напряжение на конденсаторе мгновенно достигнет величины пробоя (зажигания). Подобный эффект будет и при рекомендованном NTC термисторе в разрыве цепи конденсатора, но там падение напряжения на термисторе повысит напряжение на конденсаторе, складываясь с ним геометрически, вызывая более холодное зажигание лампы. Зато в рабочем режиме термистор не будет греться.

04 фев 2014 9:28

Поигрался с лампой Smile Light 5U 30 Ватт. Пришлось увеличить ёмкость резонансного конденсатора, иначе с термистором 470-1000 Ом видимой задержки включения не было. При исходной ёмкости 5600 пФ (дроссель 2,8 мГн) в параллель навесил 3300 пФ (надо было повесить порядка 2000-3000 пФ, но под рукой не было). Задержка появилась. Подбирая ёмкость без термистора обнаружил интересный эффект. При общей ёмкости 12200 пФ полного зажигания лампы не получилось, первоначально ярко светились катоды, т.е. вокруг них шёл разяд, а вся трубка не зажигалась. Через несколько секунд, по мере прогрева катодов, трубка зажигалась полностью. Получился аналог бесстартерного балласта Советских времён, когда к лампе исходно прикладывалось напряжение 220 В 50 Гц, а катоды разогревались накальными трансформаторами. По мере прогрева катодов люминесцентная лампа с большим содержанием ртути без стартера и его поджигающего импульса зажигалась от 220 В. Для современных трубок с низким содержанием ртути такое не "прокатит", и от 220 В они, уверен, не зажгутся, но от более высокого напряжения должны зажечься.

Что даёт увеличение ёмкости резонансного конденсатора? Падает добротность LC контура, и при том же токе накала = токе конденсатора, напряжение на нём будет меньше. Можно добиться того, что лампа не сможет сразу зажечься, лишь после достаточного прогрева катодов. Это - ещё один способ борьбы с холодным зажиганием, даже без термистора. Если есть термистор, то не будет броска тока, а напряжение на конденсаторе позже достигнет порога зажигания лампы. Да, чем больше ёмкость конденсатора, тем больше ток конденсатора через спирали в рабочем режиме, тем хуже стабилизация режима работы лампы дросселем. Но инвертор стабилизирует ток через лампу за счёт насыщения трансформатора тока.

Вывод: кроме термистора полезно под рукой иметь конденсаторы 1000, 2000 пФ на 1-2 кВ. А моя лампа Smile Light видимо имеет низкий порог зажигания, поэтому напряжение на конденсаторе зажигало её слишком рано, ток конденсатора до того ещё не успевал прогреть катоды.

04 фев 2014 19:51

Я детальных исследований не проводил, не проверял, как задержка включения помогает продлевать срок службы лампы. Лишь убедился, что от термистора NTC 100 Ом мало пользы, поэтому пошёл рыть дальше. Я просто дал идеи, советы для экспериментирования в сыром виде. Вот то, что писал Алексей, действительно заслуживает ОГРОМНОГО внимания.

Вот опять мне пришла в голову идея. Если решено не только устанавливать термистор, но и увеличивать ёмкость резонансного конденсатора, то предложенный способ включения высокоомного термистора NTC в разрыв цепи конденсатора получает преимущество. Так, путём увеличения ёмкости, можно компенсировать прирост напряжения на лампе за счёт термистора, а в рабочем режиме термистор не будет греться. Если же предполагается конденсатор не трогать, тогда термистор целесообразно включать в разрыв цепи переходного конденсатора (примерно 0,047 - 2х0,047 мкФ, во втором случае - перед точкой соединения двух конденсаторов, иногда, электролитов).

Конечно, любое увеличение ёмкости резонансного конденсатора ухудшит или сделает невозможным зажигание лампы с одной перегоревшей спиралью. Поэтому я и рекомендую довешивать конденсаторы в параллель.

Понравилась статья? Боярский говорит: поделись с друзьями!