КЛЛ: компактная люминесцентная лампа

Принцип работы компактных люминесцентных ламп.

Внутри колбы расположены вольфрамовые электроды. На них наносится слой активированного вещества. Применяется смесь оксидов бария, стронция, кальция. Принципиально, по сравнению с источниками дневного света (лл) нового ничего не добавилось. КЛЛ можно считать естественным развитием ЛДС. По аналогии, сама колба заполнена инертным газом. Внутри колбы находится небольшое количество жидкого металла – ртути. Она необходима для облегчения тлеющего разряда. Во время работы лампы ртуть переходит из жидкого состояния в парообразное.

При разряде большая часть излучения находится в ультрафиолетовой части спектра. Этот свет мы видеть не можем, более того такое излучение может быть вредно. После ионизации газа и паров ртути, ультрафиолет воздействует на слой люминофора. В результате мы видим свечение. Оттенок зависит от химического состава. По большей части, именно люминофор определяет световые характеристики компактной люминесцентной лампы.

Как известно люминесцентные источники света не могут работать без пускорегулирующего устройства. Пускатель должен дать импульс для зажигания лампы (в зависимости от мощности – от 1кВ), между электродами должен образоваться электрический пробой. По мере испарения ртути разряд усиливается. Сопротивление между электродами падает, сила тока растет. С ним растет и яркость. Потому ток и напряжение необходимо ограничивать и поддерживать на определенном уровне. Напряжения горения существенно ниже напряжения зажигания. Стремление к миниатюризации продиктовало необходимость встраивания электронной пуско-регулирующей аппаратуры в саму лампу. Точнее, плата с электроникой расположена в корпусе между цоколем и разрядной трубкой. Естественно, здесь уже нет громоздкого дросселя и стартера. Частота разрядов находится в районе 50 кГц. Соответственно глаз человека не может воспринимать мерцание. Т.е. это в одну тысячу раз больше, чем с обычными лампами дневного света. Коэффициент мощности приближается к единице, соответственно, отсутствует реактивная составляющая.

Область применения

Люминесцентные лампы в школьном классе

Лампы дневного света получили широкое распространение благодаря своим преимуществам. Они используются для освещения в домах и квартирах, офисах, производствах и складах, в уличной подсветке и световой рекламе.

В зависимости от спектра цветопередачи лампы бывают:

  • аналогичные солнечному излучению – используются в подсветке офисов, производственных цехов, административных организациях;
  • с повышенной цветопередачей – подходят для выставок, галерей, музеев, больниц, организаций по продаже красителей, тканей и других художественных приспособлений;
  • с повышенным излучением в красном и синем спектре – используются для подсветки аквариумов, теплиц, в магазинах растений, оранжереях;
  • со смещением в синюю и УФ часть спектра – декорирование аквариумов;
  • свет в УФ спектре – солярии;
  • УФ излучение повышенной мощности – антибактериальные лампы.

Маркировка и технические характеристики

Напряжение в сети питания переменного тока в разных странах различается. К примеру, в странах бывшего СССР принято значение 220 Вольт, в США, Японии и других странах – 110 Вольт.

У нас востребованы осветительные приборы с цоколями Е14, Е27, Е40. Обычно маркировка осуществляется в формате Ехх. Буква «Е» — общепринятая, от фамилии изобретателя Эдисона (Edison). А хх – это цифры, означающие диаметр в мм.

Е14 – самый маленький из упомянутых. Обычно для небольших лампочек в виде свечи. Может применяться для подсветки и маленьких светильников.

Е27 – основной для нашей страны. Сейчас он применяется и для ламп накаливания, энергосберегающих и светодиодных.

Е40 – в быту практически не встречаются и предназначены для мощных осветителей. В основном он принят на производственных предприятиях, где света должно быть много. Или, например, уличное освещение.

Есть еще и Е10, но он применяется для низковольтных ламп накаливания, например может применяться в елочных гирляндах. Лампы с таким цоколем не применяются для освещения, только для декоративных целей.

На лампах со штыревым цоколем маркировка в обязательном порядке содержит латинскую букву G. После идут цифры, которые означают дистанцию между центрами штырьков в миллиметрах. Перед цифрами может дополнительно размещаться одна из букв U, X, Y, Z.

Существует российская и международная маркировка осветительных приборов.

Западная маркировка

Код

Определение

Особенности

Область применения

530

Warm white

Посредственная цветопередача (Ra) Теплый цвет как у лампы накаливания. Желто-коричневый оттенок .

Редкие представители. Гаражи, кладовые

640

740

о

Cool white

Нейтральный белый свет. Средняя цветопередача.

Широко распространены в больницах, школах, магазинах

765

Daylight

Свет холодный белый (голубоватый),хорошая цветопередача

Помещения требующие концентрации без искажения предметов. Офисы, галереи, дизайнерские бюро

827

Warm white

Схож с 530, только имеет хорошую цветопередачу

Жилые помещения

830

Warm white

Чуть светлее чем 827 модель, так же имеет хорошую цветопередачу

Жилые помещения, библиотеки

840

Cool white

Нейтральный белый свет. Хорошая цветопередача.

Общественные здания

Торговые, спортивные залы, больницы. Уличное освещение

865

Daylight

Свет холодный белый (голубоватый), хорошая цветопередача

Офисы, галереи, дизайнерские бюро. Уличное освещение

880

Daylight

Холодный белый свет. Отчетливо выделяется голубизна. Хорошая цветопередача

Специальное освещение, применяется в определенных условиях требующих искажения предметов в холодный голубой

930

Warm white

Теплый цвет как у лампы накаливания. Отличный показатель индекса цветопередачи

Жилые помещения, библиотеки

940

Cool white

Нейтраль Отличный показатель индекса цветопередачи ный белый свет.

Широко распространены в больницах, школах, магазинах

954

965

Daylight

Холодный белый свет (нейтральный), наилучшая цветопередача

Офисы, галереи, дизайнерские бюро, выставки, освещение аквариумов

Цоколь G13

Последние три цифры маркировки характеризуют световой поток, который дает конкретный осветитель: на картинке 8 – это цветопередача, 40 (две последние) – это цветовая температура. В данном случае индекс цветопередачи равен 80Ra, а цветовая температура 4000 К. Здесь значение 840 можно трактовать как лампа белого света для рабочих поверхностей с очень хорошей цветопередачей и светотдачей. Такие применяются в жилых помещениях и для работы. Цветовую температуру лучше выбирать не менее 4000 К. Обычный дневной свет имеет этот показатель в диапазоне от 5000 К до 6500 К. При цветовой температуре в 2700 К предметы, на которые падает свет, визуально могут иметь коричневый оттенок. Чем больше первая цифра, тем лучше и комфортнее глазу.

Российская маркировка представлена в рисунке ниже.

Российская маркировка

Маркировка

На сегодняшний день существует несколько маркировок люминесцентных ламп, сейчас рассмотрим каждую из них.

Отечественная

Отечественная маркировка представлена цифро-буквенной аббревиатурой, которая расшифрована на картинке.

Первая буква «Л» — лампа.

Вторая буква – характеристика светового потока (Д — дневной, ХБ — холодный белый, ТБ — белый, ЕБ — естественно белый, Б — белый, УФ – ультрафиолетовый, Г – голубой, С – синий, К – красный, Ж – желтый, З – зеленый).

Третья буква – качество цветопередачи (Ц – улучшенное качество, ЦЦ – особо высокое качество).

Четвертая буква – конструктивная особенность (А –амальгамная, Б – быстрого пуска, К – кольцевая, Р – рефлекторная, У – у образная).

Цифра после букв – мощность в Вт.

Обращаем Ваше внимание на то, что в маркировке люминесцентной лампы могут присутствовать такие аббревиатуры, как ЛХЕ и ЛЕ, что означает естественного свет и холодный естественный свет

Зарубежная

Зарубежная маркировка представлена в данной таблице:

Как вы видите, вместо цифро-буквенного шифра используется трехзначное число, а также определение в виде простой подписи на английском языке (к примеру, марка cool white так и переводиться «холодный свет»).

Типы энергосберегающих ламп

В продаже существует три вида ЭСЛ: галогенные (газонаполненные), светодиодные и люминесцентные лампы. Каждая из них имеет плюсы, минусы и рациональные способы применения для освещения дома.

Люминесцентные

Принцип работы этого светового прибора заключается в том, что в стеклянной колбе, заполненной инертным газом с парами ртути, зажигается газовый разряд. Так как он испускает излучение ультрафиолетового спектра, в видимый свет оно преобразуется с помощью слоя люминофора, которым покрывается изнутри стеклянная оболочка. Цветовая температура лампы зависит именно от состава люминофора. Мощные энергосберегающие люминесцентные лампы дневного света широко применяются для освещения общественных и промышленных помещений.

Преимущества

Средний срок службы люминесцентной лампы – 8 000 часов, при этом для обеспечения такого же светового потока, как у традиционной 60-ваттной лампы, потребуется всего 11 Вт.

Стоимость относительно невелика – от 100 до 200 рублей за качественную продукцию известных производителей (например, Osram).

Окупаемость при этих условиях – один год, притом, что уважающие себя фирмы предоставляют на них гарантию 3 года.

Недостатки

Особенности конструкции определяют недостатки люминесцентных ламп:

  • форма колбы ограничивается необходимостью применения тонкой трубки;
  • максимальное значение светового потока достигается не сразу после включения;
  • стабильность работы сильно зависит от качества электроэнергии;
  • возможные пульсации света могут причинить вред зрению;
  • быстрый износ в результате частых включений и выключений.

Светодиодные

В этом типе ламп используется светодиод – полупроводниковый прибор. Для того чтобы подходить для замены традиционной лампы накаливания, они должны иметь в своем составе специальное устройство, называемое драйвер – источник тока, а также модуль с несколькими десятками светодиодов.

Преимущества

Срок службы светодиодных приборов составляет 30 000–50 000 часов. Энергопотребление самое низкое в классе ЭСЛ: 8 Вт соответствует 60 Вт традиционной лампочки.

Недостатки

Основной недостаток – высокая цена. Стоимость 9-ваттных ламп хорошего качества начинается со 150 рублей. Еще можно перечислить некоторые минусы, связанные с конструкцией прибора:

  • узкий световой конус;
  • большие размеры;
  • падение яркости со временем;
  • трудности с обеспечением нужного спектра света.

Этот тип – модификация лампы накаливания. В ее баллон добавляется специальный газ, состоящий из паров брома или йода. Это увеличивает срок службы до 2000 – 4000 часов, а также позволяет увеличить температуру спирали для большей яркости. В случае использования специальных схем для плавного включения, длительность работы повышается до 8000 часов.

Цвет колбы/рефлектора

Среди большого выбора цветовых вариантов колб, вы выбираете прежде всего по своему вкусу. Однако при выборе так же нужно опираться на конструкцию люстры или иного светильника. Например, в винтажной люстре или кастомной настольной лампе в стиле стимпанка лампы с прозрачной колбой будут смотреться куда уместнее типичных белых или матовых.

Варианты цветов колб

Иными словами здесь нельзя дать однозначных рекомендаций, как и в других вопросах, касающихся внешнего вида девайса. Решение зависит от того, где будет установлена лампа. В техническом плане большой разницы между прозрачной, матовой или белой колбами практически нет. На рассеивание света этот момент практически не влияет.

Цоколь

Вот это чисто технический аспект при выборе энергосберегающей лампы. Здесь все просто — рекомендации здесь очевидны и бесхитростны. Если лампа имеет только один цоколь, и её можно установить в светильник с соответствующим типом патрона. Как правило, тип цоколя указан в инструкции к светильнику, а иногда — нанесен на корпус устройства, так что вопросов здесь возникнуть не должно.

Типы цоколей ламп

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.

Цоколи G4 и G9, а также GU10, GU5.3 и GX53 используются в небольших точечных светильниках. Это могут быть: компактные настольные лампы, системы подсветки в кухонных гарнитурах, шкафах для одежды, и подсветка бытовых приборов. Энергосберегающие лампы с данными цоколями предназначены для замены соответствующих галогеновых ламп.

Люминесцентная лампа: принцип действия, достоинства и недостатки

— Принцип действия люминесцентных ламп

— Достоинства и недостатки люминесцентных ламп

Принцип действия Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали. В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора. Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500. 2000 В на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом. Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения.В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа — заполнителя полости трубки — и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство. Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии. Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света: . трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым светом; • трубки с неоном — красным светом; трубки с аргоном — голубым светом. Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения. Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки. Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути. Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Достоинства люминесцентных ламп. Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: . более высокий коэффициент полезного действия (15. 20%), высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы. Таким образом, при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания; . правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному; о благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи; . люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено. Лампы накаливания (очень чувствительные к повышениям напряжения) быстро перегорают; . малая себестоимость; . низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С) Недостатки люминесцентных ламп Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: « сложность схемы включения; • ограниченная единичная мощность (до 150 Вт); • зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться); » значительное снижение светового потока к концу срока службы; • вредные для зрения пульсации светового потока; » акустические помехи и повышенная шумность работы; в при снижении напряжения сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается; » дополнительные потери энергии в пускорегулирующеи аппаратуре, достигающие 25. 35% мощности ламп; • наличие радиопомех; • лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации.

Ремонт филаментной лампы

Схемы драйверов у филаментных ламп такие же, как и обыкновенных светодиодных и ремонт их отличается только способом разборки. Приведу пример из личной практики ремонта филаментной лампы.

Через некоторое время перегорела еще одна лампа в люстре из этой же партии. С учетом полученного опыта решил применить неразрушающий способ ее разборки, так как внешний осмотр не выявил перегорания филаментов.

Для этого была использована мини дрель с установленным в нее наждачным диском, как у болгарки. Такая мини дрель в комплекте имеет большой набор инструментов, позволяющий выполнять практически любые ювелирные работы, начиная от сверления и заканчивая гравировкой на металле и стекле.

Цоколь филаментной лампы был зажат за резьбовую часть в тисках и прорезан абразивным диском по всей длине его окружности, как показано на фотографии.

Далее при одновременном разогреве центрального контакта цоколя паяльником резьбовая его часть была отсоединена. В результате получен доступ к печатной плате драйвера. Драйвер был обвернут изоляционной прозрачной пленкой.

Изоляция была удалена и диоды выпрямительного моста . Они оказались в обрыве. Мост был заменен диодным мостом, взятым из драйвера разбитой описанной выше лампы.

Для исключения перегорания филаментов последовательно с установленным в драйвере конденсатором был впаян навесной емкостью 0,5 мкФ и на схему подано напряжение.

Филаменты засветились, правда с меньшей яркостью, так как при последовательном соединении конденсаторов суммарная их емкость всегда становится меньше, чем емкость конденсатора в цепочке с меньшей емкостью. Слабое свечение филаментов свидетельствовало о исправности конденсатора на плате. При подаче питающего напряжения на выводы лампы она засветила на полную яркость.

Для восстановления целостности цоколя отпаянный вывод драйвера был заведен в предварительно освобожденный от припоя центральный контакт и половинки цоколя соединены в четырех местах с помощью пайки. Для надежности были использованы отрезки выводов от советского транзистора.

Осталось только вкрутить отремонтированную своими руками филаментную лампу в патрон люстры для проверки. Как видите все лампочки светят одинаково ярко.

Преимущества и недостатки

Люминесцентные устройства имеют преимущества, достоинства и недостатки. Лампы имеют высокий показатель световой отдачи. Люминесцентные приборы в 20 Вт обеспечивают освещение в комнате, которое имеют устройства накаливания и иллюминационные лампы в 100 Вт.

Изделия отличаются высоким коэффициентом полезного действия. Энергосберегающие лампы используются до 20 тыс. часов при обеспечении требований эксплуатации.

Свет у люминесцентных конструкций не направленный, а рассеивающий. В северных регионах рекомендовано применение люминесцентных ламп дневного света в жилых и общественных зданиях.

Преимущество люминесцентных устройств в разнообразии конструктивных решений. Разные формы, цветовые оттенки устройств позволяют реализовывать оригинальные дизайнерские решения в архитектуре общественных и жилых комплексов.

К недостаткам люминесцентных приборов относится содержание в конструкции ртути, в зависимости от размера лампы объем вещества варьируется от 2,3 мг до 1 г. Однако производители разрабатывают конструкции, которые в применении не опасны.

Необходимо учитывать сложность в монтаже схем включения и ограниченную мощность на 1 единицу (150 Вт). Эксплуатация устройств зависит от климатических условий, т.к. при понижении температуры устройства гаснут либо не зажигаются. Световой поток в лампах снижается к концу эксплуатации прибора.

Как запустить лампу дневного света без дросселя

Что советуют делать в таких случаях самоделкины и радиолюбители? Они рекомендуют применить, так называемую бездроссельную схему включения люминесцентных ламп.

В ней
используется диодный мост, конденсаторы, балластное сопротивление. Несмотря на
некоторые преимущества (возможность запуска сгоревших ламп дневного света), все
эти схемы для рядового пользователя темный лес. Ему гораздо проще купить новый
светильник, чем паять и собирать всю эту конструкцию.

Поэтому сперва рассмотрим другой популярный способ запуска ЛБ или ЛД ламп со сгоревшим дросселем, который будет доступен каждому. Что вам для этого потребуется?

Вам
понадобится старая сгоревшая энергосберегающая лампочка с обычным цоколем Е27.

Конечно,
схему с ее использованием нельзя считать абсолютно бездроссельной, так как на
плате энергосберегайки дроссель все таки присутствует. Просто он по габаритам
гораздо меньше, так как экономка работает на частотах до нескольких десятков
килогерц.

Этот
минидроссель ограничивает ток через лампу и дает высоковольтный импульс для
зажигания. Фактически это ЭПРА в миниатюрном варианте.

Раньше была
большая рекламная компания по замене ламп накаливания на энергосберегающие. Сегодня
уже их активно меняют на светодиодные.

Выкидывать в мусорку экономки не рекомендуется, впрочем как и отдельные модели светодиодных.

Поэтому
некоторые сознательные и бережливые граждане, которые еще не сдали их в
специальные пункты приема, хранят подобные изделия у себя на полках в
шкафчиках.

Меняют их не зря. Эти лампочки в рабочем состоянии очень вредны для здоровья, как в плане пульсаций света, так и в отношении излучения опасного ультрафиолета.

Хотя ультрафиолет не всегда бывает вреден. И порой приносит нам много пользы.

При этом не забывайте, что теми же самыми негативными факторами, в равной степени обладают и линейные люминесцентные модели. Именно ими активно пугают любителей выращивать растения под светом фитоламп.

Но вернемся к нашим энергосберегайкам. Чаще всего у них перестает работать светящаяся спиральная трубка (пропадает герметичность, разбивается и т.д.).

При этом схема и внутренний блок питания остаются целыми и невредимыми. Их то и можно использовать в нашем деле.

Сперва разбираете лампочку. Для этого по линии разъема, тонкой плоской отверткой вскрываете и разделяете две половинки.

При разделении ни в коем случае не держитесь за стеклянную трубчатую колбу.

Далее вытаскиваете плату. На ней находите места, к которым подключаются проводки от “нитей накала” колбы. Они обычно идут в виде штырьков.

При разборе запомните, какая пара куда подключена. Эти штырьки могут находиться как с одной стороны платы, так и с разных сторон.

Всего у вас
должно быть 4 контакта, куда вам и следует подпаять в дальнейшем провода.

Ну и
естественно не забываем про питание 220В. Это те самые жилки, которые идут от
цоколя.

Все что
нужно сделать далее, это припаять по два проводника к каждому контакту на плате
(от бывших нитей накала трубок) и вывести их к боковым штырькам лампы дневного
света.

То есть, отдельно два провода справа и два провода слева. После чего, остается только подать напряжение 220В на схему энергосберегайки.

Лампочка дневного света будет прекрасно гореть и нормально работать. Причем для запуска вам даже не нужен стартер. Все подключается напрямую.

Если стартер
в схеме присутствует, его придется выкинуть или зашунтировать.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий