Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы
Может показаться, что это дело так называемых радиолюбителей, опытных мастеров работы со схемами, электроприборами.
Но на деле оказывается, что заниматься «оживлением» старой техники может практически любой человек, сталкивающийся в быту с электрическими устройствами. Достаточно работать по плану и иметь схему устройства перед глазами. Мы подготовили наглядную электросхему и поэтапный план работы над блоком из ЭСЛ.
Разбираем лампу
Будьте осторожны, когда разбираете ЭСЛ. Повредив целостность колбы, можно выпустить вредные пары ртути, которые быстро распространяются вокруг. Рекомендуем аккуратно, не спеша поддевать маленькой отверткой в месте шва.
Когда вам открылась схема, соединенная с колбой четырьмя выводами питания, отрежьте их и внимательно рассмотрите состояние элементов. Внешне можно понять, что они вышли из строя, по подгоревшим местам, вздутиям; могут отпаяться концы соединений. После внешнего осмотра необходимо прозвонить электрическую цепь. По опыту радиолюбителей в ЭСЛ часто портятся конденсаторы и резисторы.
Популярные статьи Японский мак
Запасные элементы берутся из схем других энергосберегающих ламп, отложенных вами для будущего блока питания. После того, как из нескольких схем соберете одну, можно двигаться дальше.
Вам нужно решить, блок питания какой мощности вы хотели бы собрать. Если мощность блока равна мощности энергосберегающей лампочки, то больших изменений не потребуется; если же захотите увеличить мощность блока питания, то нужно добавить вторичную обмотку, выложенную медным проводником.
Подготовительные работы
Итак, мы уже удалили контакты, идущие до колбы. Красным на схеме изображен удаленный нами узел ЭСЛ. На оставшиеся концы в схеме садим перемычку. Для повышения выдаваемой мощности нужно добавить к дросселю (на схеме L5) дополнительную (вторичную) обмотку. Появится резерв мощности блока питания за счет нее.
Помимо этого, добавляем новые детали в схему:
- конденсаторы (на схеме C9, С10)
- мост диодный (VD14-VD17)
Нужное количество витков для вторичной обмотки определяется в несколько этапов:
- Укладывается временная обмотка около десяти витков и соединяется с нагрузочным сопротивлением, имеющим характеристики в пределах 30-ти ватт и более, и собственно самим сопротивлением от 5 до 6 Ом;
- После подключения питания измеряется напряжение на нагрузочном сопротивлении;
- Полученные цифры напряжения делятся на число витков – так узнается, какое напряжение приходит на один виток;
- Расчет нужного количества витков для питания постоянной обмотки и подбор диаметра проводника для вторичной обмотки.
Диаметр вторичной обмотки советуем выбрать 0,5 мм.
Количество нужных витков:
X = Uвых (достигаемое напряжение БП) /Uвит (напряжение одного витка)
Кардинальные преобразования
Однако надёжней сделать импульсный блок питания с нуля, поискав трансформатор с нужными характеристиками в старой электронике. Заводские трансформаторы будут гораздо долговечней самоделки. И не нужно к тому же высчитывать количество витков по формуле, достаточно присоединить паяльником концы обмотки трансформатора к схеме.
Если вы хотите сильно увеличить мощность блока питания, в несколько раз, то нужно выпаять старый дроссель и присоединить новый (на схеме ниже обозначен как TV2). Подсоединяем к блоку два диода, составляющих выходной выпрямитель (на схеме VD14, VD15), заменяем диоды на входном выпрямителе с большей мощностью (на схеме RO) и ставим конденсатор с большей емкостью (на схеме CO). Подбирать конденсатор необходимо в пропорциях 1 Ватт выходной мощности = 1 микрофарад. На схеме изображено сто микрофарад на сто ватт.
Опробовать блок питания можно на лампочке аналогичной мощности. Главное следить за тем, чтобы температура трансформатора нашего блока не превышала 60ºС, а транзисторов 80ºС. Измеряется температура ртутными либо спиртовыми термометрами. Также есть так называемые заводские термопары и термосопротивления. Опытный радиолюбитель всегда имеет такие приспособления под рукой.
Советуем посмотреть видео-инструкцию:
Самостоятельное изготовление блока питания
ИБП можно изготовить своими руками. Для этого понадобятся небольшие изменения в перемычке электронного дросселя. Далее выполняется подключение к импульсному трансформатору и выпрямителю. Отдельные элементы схемы удаляются ввиду их ненужности.
Если блок питания не слишком высокомощный (до 20 Вт), трансформатор устанавливать необязательно. Хватит нескольких витков проводника, намотанных на магнитопровод, расположенный на балласте лампочки. Однако осуществить эту операцию можно только при наличии достаточного места под обмотку. Для нее подходит, к примеру, проводник типа МГТФ с фторопластовым изоляционным слоем.
Провода обычно нужно не так много, поскольку практически весь просвет магнитопровода отдается изоляции. Именно этот фактор ограничивает мощность таких блоков. Для увеличения мощности потребуется трансформатор импульсного типа.
Импульсный трансформатор
Отличительной характеристикой такой разновидности ИИП (импульсного источника питания) считается возможность его подстраивания под характеристики трансформатора. Кроме того, в системе нет цепи обратной связи. Схема подключения такова, что в особенно точных подсчетах параметров трансформатора нет необходимости. Даже если будет допущена грубая ошибка при расчетах, источник бесперебойного питания скорее всего будет функционировать.
Межобмоточный изоляционный слой чаще всего выполнен из бумаги. В некоторых случаях на обмотку нанесена синтетическая пленка. Однако даже в этом случае следует дополнительно обезопаситься и намотать 3-4 слоя специального электрозащитного картона. В крайнем случае используется бумага толщиной от 0,1 миллиметра. Медный провод накладывается только после того, как предусмотрена данная мера безопасности.
Что касается диаметра проводника, он должен быть максимально возможным. Количество витков во вторичной обмотке невелико, поэтому подходящий диаметр обычно выбирают методом проб и ошибок.
Выпрямитель
Чтобы не допустить насыщения магнитопровода в источнике бесперебойного питания, используют исключительно двухполупериодные выходные выпрямители. Для импульсного трансформатора, работающего на уменьшение напряжения, оптимальной считается схема с нулевой отметкой. Однако для нее нужно изготовить две абсолютно симметричные вторичные обмотки.
Для импульсного источника бесперебойного питания не подойдет обычный выпрямитель, функционирующий согласно схеме диодного моста (на кремниевых диодах). Дело в том, что на каждые 100 Вт транспортируемой мощности потери составят не менее 32 Вт. Если же изготавливать выпрямитель из мощных импульсных диодов, затраты будут велики.
Наладка источника бесперебойного питания
Когда собран блок питания, остается присоединить его к наибольшей нагрузке, чтобы проверить — не перегреваются ли транзисторы и трансформатор. Температурный максимум для трансформатора — 65 градусов, а для транзисторов — 40 градусов. Если трансформатор чересчур нагревается, нужно взять проводник с большим сечением или же увеличить габаритную мощность магнитопровода.
Перечисленные действия можно выполнить одновременно. Для трансформаторов из дроссельных балансов нарастить сечение проводника вероятнее всего не удастся. В этом случае единственный вариант — сокращение нагрузки.
ИБП высокой мощности
В некоторых случаях стандартной мощности балласта не хватает. В качестве примера приведем такую ситуацию: есть лампа мощностью 24 Вт и необходим ИБП для зарядки с характеристиками 12 B/8 A.
Для реализации схемы понадобится неиспользуемый компьютерный БП. Из блока достаем силовой трансформатор вместе с цепью R4C8. Данная цепочка защищает силовые транзисторы от чрезмерного напряжения. Силовой трансформатор соединяем с электронным балластом. В этой ситуации трансформатор заменяет дроссель. Ниже изображена схема сборки источника бесперебойного питания, основанная на лампочке-экономке.
Из практики известно, что данная разновидность блоков дает возможность получать до 45 Вт мощности. Нагревание транзисторов находится в рамках нормы, не превышая 50 градусов. Чтобы полностью исключить перегревание, рекомендуется вмонтировать в транзисторные базы трансформатор с большим сечением сердечника. Транзисторы ставят непосредственно на радиатор.
Как подключать ИБП к шуруповерту
Электроинструмент необходимо разобрать, отвинтив все шурупы. Обычно корпус шуруповерта состоит из двух половинок. Далее следует найти провода, которыми двигатель подключается к батарее. Соединить эти провода с выходом ИБП можно с помощью пайки или термоусадочной трубки, вариант со скрутками нежелателен.
Для ввода провода от блока питания в корпусе инструмента необходимо выполнить отверстие
Важно предусмотреть меры, предотвращающие вырывание провода в случае неосторожных движений или случайных рывков. Самый простой вариант – обжать провод внутри корпуса у самого отверстия клипсой из сложенного пополам коротенького отрезка мягкой проволоки (подойдет алюминий). Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка
Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка.
Как видно, энергосберегающая лампочка, даже отработавшая положенный ей срок, может принести немалую пользу своему владельцу. Собранный на базе ее комплектующих ИБП может с успехом применяться в качестве источника энергии для аккумуляторного электроинструмента или зарядного устройства.
Терминология и принцип работы
Люминесцентные, компактные, энергосберегающие, с электронным балластом, с инвертором – всё одно и то же, суть одна. Более того, такие лампы имеют совершенно разные конструкции. Например, может быть цоколь G9, как у галогенной лампы, может обычный – Е14, Е27, Е40.
Какое освещение Вы предпочитаете
ВстроенноеЛюстра
Может лампа быть отдельно, и вставляться через патроны, а электронный балласт – отдельно. Это относится прежде всего к линейным, или трубчатым лампам. Пример такой конструкции – светильники типа “Армстронг” для офисных помещений.
Все эти лампы в последнее время модно стало называть “энергосберегающими”, но суть одна. А почему так называют – потому что при той же яркости они потребляют примерно в 5 раз меньше электроэнергии. По заявлениям продавцов, и с этим можно поспорить.
Электронный балласт ЭПРА. Ещё четыре лампы – и будет светильник типа “Армстронг”
В подробности вдаваться не будем. Но принцип работы один.
Имеется выпрямитель, который из 220В 50Гц выдаёт постоянное напряжение 300…315 Вольт. Далее на этом напряжении работает генератор высокой (по сравнению со входной) частоты (около 10…15 кГц). Генератор выдаёт напряжение, которое питает трубку, наполненную газом и покрытую специальным составом. Можно рассказать и глубже, но это есть и на других сайтах.
А пока важно лишь знать, что энергосберегающая лампа принципиально состоит из двух частей – электронного блока и стеклянной части (трубки, или колбы)
Как подключать ИБП к шуруповерту
Электроинструмент необходимо разобрать, отвинтив все шурупы. Обычно корпус шуруповерта состоит из двух половинок. Далее следует найти провода, которыми двигатель подключается к батарее. Соединить эти провода с выходом ИБП можно с помощью пайки или термоусадочной трубки, вариант со скрутками нежелателен.
Для ввода провода от блока питания в корпусе инструмента необходимо выполнить отверстие
Важно предусмотреть меры, предотвращающие вырывание провода в случае неосторожных движений или случайных рывков. Самый простой вариант – обжать провод внутри корпуса у самого отверстия клипсой из сложенного пополам коротенького отрезка мягкой проволоки (подойдет алюминий). Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка.
Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка.
Энергосберегающие лампы набирают все большую популярность, позволяя сберегать энергию, они еще обладают ровным белым светом, так же есть лампы теплого света, схожие цветом свечения с лампами накаливания. Но к сожалению, энергосберегающие лампы тоже не вечны, кто-то их просто выбрасывает, а кто-то… делает из них полезные самоделки.
В этой статье рассмотрим как сделать простой импульсный блок питания из энергосберегающей лампы. В большинстве случаев в энергосберегающей лампе из строя выходят нити накала, находящиеся в колбе, а электронная часть остается целой.
Берем неисправную энергосберегающую лампу. И при помощи отвертки поддеваем две половины корпуса. Проходим по контуру и поочередно отгибаем одну половину от другой.
Примерно все энергосберегающие лампы сделаны по такой схеме:
Для того, чтобы сделать импульсный блок питания, мы изменим ее к такому виду:
Сначала убираем все штырьки, два конденсатора и диоды(если они есть), у меня как видно на фото, их не было.
Снимаем импульсный дроссель, тут возможны два варианта, первый — это в свободное место дросселя наматывается вторичная обмотка и он устанавливается обратно на плату. В таком случае получить большую мощность не получится. Второй способ — мотается импульсный трансформатор например на ферритовом кольце. При установке радиаторов на транзисторы, можно получить мощность 100Вт и более.
Мне большая мощность была не нужна, целью было запитать метр белой светодиодной ленты, для изготовления чего-то наподобие кухонного ночника:). Напряжение питания также выбрал около 8-10 Вольт, чтобы лента светилась не сильно ярко, в таком режиме работы она прослужит гораздо дольше.
Дроссель снят, разбираем его, это сделать достаточно легко, разматываем желтую синтетическую пленку, и вынимаем две половинки феррита. Перед тем как наматывать вторичную обмотку, необходимо сделать изоляцию, просто намотать на первичную обмотку электрокартон, простую бумагу, или же сантехническую фум ленту. Далее мотаем несколько витков.
Также делаем изоляцию и выводим края обмотки.
Собираем трансформатор в обратной последовательности, я воспользовался клеем типа «Секунда».
Устанавливаем трансформатор на плату. Соединяем перемычкой Р1 и Р4 (смотрите по схеме).
Для тестирования я подключил остаток мотка светодиодной ленты, предварительно выпрямив напряжение при помощи диода и конденсатора. Напряжение на выходе получилось 9 Вольт.
Всё импульсный блок питания из энергосберегающей лампы готов, работает, на плате ничего не греется.
Блок питания мощностью 20 Ватт.
Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.
На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.
Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.
Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!
Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.
Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.
Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.
Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.
На картинке действующая модель БП.
Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60ºС
Температура транзисторов – 42ºС
Разбираем энергосберегающую лампу
У лампы, которую начал разбирать, надломил нижнюю часть патрона, поэтому будьте осторожны, если будете половинить любую энергосберегающую лампу. Но это не беда – устранимо.
Когда лампа уже будет отремонтированна и собрана, прикладываем оторванную часть на место, и паяльником пропаиваем трещены. Можно приклеить – кому как удобно.
Половинить энергосберегающую лампу лучше всего рабочей частью отвертки. Внутри патрона есть специальные защелки, которые надо будет отщелкнуть. Если Вы когда-нибудь разбирали пульт дистанционного управления или сотовый телефон, то это похожая процедура.
Только здесь делаете так: вставляете рабочую часть отвертки между двух половинок, и крутите отвертку вправо или влево. Когда щель увеличится, в нее можно вставить еще одну отвертку, а первой немного отступаете, вставляете в щель и опять проворачиваете. Здесь самое главное, как в пульте дистанционного управления – отщелкнуть первую защелку.
Когда у Вас в руках окажутся две половинки, раздвигайте их осторожно. Здесь не надо торопиться, можно оторвать провода
Перед Вами окажется плата электронного блока, которая одной частью связана с цоколем, а другой – с колбой лампы. Сама плата электронного блока – это обыкновенное пускорегулирующее устройство, которое обычно установлено в старых светильниках дневного света. Только здесь электроника, а там дроссель и стартер.
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
Преимущества от замены люминесцентных лампочек на светодиоды
Переход на идентичные светодиодные источники позволит достичь экономии электроэнергии в 2-3 раза. Причем это актуально для любой лампочки независимо от ее форм-фактора. Не забывайте, что современные технологии постоянно совершенствуются, так и в случае с LED человечество еще не достигло максимальных высот развития. В будущем такие изделия будут еще более эффективными.
Чтобы прочувствовать существенную выгоду при переходе с люминесцентных ламп на светодиоды, подсчитаем разницу мощностей для квартиры. Допустим, используется 10 ламп, а средняя продолжительность работы каждой составляет 3 часа в сутки. Перемножим эти значения с 30 днями и получим 90 часов в месяц. Пусть каждая лампа потребляет 50 Вт/ч, значит ежемесячный расход составляет 45 кВт. Если стоимость 1 кВт равна 10 руб., то плата за электроэнергию при использовании одной такой лампы составит 450 руб.
При переходе на светодиоды и желании сохранить освещенность помещений на прежнем уровне, достаточно взять LED-источники на 20 Вт. Таким образом, в месяц на освещение будет уходить 18 кВт, а плата за электроэнергию составит 180 руб. Это в 2,5 раза меньше, но на деле данный показатель может быть значительно выше.
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.
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.
Главная » Мастерская » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
