Лампы дневного света по большинству показателей значительно превосходят традиционные источники света с нитями накаливания. Они выпускаются в широком ассортименте, что позволяет применять их в различных сферах жизни и деятельности. Иногда возникают неполадки в их работе и требуется проверить люминесцентную лампу на исправность. Своевременный ремонт дает возможность быстро ликвидировать неприятные последствия в виде мерцания, шума и других негативных проявлений. Для этого нужно хорошо знать устройство таких ламп, принцип работы, основные неисправности и способы их устранения.
Принцип действия ламп дневного света
Стандартная люминесцентная лампа конструктивно представляет собой трубку цилиндрической формы, изготовленную из кварцевого стекла. По ее краям с торцов установлены цоколи, в каждый из которых запаян двойной электрод. В качестве дополнительного оборудования используются такие компоненты, как дроссель, стартер и конденсатор. Вся конструкция устанавливается в специальный светильник.
Из стеклянной колбы в самом начале откачивается воздух и взамен его внутрь помещается смесь из инертных газов и ртутных паров. Ртуть переводится в газообразное состояние под избыточным давлением, созданным внутри цилиндра. Стенки колбы изнутри покрываются специальным составом люминофором, превращающим ультрафиолетовое излучение в нормальный видимый свет.
Выводы электродов используются для подключения к лампе сетевого переменного напряжения. Внутренняя часть электродов соединяется между собой вольфрамовыми нитями, с нанесенным на них металлом. В процессе разогрева с металлической поверхности в большом количестве слетают свободные электроны. Чаще всего такое покрытие делается из бария, цезия или кальция.
Электроны, находящиеся в свободном движении, служат первоначальным толчком, запускающим процесс включения лампы. Однако, одного лишь внешнего напряжения и эмиссии электронов недостаточно для того, чтобы создать полноценный электронный поток. Дополнительно свободными электронами выбиваются еще одни электроны, находящиеся на внешних орбитах атомов аргона или другого инертного газа, наполняющего трубку. Покидая свои орбиты, они начинают принимать участие в общем движении.
Далее в работу включаются стартер и электромагнитный дроссель, известные как балласт, создающие определенные условия, способствующие увеличению силы тока и образованию тлеющего газового разряда. В этот момент начинает образовываться световой поток.
Электронный поток, набрав достаточную кинетическую энергию, оказывает влияние на ртутные пары, которые начинают испускать ультрафиолетовое излучение. Далее оно попадает на люминофорное покрытие, которое под его влиянием начинает светиться нормальным дневным светом. Важную роль в этом процессе играет пускорегулирующая аппаратура, выполняющая в светильнике особые функции.
Функции пускорегулирующей аппаратуры
Многие лампы дневного света до сих пор работают с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой ЭмПРА, она же балласт. Простейшее устройство этого типа является обычным индуктивным сопротивлением, в состав входит металлический сердечник с намотанным на него медным проводом. Такая конструкция вызывает заметную потерю мощности, сопровождающуюся выделением большого количества теплоты.
Самая простая и дешевая схема ЭмПРА со стартером. Ее работа осуществляется следующим образом. После включения питания, напряжение через обмотку дросселя и вольфрамовые нити поступает на электроды стартера.
Сам стартер представляет собой небольшую колбу, наполненную газом. Под действием напряжения происходит образование тлеющего разряда. Начинается свечение инертного газа и его одновременный нагрев. Это приводит к включению контактов биметаллического датчика и образованию в цепи замкнутого контура, обеспечивающего нагрев нити самой лампы. Затем начинается процесс термоэлектронной эмиссии.
На электродах стартера напряжение падает, уменьшается и разряд с одновременным понижением температуры. Контакты биметаллической пластины размыкаются, и подача тока прекращается. В работу включается дроссель, в котором образуется ЭДС самоиндукции. За счет этого между нитями накала возникает кратковременный разряд, достигающий нескольких тысяч вольт. Он пробивает среду инертного газа с ртутными парами, что приводит к появлению дуги, испускающей свет. В этот период стартер уже не работает, а дроссель за счет индуктивного сопротивления выполняет функцию ограничения тока, чтобы избежать перегорания элементов схемы.
В настоящее время появилась электронная пускорегулирующая аппаратура ЭПРА, которая стала более совершенной и работоспособной. Данные устройства монтируются непосредственно в осветительные приборы, поскольку являются компактными и занимают очень мало места. Срок эксплуатации ламп с такой аппаратурой существенно увеличился. Свет стал более ровным и качественным, в нем полностью отсутствуют мерцания, пагубно влияющие на зрение.
Электроды разогреваются очень быстро, буквально за доли секунды, после чего наступает плавное включение освещения. Так же легко светильники включаются и при низких температурах. Розжиг осуществляется под действием импульса высокого напряжения, затем начинается ровное горение при постоянной повышенном напряжении.
Основой схемы ЭПРА служит двухтактный преобразователь напряжения, которые может иметь полумостовую или мостовую конструкцию. В большинстве случаев используется первый вариант, в котором напряжение выпрямляется диодным мостом, после чего его сглаживает конденсатор до значения постоянного напряжения. Высокая частота создается полумостовым инвертором.
Также в схеме имеется трансформатор с тремя обмотками: основная подает напряжение к лампе, а две дополнительные выполняют открытие ключей на транзисторах.
Проверка дросселя и стартера
Чаще всего неисправности возникают в светильниках, использующих пускорегулирующую аппаратуру старого образца. Поэтому нужно хорошо представлять себе, как проверить стартер, дроссель и другие элементы схемы. Основной причиной неисправности может стать дроссель, вызывающий шум и гудение прибора во время работы. Вначале лампа нормально зажигается, а затем начинает темнеть по краям и быстро гаснет. Кроме того, при неисправном дросселе лампа перегревается, внутри трубки возникает заметное мерцание.
Перед проверкой следует демонтировать стартер и замкнуть контакты в патронах светильника с двух сторон. Мультиметр нужно установить в режим замера сопротивления, а его щупы подключаются к контактам патрона. В случае обрыва обмотки дросселя, на дисплее отобразится значение бесконечного сопротивления, а при межвитковом замыкании результат будет примерно возле нуля.
Визуальный осмотр сгоревшего дросселя позволяет обнаружить коричневые пятна. Запах паленого довершает общую картину и указывает на полную неисправность. Такие дроссели уже не подлежат ремонту и полностью меняются на аналогичные модели, исходя из мощности лампы.
Неисправный стартер люминесцентной лампы проявляется в мерцании источника света во время пуска, которая никак не может загореться. Проверить стартер мультиметром возможно лишь вместе со светильником. Иначе, при отсутствии напряжения, его контакты останутся разомкнутыми, и проверка не даст результата. К стартеру последовательно подключается лампочка накаливания на 60 ватт и вся схема включается в сеть 220 В. Если стартер исправен, то лампочка должна загореться.
С помощью тестера можно выполнить и проверку конденсатора. Находясь в цепи в неисправном состоянии, этот элемент понижает КПД осветительного прибора до 40%, тогда как в рабочем состоянии этот показатель составляет 90%. На мультиметре выставляется нужная функция, затем выполняется проверка емкости. Слишком низкий показатель понижает КПД, а слишком высокий вызывает мерцание лампы. Поэтому емкость конденсатора должна соответствовать мощности лампы.
Неисправности электронного балласта
Иногда серьезные проблемы вызывает и электронный балласт. В этом случае нужно проверку его работоспособность, чтобы точно установить, что неисправно сама лампа или пускорегулирующая аппаратура. Перед проверкой работоспособности ЭПРА из светильника необходимо вытащить лампу дневного света, после чего к электродам подключается обычная лампочка накаливания. Если после подачи напряжения она загорается, значит электронный балласт находится в исправном состоянии.
Если же лампочка не горит, следовательно, причина заключается в неисправности внутренних компонентов электронной пускорегулирующей аппаратуры. Обнаружить поломку можно только путем поочередной прозвонки всех элементов схемы. Вначале проверяется предохранитель, а потом и все остальные детали. Любой неисправный узел, обнаруженный при проверке, подлежит замене таким же компонентом, с аналогичными параметрами. Для того чтобы отремонтировать балласт, необходимо иметь практические навыки работы с паяльником.
После предохранителя поочередно проверяются конденсатор и установленные рядом с ним диоды. Если они оказались исправными, далее выполняется проверка обмотки дросселя. Это довольно кропотливая работа, и иногда бывает гораздо проще приобрести новую лампу.
Если все же принято решение о ремонте, то он должен выполняться в определенной последовательности. Перед тем как проверить люминесцентную лампу на исправность, производится разборка корпуса и проверяется состояние нитей накаливания. Иногда они перегорают и становятся основной причиной неисправности. Отремонтировать такую лампу в домашних условиях довольно сложно, можно лишь собрать из двух неисправных один исправный источник света, где будут исправными нити и балласт. При необходимости можно полностью заменить блок пускорегулирующей аппаратуры.
Следует учитывать и факторы внешних условий, влияющих на работу люминесцентной лампы. Очень многое зависит от температуры окружающего воздуха и состояния сетевого напряжения. Сбои могут произойти при перепадах напряжения в пределах 6% и понижении температуры до минус 10 и более, даже, если все элементы находятся в исправности и нормально функционируют. В таких случаях проверка светильников выполняется в помещении с обычной температурой, с использованием стабилизирующих устройств, выравнивающих напряжение.