Ремонт люминесцентных ламп: схема запуска, основные неисправности

В статье рассмотрим ремонт люминесцентных ламп. Несмотря на то, что такой тип лам служит долго, они все-таки выходят из строя. Чтобы понять возможные причины поломки, нужно понимать принцип их действия.

Люминесцентная лампа представляет собой колбу, заполненную инертным газом с добавлением паров ртути. По краям лампы в колбу впаяны по паре электродов, к которым подключены спирали из вольфрама. Нити спиралей люминесцентной лампы похожи на те, что применяются в лампах накаливания. Отличие в том, что поверхность вольфрама покрыта пленкой из щелочных металлов. Это связано с назначением спиралей: их задача – не светить, а выделять в окружающее пространство свободные электроды. Так же работают катоды электронных ламп при разогреве.

Работа лампы разделяется на два этапа: запуск и свечение. При запуске стартер подключает спирали электродов, расположенных по краям лампы, к питающей сети последовательно с дросселем. Нити разогреваются, из них в окружающее пространство выделяются свободные электроны.

Затем стартер размыкает свои контакты и между электродами по краям лампы за счет ЭДС самоиндукции дросселя формируется импульс высокого напряжения. Электроны приходят в движение. Ток через газовый промежуток лампы при работе ограничивается индуктивным сопротивлением дросселя.

На своем пути электроны встречают молекулы инертного газа и ионизируют их. В результате молекулы теряют свободные электроны и становятся положительными зарядами – ионами. Так в лампе поддерживается количество носителей электрического тока.

При встрече с атомами ртути электроны не ионизируют их, а отдают энергию электронам, входящим в его состав. Электроны возбуждаются, переходя на более высокую орбиту. Но это состояние неустойчиво и длится непродолжительное время. Электроны, возвращаясь на свое место, отдают в окружающее пространство энергию в виде ультрафиолетового излучения.

Колба лампы изнутри покрыта люминофором – веществом, способным светиться под воздействием ультрафиолета. Так энергия ультрафиолетового излучения преобразуется в видимый свет, оттенок которого зависит от типа применяемого люминофора.

Ремонт люминесцентных ламп: основные неисправности

Нарушить герметичность лампы можно, только разбив ее. Утечка газов из ее внутренней полости невозможна. Причинами, в результате которых лампы выходят из строя, следующие:

• перегорание нитей накала;
• нарушение покрытия нитей накала;
• обеднение люминофора.

При нарушении свойств люминофорного покрытия лампы изменяется цвет ее свечения или уменьшается его яркость. Восстановить такую лампу невозможно.

При осыпании или выгорании покрытия электродов при запуске выделяется меньшее количество свободных электронов. Лампа не зажигается, при этом видно, что разогрев нитей происходит: по краям лампы наблюдается красноватое свечение, возникающее при замыкании контактов стартера.

Самая частая причина выхода из строя лампы – перегорание нитей накала. Происходит оно по тем же причинам, что и в лампах накаливания. Дополнительно этому способствует осыпание или испарение слоя, покрывающего вольфрам. Металл с обнажившихся участков испаряется, толщина нити уменьшается. При очередном запуске нить рвется. Если перегорел один из двух электродов, лампа уже не запустится, так как прервется цепь запуска через стартер.

Схема для запуска неисправной люминесцентной лампы

Лампу с оборванными нитями накала можно заставить поработать еще. Для этого принципиально изменяется схема ее запуска: стартер и дроссель больше не помогут.

Электронные компоненты в схеме для разных мощностей лампы выбираются из таблицы

Конденсаторы С1 и С2 – бумажные, металлобумажные или им подобные, С3 и С4 – слюдяные, но выдерживать они должны рабочее напряжение не ниже 350 В, как и предыдущие. Указанные в таблице выпрямительные диоды устарели, вместо них можно использовать современные модели, выдерживающие прямой ток не менее 0,5 А и обратное напряжение – 400 – 600 В.

Схема представляет собой двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения. Рассмотрим принцип ее работы, разделив его на три этапа.

1. В ходе положительной полуволны питающего напряжения (полярность указана на рисунке) через диод Д2 заряжается конденсатор С2. Заряд происходит до амплитудного значения напряжения питания, то есть, примерно до 300 В.

   

2. Полярность напряжения на входе схемы изменяется с приходом отрицательной полуволны. Конденсатор С2 сохраняет свой заряд, в то время, как конденсатор С1 начинает заряжаться через диод Д1.

   

3. К колбе лампы через диоды Д3 и Д4 приложено суммарное напряжение конденсаторов С1 и С2, соединенных последовательно. Как только величина напряжения становится достаточной, газовый промежуток лампы пробивается. Конденсаторы, разряжаясь, создают в лампе ток, достаточный для образования некоторого количества ионов и возникновения свечения.

Процесс повторяется с частотой питающей сети. Конденсаторы С3 и С4 предназначены для защиты от помех.

Подробнее про конденсаторы читайте статьи: «Виды и параметры конденсаторов» и «Соединения конденсаторов: параллельное, последовательное«.

Нетрудно заметить, что работает лампа на постоянном токе (направление указано на последнем рисунке красной стрелкой). Поэтому пары ртути постепенно смещаются в сторону одного из электродов, из-за чего лампа светится неравномерно. Чтобы скомпенсировать этот недостаток, электроды лампы меняют местами, переворачивая ее в светильнике. Второй недостаток — частота пульсаций света лампы увеличивается в два раза.

Поэтому метод запуска перегоревших люминесцентных ламп рекомендуется выполнять в познавательных целях, либо для использования их в помещениях, в которых требования к качеству освещения невысоки и свет в них включается редко и на короткое время.