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无线电电子与电气工程百科全书 小型家用灯采用荧光灯。 操作和维修特点。 无线电电子电气工程百科全书
有关带有荧光灯的家用灯具及其组件的一般信息 80年代初期，出现了各种紧凑型荧光灯（CFL，英文版CFL——Compact Fluorescent Lamps），功率为5～25W，光效为30～60Lm/W，使用寿命为3～10年。千小时。 由于这些特性，它们被称为“节能灯”，或ESL。 据制造商称，使用ESL时可节省80%的能源。 部分原因是 ESL 发出的热量比白炽灯少得多，白炽灯的大部分能量都花在不断加热线圈上。 ESL 的这一特性可以提高使用其的灯具的可靠性和防火安全性。 目前，它们广泛用于办公和住宅区的照明。 一些知名公司，如飞利浦、通用电气、欧司朗等，生产的特殊灯具具有更高的耐用性和光输出，能够在较宽的温度范围（包括负温）下工作，并符合欧洲安全和无线电干扰标准。 与传统白炽灯相比，ESL 的主要缺点是成本较高。 然而，普通消费者的期望并不总是合理的。 大多数情况下，这是由于市场上提供的产品质量不同，这些产品并不总是与广告甚至包装上标明的特性相对应。 特别是东南亚国家生产的台灯和壁灯。 因此，有关使用 ESL 的真实体验的信息是有意义的，这将使您在购买时做出正确的选择，避免不必要的成本并避免错误，而这些错误通常是由于不了解影响其服务的功能和因素而导致的。生活。 重要的是要知道 CFL 是真空设备，其瓶内含有对环境和人类健康有害的物质，特别是汞蒸气，需要小心处理，特别是在安装、尝试修理和处置过程中。 没有操作ESL经验的读者可能会对高质量产品的选择相关问题感兴趣，而经验丰富的工匠则会对失效ESL的再利用问题感兴趣，即其修复的特点。 让我们详细讨论一下镇流器（通常称为电子镇流器（EB））的故障。 有关该装置、工作原理以及 CFL 和 ESL 种类的详细信息请参见 [1-7]。 在 CFL 的基础上，ESL 的底座内置了 EB，这使得它们能够通过标准交流电源供电（这些标准在世界不同国家/地区有所不同）。 此类 ESL 被广泛使用，因为它们可以安装在具有标准灯头的任何配置的灯具中，从而取代传统的白炽灯。 为此，使用多种标准类型的螺纹底座（E27、E14）生产各种容量的 ESL。 另一种类型的 ESL 是台灯和壁灯，其中 EB 位于灯体内。 建议只修理此类灯。 他们使用带插针触点的 CFL。 CFL 是在各种标称交流电压下工作、频率为 30 至 80 kHz 生产的。 据他们介绍，制造商推荐的饮食是最有利和经济的，可以增加光输出和效率。 重要的是要知道这些建议表明了在启动和操作灯时必须保持的不同最佳模式。 满足这些要求可以提高 ESL 的整体效率和使用寿命。 电子镇流器应该提供的正是这些条件。 它必须具有高耐用性并满足以下要求：减少启动和关闭期间出现的过载，在电网出现非标准过程时稳定灯的运行模式，降低可渗透到电源中的无线电干扰水平在启动和运行期间从 EB 发生器侧面获取电网。 ESL 的耐用性不仅取决于整个组件的质量，还取决于外部因素 - 气候和能源工作条件、过度机械负载、冲击和振动。 ESL的耐用性受到开关强度以及市电电源电压突然浪涌的影响，尽管有些ESL在市电电压降至180 V时也能工作。 ，正确设计的EB完全消除了光通量的闪烁。 实践表明，大多数情况下，ESL会在瞬态、突然的电压和电流浪涌期间失效，主要发生在ESL开启和关闭时，以及电网本身在非标准过程中。 目前，具有平滑亮度控制功能的灯具开关已经出现在市场和日常生活中。 最常见的是传统的晶闸管功率控制器。 在这些设备上使用 ESL 是非常不可取的。 这部分适用于发光开关。 普通的ESL不能用于室外灯具和具有高度IP保护的全封闭灯具，以及高湿度和多尘的房间，尽管ESL已经被开发并正在生产，即使可以在低温下工作。 现代ESL的EB是一种基于有源和无源电子元件的电子装置。 EB 可以以填充化合物的组件形式生产。 在这种情况下，它们无法修复。 另一种 EB 选项是在印刷电路板上安装元件。 由知名厂商研发生产的专用微电路，不仅减少了外部元件的数量，而且提高了ESL整体的参数和质量。 与此同时，它们的耐用性也得到了提高，并且在有缺陷的 ESL 中，它们也不再常见。 例如，MICRO LINEAR开发了一系列专用微电路ML4830-ML4835，以及INTERNATIONAL RECTIFIER-微电路IR51HD420、IR53YD420、IR2157、IR2520D等。 将现代特殊微电路与高压场效应晶体管 (FET) 结合使用，无需任何变压器即可创建可靠的 EB，从而简化了设计并相应地实现了大规模生产。 十多年前，国内研制出了专用微电路10GG1182、GG1、GG2，在其上可以用电流互感器构建EB，但无需额外的晶体管。 尽管如此，目前国内厂家几乎没有产品。 市场上充斥着中国和东南亚制造的灯具和灯具。 应该指出的是，在消息不灵通的消费者中广泛传播的认为所有这些产品质量低劣的观点是错误的。 高品质ESL的生产于上世纪末由知名公司GENERAL ELECTRIC、PHILIPS、OSRAM、SYLVANIA等建立，目前在世界各地包括亚洲设有分支机构。 这些产品的质量远高于在同一国家生产的无任何商标的名不见经传的企业和一日游企业生产的产品。 此外，一些亚洲制造商（其中不乏中国企业）的产品也在包括俄罗斯在内的各国得到了很好的证明。 它们获得了国际和俄罗斯的质量证书，这是选择时首先要注意的事情。 保加利亚、波兰、匈牙利、乌克兰等欧洲国家已建立ESL生产。 优质产品均在欧洲制造，有TESLA、TUNGSRAM等知名公司参与。 但在俄罗斯市场上却很少见到。 电子镇流器示意图 让我们考虑一下在“开放”印刷电路板上制作的 EB 的设计和操作（图 1）。 EB 的基础是电压转换器 - 运行频率为 30 ... 80 kHz 的发电机，最适合为灯供电。 具有变压器正反馈、以自振荡模式运行的阻塞振荡器电路已变得最普遍。 通常，其主要有源元件是两个双极高压晶体管 VT1、VT2，它们充当串联连接到所谓半桥的其中一个臂的键。 另一臂由串联氧化物电容器C3和C4组成。 负载EL1通过启动电路包含在半桥对角线指定的电容器和晶体管之间。 还有其他类型的 EB 电路，其中负载不对称连接。 在这些情况下，可以通过并联安装一个氧化物电容器或代替 C2 来发挥平滑滤波器的作用，该氧化物电容器的容量至少为 4,7 μF，工作电压至少为 350 V，以及半桥电容器 C3， C4可以是容量小于1μF且工作电压至少250V的非氧化物电容器。 如果这些电容器中的任何一个发生故障，最好使用相同或更大容量的电容器，但设计用于更高的工作电压，因为您的电网中可能会出现非标准的短期过程，导致了这样的故障。 更换时，应选择工作温度为 105 °C 的合适电容器。 当从电桥的对角线启动时，会在负载上产生交流电压，其频率由发电机的元件决定。 电路的一个重要元件是电流互感器T1。 正是在它的帮助下，才产生了积极的反馈。 为此，其基极绕组必须反相连接，如图 1 所示。 1、维修电子装置时必须考虑到这一点。 现代特殊微电路（控制器）允许您创建无需电流互感器即可运行的发电机。 为了在灯EL2的启动模式下产生高电压，使用了启动电路——启动电感器L5、电容器C1和活塞RTXNUMX。 在某些 EB 中，postor 可能不存在。 在某些情况下，这是由于 EB 电路的改进，引入了与 postors 执行相同功能的附加电路。 特别是，这些是使用控制器微电路的 EB。 相反，在其他情况下，这是由于制造商希望以任何方式降低成本而造成的，甚至不惜损害产品质量。 在这种情况下，就会发生所谓的“硬启动”，从而缩短ESL的寿命。 事实上，为了强制加热EL1灯的灯丝，需要2-3秒的启动延迟。 在此期间，加热电流流过其灯丝。 启动电路与发电机的频率产生谐振，冷定位器可以防止这种情况发生。 它的温度开始上升，电阻增加，直到它不再对电路进行分流。 当灯丝足够热并且启动电路进入谐振时，会发生电压跳变，在 EL1 灯的灯泡中产生放电，从而确保其启动。 最大加热的灯丝达到比灯泡中电离气体的电阻高得多的电阻，并且电流开始流过它。 分流脱离谐振的启动电路。 EB 进入工作模式，同时灯上的电压降低至维持放电所需的标称电压，通常对于大多数 CFL 来说不超过 350 V。此外，在根据类似于图 1 所示的电路组装的 EB 中。 参照图XNUMX，使用启动装置(PU)来启动RF发生器。 它可以在二极管、以雪崩模式运行的晶体管上执行，或者在最简单的情况下，使用触发氧化物电容器。 需要注意的是，dinistor上的PU增加了EB的可靠性，而带有氧化物电容器的PU是最不可靠的，这种情况出现在未完成和过时的电路中，因为电解液的使用寿命受到充电次数的限制/ 放电周期。 目前，现代高压 FET 越来越多地用于 EB。 晶体管的参数取决于 ESL 的功率，相应地也取决于发电机的功率。 在双极晶体管中，建议使用 1 ... 9 W ESL 的 13001 (TO-92) 系列晶体管、11 W 的晶体管 - 13002 (TO-92) 系列、15.20 W 的晶体管 - 13003 (TO -126) 系列，适用于 25.40 W - 13005 系列 (TO-220)，适用于 40.65 W - 13007 系列 (TO-200)。 其中，IRF系列的高压PT是合适的，例如IRF840以及与其特性相似的其他PT，包括现代国产PT。 在维修EB时，如果晶体管出现故障，最好选择功率更大的晶体管进行更换，这样可以提高EB的可靠性以及整个ESL的使用寿命。 需要注意的是，同一品牌、参数相似的晶体管是不同厂家生产的，不仅引脚位置不同，内部结构也可能不同，例如没有内置保护二极管。他们。 在图1中，该功能由二极管VD5、VD6执行。 有些 EB 的电路板上根本没有位置可以安装这些二极管。 修理更换时，应使用内置二极管的晶体管，或加装二极管。 发电机需要低纹波直流电压。 它来自于 VD1-VD4 二极管组件制成的全波整流器。 由于EB转换器发生器是针对相应的灯功率而设计的，并在一定的频率范围内工作，这些频率范围既属于超声波又属于超长无线电波，因此它会产生无线电干扰，以及通常令人不愉快的声音振动，让人想起蚊子的吱吱声。 为了降低 EB 中的无线电干扰水平，除了平滑滤波器外，还安装了简单的 LC 滤波器，由 RF 电感器 L1 和容量高达 1 μF 的无极性电容器 C0,5 组成。 电阻器 R1 用于保护 ESL 在启动和关闭时以及网络中的非标准过程期间免受过载影响。 晶体管VT3、VT4的基极或发射极电路中的电阻器R1、R2保护它们免受电流过载，并使发电机的工作模式更柔和，其振荡形状更对称。 当 EB 发生故障时，他们通常会完全或部分失败。 而且，在某些情况下，不可能通过标记来确定其初始面值。 一般不超过几十欧姆。
保险丝 FU1 的额定值通常约为 1 A，可提高整个设备的电气和消防安全性。 令人不愉快的声音振动（其来源通常是 EB 的某些感应元件）可以在修复过程中通过使用某种清漆或在极端情况下使用合成胶处理变压器或扼流圈来消除。 举个例子，如图所示。 图2和图3示出了东南亚国家生产的ESL的示意图。 此类计划最常见于失败的 ESL 中。 即使将这些方案与图 1 所示的简化典型方案进行比较，也很容易理解这些方案存在许多缺陷。 特别是，如图所示。 2.国产“学习台灯”采用带插针端子的CFL，EB和开关位于灯座。 EB 被组装在“开放”板上，并且看起来这样的设备是可维护的。 在实践中，它的修复造成了很大的问题。 很容易看出该灯中没有保护二极管。 它们很可能被内置到失效的晶体管中。 当他们试图用没有保护二极管的类似晶体管取代这些晶体管时，他们很快就失败了。 该电路还缺少保证正常预热和启动灯的元件，并且滤波电容器C1和C2安装有尽可能低的电容，这也降低了产品整体的质量。 在图中。 2.没有保险丝和电阻R1（见图1），这减少了过载，也没有任何减少高频干扰的滤波器（图1中的C1，L1）。 由于灯具设计的外观和执行质量令人满意，并且像以前一样多次尝试修复 EB，但都以快速失败告终，因此决定制造另一个根据更先进的方案设计的 EB。 上图。 图3显示了其制造商推荐的IR2520D芯片上的ESL示意图。 这种 EB 和微电路的详细描述可以在文献中找到。 另一种更先进的 EB 方案如图 4 所示。 9.它也有缺陷，缺少上面提到的一些重要元素。 虽然这个EB相对于前一个的优点是它有一个带有对称VDXNUMX dinistor的软启动电路。 根据这种方案和类似方案组装的 EB 不仅在台灯和壁灯中失败，而且在 ESL 中也经常出现，其中 EB 内置于底座中。
对ESL修复可行性及处置问题的结论 研究[1-7]中描述的一些电子专家和业余爱好者的经验以及其他信息来源，我们可以得出以下结论。 尽管声称出于经济原因修复 ESL 原则上并不方便，但也有例外情况。 例如，如果确定故障的 ESL 是最近购买的，并且其主要元件 CFL 状况良好（例如，没有强烈机械应力的迹象、灯泡上没有明显的划痕、黑点）靠近细丝等），但一切都有缺陷，EB。 特别是在无法通过配电网络更换灯泡的情况下。 这适用于台灯和壁灯，其中 EB 制作在开放电路板上并位于灯的底座处。 这使您能够快速得出有关其质量的正确结论，并了解 EB 的电路，了解它如何满足现代要求。 如果 EB 是按照过时的方案组装的，则只有在完成 EB 或用更先进的方案替换后才建议进行维修。 如果需要用自己生产的产品完全替代EB，那么专业人士来做这样的工作是无利可图的。 只有具有必要经验的家庭工匠和电子爱好者才能做到这一点。 在俄罗斯，事实上，在许多其他国家，ESL 处理问题尚未得到解决。 鉴于 CFL 的快速大规模分布，这可能在不久的将来造成严重的问题。 还应该考虑到，目前贸易企业已经积累了一定数量的此类缺陷和低质量产品，他们需要采取一些措施。 其中一部分在出售前的第一次检查中就无法工作。 更常见的是，故障发生在运营的最初几天，当时买家仍然持有购买文件，他们对此感到愤怒，将其退回，以保护自己的权利。 当然，未来它的数量还会快速增长。 为了让社会改变对回收问题的态度，可能需要采取额外的措施。 考虑到 ESL 的成本相对较高，最初可能会组织收集点进行处置，这将让消费者确认他已退回有缺陷的 ESL，并且在购买新的 ESL 时可以获得折扣。 当然，这不是唯一的建议，但大型ESL制造商、供应商、贸易和当局的代表应该就这个问题制定统一的政策，这将节省本来必须花在改善环境上的资金。 如果维修人员也参与解决这些问题将会很有用。 文学
作者：V. Efremov
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