Мощный блок питания из энергосберегающей лампы: Блок питания из энергосберегающей лампы своими руками: схема

Как сделать блок питания на 12 В из энергосберегающей лампы

Главная » Виды ламп » Люминесцентные лампы

Автор: Школа светодизайна MosBuild

Несмотря на небольшие размеры энергосберегающих ламп, в них много электронных компонентов. По своему устройству это обычная трубчатая люминесцентная лампа с миниатюрной колбой, но только свернутой в спираль или иную пространственную компактную линию. Ее поэтому называют компактной люминесцентной лампой (в сокращении КЛЛ).

И для нее характерны все те же самые проблемы и неисправности, что и для больших трубчатых лампочек. Но электронный балласт лампочки, которая перестала светить, скорее всего, из-за перегоревшей спирали, обычно сохраняет свою работоспособность. Поэтому его можно использовать для каких-либо целей как импульсный блок питания (в сокращении ИБП), но с предварительной доработкой.

Об этом и пойдет речь далее. Наши читатели узнают, как сделать блок питания из энергосберегающей лампы.

Содержание

1. В чем разница между ИБП и электронным балластом
2. В чем суть реконструкции балласта
3. Трансформатор из дросселя
4. Тестирование ИБП
5. Более мощный ИБП с отдельным трансформатором

В чем разница между ИБП и электронным балластом

Сразу предупредим тех, кто ожидает получение мощного источника питания из КЛЛ – большую мощность получить в результате простой переделки балласта нельзя. Дело в том, что в катушках индуктивности, которые содержат сердечники, рабочая зона намагничивания жестко ограничена конструкцией и свойствами намагничивающего напряжения. Поэтому импульсы этого напряжения, создаваемые транзисторами, точно подобраны и определены элементами схемы. Но такой блок питания из ЭПРА вполне достаточен для питания светодиодной ленты. Тем более что импульсный блок питания из энергосберегающей лампы соответствует ее мощности.

А она может быть до 100 Вт.

Наиболее распространенная схема балласта КЛЛ построена по схеме полумоста (инвертора). Это автогенератор на основе трансформатора TV. Обмотка TV1-3 намагничивает сердечник и выполняет при этом функцию дросселя для ограничения тока через лампу EL3. Обмотки TV1-1 и TV1-2 обеспечивают положительную обратную связь для появления напряжения, управляющего транзисторами VT1и VT2. На схеме красным цветом показана колба КЛЛ с элементами, которые обеспечивают ее запуск.

Пример распространенной схемы балласта КЛЛ

Все катушки индуктивности и емкости в схеме подобраны так, чтобы получить в лампе точно дозированную мощность. С ее величиной связана работоспособность транзисторов. А поскольку они не имеют радиаторов, не рекомендуется стремиться получать от переделанного балласта значительную мощность. В трансформаторе балласта нет вторичной обмотки, от которой питается нагрузка. В этом главное отличие его от ИБП.

В чем суть реконструкции балласта

Чтобы получить возможность подключения нагрузки к отдельной обмотке, надо либо намотать ее на дросселе L5, либо применить дополнительный трансформатор. Переделка балласта в ИБП предусматривает:

Плата балласта извлечена из лампы

Для дальнейшей переделки электронного балласта в блок питания из энергосберегающей лампы надо принять решение относительно трансформатора:

• использовать имеющийся дроссель, доработав его;
• либо применить новый трансформатор.

Трансформатор из дросселя

Далее рассмотрим оба варианта. Для того чтобы воспользоваться дросселем из электронного балласта, его надо выпаять из платы и затем разобрать. Если в нем применен Ш-образный сердечник, он содержит две одинаковые части, которые соединены между собой. В рассматриваемом примере для этой цели применена оранжевая клейкая лента. Она аккуратно удаляется.

Удаление ленты, стягивающей половинки сердечника

Половинки сердечника обычно склеены так, чтобы между ними оставался зазор. Он служит для оптимизации намагничивания сердечника, замедляя этот процесс и ограничивая скорость нарастания тока. Берем наш импульсный паяльник и нагреваем сердечник. Прикладываем его к паяльнику местами соединения половинок.

Рассоединяем склеенные половины сердечника

Разобрав сердечник, получаем доступ к катушке с намотанным проводом. Обмотку, которая уже есть на катушке, отматывать не рекомендуется. От этого изменится режим намагничивания. Если свободное место между сердечником и катушкой позволяет обернуть один слой стеклоткани для улучшения изоляции обмоток друг от друга, надо сделать это. А потом намотать десять витков вторичной обмотки проводом подходящей толщины. Поскольку мощность нашего блока питания будет небольшой, толстый провод не нужен. Главное, чтобы он поместился на катушке, и половинки сердечника наделись на него.

Разобранный дроссель

Намотав вторичную обмотку, собираем сердечник и закрепляем половинки клейкой лентой. Предполагаем, что после тестирования БП станет понятно, какое напряжение создается одним витком. После тестирования разберем трансформатор и добавим необходимое число витков. Обычно переделка имеет целью сделать преобразователь напряжения с выходом 12 В. Это позволяет получить при использовании стабилизации зарядное устройство для аккумулятора. На такое же напряжение можно сделать и драйвер для светодиодов из энергосберегающей лампы, а также зарядить фонарик с питанием от аккумулятора.

Поскольку трансформатор нашего ИБП, скорее всего, придется доматывать, впаивать его в плату не стоит. Лучше припаять проводки, торчащие из платы, и к ним на время тестирования припаять выводы нашего трансформатора. Концы выводов вторичной обмотки надо очистить от изоляции и покрыть припоем. Затем либо на отдельной панельке, либо прямо на выводах намотанной обмотки надо собрать выпрямитель на высокочастотных диодах по схеме моста. Для фильтрации в процессе измерения напряжения достаточно конденсатора 1 мкФ 50 В.

Готовая к тестированию плата с выпрямителемСхема импульсного блока питания

Тестирование ИБП

Но перед присоединением к сети 220 В последовательно с нашим блоком, переделанным своими руками из лампы, обязательно соединяется мощный резистор. Это мера соблюдения безопасности. Если через импульсные транзисторы в блоке питания потечет ток короткого замыкания, резистор его ограничит. Очень удобным резистором в таком случае может стать лампочка накаливания на 220 В. По мощности достаточно применить 40–100-ваттную лампу. При коротком замыкании в нашем устройстве лампочка будет светиться.

Последовательное соединение платы с лампочкой перед подачей напряжения 220 В

Далее присоединяем к выпрямителю щупы мультиметра в режиме измерения постоянного напряжения и подаем напряжение 220 В на электрическую цепь с лампочкой и платой источника питания. Предварительно обязательно изолируются скрутки и открытые токоведущие части. Для подачи напряжения рекомендуется применить проводной выключатель, а лампочку вложить в литровую банку. Иногда они при включении лопаются, а осколки разлетаются по сторонам. Обычно испытания проходят без проблем.

Более мощный ИБП с отдельным трансформатором

Они позволяют определить напряжение и необходимое число витков. Трансформатор дорабатывается, блок снова испытывается, и после этого его можно применить как компактный источник питания, который намного меньше аналога на основе обычного трансформатора 220 В со стальным сердечником.

Чтобы увеличить мощность источника питания, надо применить отдельный трансформатор, сделанный аналогично из дросселя. Его можно извлечь из лампочки большей мощности, сгоревшей полностью вместе с полупроводниковыми изделиями балласта. За основу берется та же схема, которая отличается присоединением дополнительного трансформатора и некоторых других деталей, изображенных красными линиями.

ИБП с дополнительным трансформатором

Выпрямитель, показанный на изображении, содержит меньше диодов по сравнению с выпрямительным мостом. Но для его работы потребуется больше витков вторичной обмотки. Если они не вмещаются в трансформатор, надо применить выпрямительный мост. Более мощный трансформатор делается, например, для галогенок. Кто использовал обычный трансформатор для системы освещения с галогенками, знает, что они питаются достаточно большим по величине током.

Поэтому трансформатор получается громоздким.

Если транзисторы разместить на радиаторах, мощность одного блока питания можно заметно увеличить. А по весу и габаритам даже несколько таких ИБП для работы с галогенными светильниками получатся меньше и легче одного трансформатора со стальным сердечником равной им мощности. Другим вариантом использования работоспособных балластов экономок может быть их реконструкция для светодиодной лампы. Переделка энергосберегающей лампы в светодиодную конструкцию очень проста. Лампа отсоединяется, а вместо нее подключается диодный мост.

На выходе моста подключается определенное количество светодиодов. Их можно подключить между собой последовательно. Важно, чтобы ток светодиода равнялся току в КЛЛ. Энергосберегающие лампочки можно назвать ценным полезным ископаемым в эпоху светодиодного освещения. Они могут найти применение даже после завершения своего срока службы. И теперь читатель знает детали этого применения.

Самоделки

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Как сделать самостоятельно блок питания из энергосберегающих ламп

Люминесцентная лампа является довольно сложным механизмом. В конструкции энергосберегающих ламп находится множество разных мелких составляющих, которые в совокупности и обеспечивают то освещение, которое выдаёт такое устройство. Основой всей конструкции энергосберегающих устройств является стеклянная трубка, которая наполнена парами ртути и инертным газом.

Содержание:

1. Устройтсво и назначение элементов
2. Схема энергосберегающей лампы и её отличие
3. Характеристики импульсного трансформатора
4. Расчитываем емкость напряжения
5. Делаем БП на 20 ват
6. Делаем БП на 100 ват

Импульсный блок и его назначение

С обоих концов этой трубки установлены электроды, катод и анод. После подачи на них тока, они начинают нагреваться. Достигнув необходимой температуры они выпускают электроны, которые ударяются об молекулы ртути и та начинает излучать ультрафиолетовый свет.

Ультрафиолет конвертируется в видимый для человеческого глаза спектр благодаря люминофору, который находится в трубке. Таким образом, лампа зажигается спустя некоторое время. Обычно скорость загорания лампы зависит от срока её выработки. Чем дольше лампа работала, тем больше будет промежуток между включением и полным зажиганием.

Чтобы понять предназначение каждой из составляющих ибп, следует разобрать по отдельности какие функции они выполняют:

• R0 – работает ограничителем и предохранителем блока питания. Он стабилизирует и останавливает излишний поток питания тока в момент включения, который протекает через диоды выпрямляющего устройства.
• VD1, VD2, VD3, VD4 – используются как мостовые выпрямители.
• L0, C0 – фильтруют подачу тока и делают её без перепадов.
• R1, C1, VD8 и VD2 – запускная цепь преобразователей. Процесс запуска происходит следующим образом. Источник зарядки конденсатора С1 является первый резистор. После того как конденсатор набирает такой мощности, что способен пробить динистор VD2, он самостоятельно открывается и попутно открывает транзистор, что вызывает автоколебание в схеме. Затем прямоугольный импульс направляется на катод диода VD8 и возникающий минусовый показатель закрывает второй динистор.
• R2, C11, C8 – делают стартовый процесс преобразователей более лёгким.
• R7, R8 – Делают закрытие транзисторов более эффективным.
• R6, R5 – создают границы для тока на базах каждого транзистора.
• R4, R3 – работают как предохранители в случае резкого повышения напряжения в транзисторах.
• VD7 VD6 – предохраняют каждый транзистор бп от возвратного тока.
• TV1 – обратный трансформатор для связи.
• L5 – дроссель балластный.
• C4, C6 – конденсаторы разделения, где всё напряжение и питание разделяется пополам.
• TV2 – трансформатор для создания импульсов.
• VD14, VD15 – диоды, работающие от импульсов.
• C9, C10 – фильтрующие конденсаторы.

Благодаря правильной расстановке и тщательному подбору характеристик всех перечисленных составляющих, мы и получаем блок питания необходимой нам мощности для дальнейшего использования.

Отличия конструкции лампы от импульсного блока

Схема энергосберегающей лампы очень похожа по строению импульсного блока питания, из-за чего сделать импульсный бп можно очень легко и быстро. Для переделки, необходимо установить перемычку и дополнительно установить трансформатор вырабатывающий импульсы и который оснащён выпрямителем.

Для облегчения ибп, удалена стеклянная люминесцентная лампа и некоторые составляющие конструкции, которые были заменены специальным соединителем. Вы могли заметить, что для изменения необходимо выполнить всего несколько простых операций, и этого будет вполне достаточно.

Плата с энергосберегающей лампы

Выдаваемый показатель мощности, ограничен размером используемого трансформатора, максимальным возможным пропускным показателем основных транзисторов и габаритами охлаждающей системы. Чтобы увеличить немного мощность, достаточно намотать ещё обмотки на дроссель.

Импульсный трансформатор

Основной ключевой характеристикой импульсного блока питания есть возможность адаптироваться к показателям трансформатора, который используется в конструкции. А то, что обратный ток не нуждается в проходке через трансформатор, который мы сами сделали, значительно облегчает нам расчёты номинальной мощности трансформатора.

Таким образом, большинство ошибок при расчёте становятся незначительными благодаря использованию такой схемы.

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Для экономии используют конденсаторы с маленьким показателем ёмкости. Именно от них будет зависеть показатель пульсации входящего напряжения. Для снижения пульсации, необходимо увеличивать объём конденсаторов тоже делается для увеличения показателя пульсации только в обратном порядке.

Для снижения размеров и улучшения компактности, возможно, применять конденсаторы на электролитах. К примеру, можно использовать такие конденсаторы, которые вмонтированы в фототехнику. Они обладают ёмкостью 100µF х 350V.

Блок питания на двадцать ватт

Чтобы обеспечить бп показателем двадцать ватт, достаточно использовать стандартную схему от энергосберегающих светильников и вовсе не наматывая дополнительной намотки на трансформаторы. В случае, когда дроссель обладает свободным пространством и может дополнительно уместить витки, можно их добавить.

Таким образом, следует добавить два-три десятка витков обмотки, чтобы была возможность подзаряжать мелкие устройства или использовать ибп как усилитель для техники.

Схема блока питания на 20 ватт

Если вам требуется более эффективное увеличение показателя мощности, можно использовать самый простой провод из меди, покрытый лаком. Он специально предназначен для обмотки. Убедитесь что изоляция на стандартной обмотке дросселя достаточно качественная, так как эта часть будет находиться под значением входящего тока. Также следует оградить её от вторичных витков с помощью бумажной изоляцией.

Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Для изоляции используем специальный картон толщиной 0.05 миллиметра или 0.1 миллиметра. В первом случае необходимо два слова, во втором достаточно одного. Сечение обмоточного провода используем из максимального больших, количество витков будет подбирать методом проб. Обычно витков необходимо достаточно мало.

Проделав все необходимые действия, вы получаете мощность бп 20 ватт и рабочую температура трансформатора шестьдесят градусов, транзистора сорок два. Большую мощность сделать не получиться, так как размеры дросселя ограничены и сделать большее количество обмотки не получится.

Уменьшение поперечного диаметра используемого провода конечно увеличит численность витков, но на мощность это повлияет только в минус.

Стоваттный блок питания

Чтобы иметь возможность поднять мощность бп до сотни ватт, необходимо дополнительно докрутить импульсный трансформатор и расширить ёмкость фильтровочного конденсатора до 100 фарад.

Схема 100 ватт БП

Чтобы облегчить нагрузку и уменьшить температуру транзисторов, к ним следует добавить радиаторы для охлаждения. При такой конструкции, КПД получится в районе девяноста процентов.

Следует подключить транзистор 13003

К электронному балласту бп следует подключить транзистор 13003, который способен закрепляться с помощью фасонной пружины. Они выгодны тем, что с ними нет необходимости устанавливать прокладку из-за отсутствия металлических площадок. Конечно, их теплоотдача значительно хуже.

Лучше всего проводить закрепления с помощью винтов М2.5, с заранее установленной изоляцией. Также возможно использовать термопасту, которая не передаёт напряжение сети.

Убедитесь что транзисторы надёжно заизолированы, так как через них проходит ток и при плохой изоляции возможно короткое замыкание.

Подключение к сети 220 вольт

Подключение происходит с помощью лампы накаливания. Она будет служить защитным механизмом и подключается перед блоком питания.

В этом случае, лампа служит балластом, который имеет нелинейный показатель и отлично предохраняет ибп от неисправной работы сети. Значение мощности лампы необходимо подбирать таким же образом, как и мощность самого импульсного блока питания.

Так как, возможно, что блок питания будет пропускать сильное напряжение, позаботьтесь о том, чтобы все его соединения и контакты были качественно заизолированы. Тоже касается и всех транзисторов, их так же следует изолировать от внешней среды, ведь они могут пропускать ток через свой корпус.

Источники питания

ламп, пояснения в энциклопедии RP Photonics; диммирование, постоянный ток, переменный ток, постоянный ток, запуск лампы, энергоэффективность

Существует огромное разнообразие ламп, многие из которых требуют специальных источников питания. В этой статье объясняются различные важные аспекты источников питания для различных типов ламп.

Постоянное напряжение

Лампы накаливания, как правило, работают от постоянного электрического напряжения, что является технически наиболее простым подходом. Если требуемое рабочее напряжение отличается от доступного сетевого напряжения, можно использовать источник питания, который просто изменяет и, возможно, стабилизирует уровень напряжения, например, трансформатор или импульсный источник питания.

Если требуется диммирование (т. е. изменение мощности лампы), в принципе можно просто уменьшить рабочее напряжение. Однако технически часто проще использовать модифицированный вид модуляции. В случае работы с переменным сетевым напряжением обычно используют диммеры с передним фронтом, которые на каждую полуволну колебательного напряжения открываются только при определенном переменном фазовом угле, напр. с помощью тиристора.

Режим постоянного тока

В основном для различных видов газоразрядных ламп используются блоки питания, работающие в режиме постоянного тока. Это означает, что блок питания стабилизирует определенный ток привода, соответствующим образом регулируя приложенное напряжение. Для газоразрядных ламп это обычно требуется не обязательно из-за отрицательного дифференциального импеданса, который на самом деле не возникает в обычной рабочей точке многих дуговых ламп, а потому, что импеданс является весьма переменной величиной, зависящей от переменного плазменного сопротивления. давление, поперечная протяженность дуги, температура плазмы и др. В такой ситуации стабилизация тока обеспечивает наиболее устойчивый режим работы.

Простые цепи постоянного тока регулируют ток с помощью транзистора в качестве переменного резистора. Однако этот метод не очень энергоэффективен, если необходимо допустить существенное изменение рабочего напряжения лампы. Доступны гораздо более эффективные решения, в частности, основанные на импульсных источниках питания (см. ниже).

Лампы-вспышки с импульсным током

Для ламп-вспышек требуются другие технические подходы, как подробно описано в статье о лампах-вспышках.

Переменный или постоянный ток

Простые лампы накаливания, включая галогенные, могут легко работать при переменном напряжении, например Частота 50 Гц или 60 Гц, полученная от электросети. Теплоемкость нити накала лампы достаточно велика, чтобы свести к минимуму колебания светоотдачи, связанные с колебаниями электрической мощности.

Некоторые газоразрядные лампы, например, обычные люминесцентные лампы, могут также работать в режиме переменного тока, для чего требуется лишь относительно простая дополнительная электрическая схема. Простая стандартная схема показана в статье о люминесцентных лампах.

Многие другие газоразрядные лампы работают на постоянном токе (DC). Существенным преимуществом может быть то, что каждый электрод выполняет определенную функцию, будь то катод или анод, и его конструкция может быть оптимизирована независимо друг от друга. Например, дуговые лампы большой мощности обычно имеют заостренный катод, а анод более округлый. Еще одним преимуществом является то, что можно избежать регулярного прерывания тока, которое может погасить электрический разряд. (Использование достаточно высокой частоты переменного тока также позволит избежать этой проблемы.) Кроме того, в режиме постоянного тока также избегают колебаний оптической выходной мощности.

Запуск лампы

Лампы накаливания не требуют специальной процедуры запуска; дело только в том, что в начальные доли секунды они потребляют значительно более высокий ток, и источник питания (включая его защитные предохранители) должен выдерживать это. Некоторое падение напряжения питания в этот момент действительно может быть полезным для лампы, замедляя рост температуры и, следовательно, уменьшая влияние на срок службы лампы.

Газоразрядные лампы требуют некоторого срабатывания для запуска. Это может быть связано с приложением значительно повышенного напряжения между анодом и катодом на короткое время или с использованием дополнительного пускового электрода. Последний часто работает с отдельным триггерным трансформатором. Детали дуговых ламп и ламп-вспышек различаются, а также могут существенно зависеть от конкретного типа лампы. Например, источники питания для дуговых ламп часто сначала подают высоковольтный запускающий импульс, а затем бустерный импульс с более низким напряжением, но большей энергией, прежде чем основная цепь сможет взять на себя управление, подавая обычный рабочий ток.

Для ламп-вспышек существует множество различных методов срабатывания; см. статью о лампах-вспышках для получения более подробной информации.

Из-за критических деталей срабатывания источник питания лампы должен быть хорошо адаптирован к конкретному типу газоразрядной лампы. Его качество может оказать существенное влияние не только на надежность запуска лампы и возникающий в результате временной джиттер, но и на срок службы лампы.

Энергоэффективность

Энергоэффективность, особенно для мощных ламп, обычно имеет большое значение, и ее можно легко получить с помощью современной электроники. Часто используется какой-либо импульсный источник питания, работающий на относительно высокой частоте и требующий лишь относительно компактных катушек индуктивности или трансформаторов.

Кабельные соединения, опасность поражения электрическим током и электромагнитные помехи

Поскольку для газоразрядных ламп обычно требуется значительное напряжение, особенно на этапе запуска, может возникнуть серьезная опасность поражения электрическим током, если пользователь может прикоснуться к проводу, т.е. поврежденного кабеля между источником питания и лампой или на патроне лампы.

Лампы-вспышки требуют довольно высоких пиковых токов – даже версии с относительно умеренной энергией импульса. Кабели между источником питания и лампой должны иметь низкий импеданс не только с точки зрения омического сопротивления, но и с точки зрения индуктивности. Часто длина кабеля должна быть весьма ограничена. Может быть предпочтительнее даже интегрировать мощные источники жидкости в корпус лампы.

Высокие пиковые токи также повышают риск электромагнитных помех. Здесь требуется тщательное экранирование.

Дополнительные функции

Источники питания могут иметь различные дополнительные функции:

• В частности, для ламп-вспышек они могут иметь функции автоматического периодического запуска или просто с использованием входного сигнала запуска.
• Некоторые устройства имеют функцию диммера.
• Может быть система блокировки, напр. для лазеров с ламповой накачкой в ​​контексте мер предосторожности при работе с лазерами.
• Некоторые блоки питания интегрированы с системой охлаждения лампы, обеспечивающей надежный поток охлаждающей воды с регулируемой температурой. Питание лампы может автоматически отключаться при обнаружении проблемы с системой охлаждения.

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 14 поставщиков источников питания ламп. Среди них:

Мегаваттные лазеры

Мегаваттные лазеры KALD-20-10 от компании MegaWatt Lasers Inc — это лазерный драйвер лампы-вспышки, предназначенный для лабораторного использования. Он имеет простой в использовании интерфейс с сенсорным экраном и многочисленными входами для блокировок и функций безопасности. Его стандартное максимальное напряжение составляет 1 кВ, а средняя мощность может достигать 2 кВт. Частота повторения и ширина импульса настраиваются пользователем. Эта система доступна в стойке высотой 3U.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. также: газоразрядные лампы, дуговые лампы, импульсные лампы
и другие товары из категории нелазерные источники света

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

  
 Статья об источниках питания для ламп 
 в разделе  
 Энциклопедия RP Photonics 

С предварительным изображением (см. поле чуть выше):

  
  alt="article"> 

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

 * [https://www.rp-photonics.com/lamp_power_supplies.html 
 статья "Источники питания ламп" в Энциклопедии RP Photonics] 

Как работают энергосберегающие лампочки?

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

(Изображение предоставлено: Getty Images) По данным Центра устойчивой энергетики , энергосберегающие лампочки

были изобретены как более экологичная альтернатива традиционным лампочкам, поскольку для производства такого же света требуется на 90% меньше электроэнергии. (открывается в новой вкладке) Но как они это делают?

Что касается ярких идей, то почти невозможно переоценить влияние скромной лампочки на человеческую цивилизацию. До Томас Эдисон имел оригинальный «момент лампочки» и запатентовал свое изобретение еще в 1879 году, согласно данным Института Франклина , люди буквально жили в темные века. Люди зависели от масляных или газовых ламп и свечей для освещения своих комнат и улиц, и когда солнце садилось, мир выглядел гораздо скучнее, чем сегодня.

Электрическая лампочка все изменила и позволила нам получить дешевое, надежное и мощное освещение одним щелчком выключателя. Они произвели революцию в том, как мы работаем и отдыхаем после наступления темноты, повлияли на то, как мы строим наши улицы и все наши современные здания, а также гарантируя, что когда солнце садится, жизнь продолжается.

Похожие: 7 ученых, которые помогли изменить мир изготовлен из вольфрама, окружен стеклянной крышкой, согласно BBC . Когда через него проходит электричество, оно заставляет провод светиться, излучая свет, наполняющий комнату. Если вы представляете себе кочергу, светящуюся красным после того, как ее подержали в огне, это в значительной степени то, что внутри лампочки и как она излучает свет.

Одна из проблем с традиционными лампочками, однако, заключается в том, что большая часть потребляемой ими энергии на самом деле превращается не в свет, а в тепло, поэтому перед заменой приходится ждать, пока они остынут. По данным Университета штата Пенсильвания , только 10% энергии, потребляемой лампой накаливания, превращается в свет. Это делает их крайне неэффективными для того, для чего они нам на самом деле нужны — в конце концов, никто не включает свет, чтобы согреться, не так ли?

Кроме того, тепло непоправимо повреждает нить накала до такой степени, что она больше не работает, лампочка ломается и ее необходимо заменить. Это имеет огромные последствия как для отходов, так и для стоимости.

В течение многих лет ученые и инженеры работали над заменой традиционной лампочки, которая была бы безопаснее для окружающей среды без ущерба для эффективности.

Энергосберегающие лампочки

Энергосберегающая компактная люминесцентная лампа (КЛЛ), окруженная традиционными лампами накаливания. (Изображение предоставлено Getty Images)

Некоторые типы энергосберегающих ламп существуют уже несколько десятилетий. Одной из первых была галогенная лампа, разработанная в 1955 году, по данным Технического центра Эдисона .

В них используется та же технология нити накала, что и в традиционных лампах, но есть некоторые важные отличия.

Галогенные лампы аналогичны лампам накаливания, но содержат небольшое количество газообразного галогена, который смешивается с парами вольфрама. Затем он откладывает его обратно на нить накала, а не внутрь лампочки, что означает, что она может светить ярче и продлевает срок службы лампочки.

Все это делает их немного более эффективными, но далекими от совершенства. Еще в 2009 году Европейский союз начал поэтапный отказ от неэффективных лампочек, в том числе галогенных, согласно Европейской организации потребителей . Производство и импорт направленных галогенных ламп сетевого напряжения также были запрещены в Соединенном Королевстве в сентябре 2021 года в соответствии с постановлением правительства Великобритании .

По данным Технического центра Эдисона, в 1976 году мы увидели появление компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Это были первые по-настоящему энергоэффективные лампочки, доступные повседневным потребителям, которые потребляли на 70–80 % меньше энергии, чем традиционная лампочка.0116 Траст энергосбережения . Они могут работать около 8000 часов — в 50 раз дольше, чем лампы накаливания, — что делает их намного более эффективными и экономичными.

Связанный: Основы электричества: сопротивление, индуктивность и емкость

Эти лампочки загораются, когда электрический ток проходит через трубку, содержащую газ, называемый аргоном, и небольшое количество паров ртути. Затем этот процесс генерирует невидимый ультрафиолетовый свет, который возбуждает молекулы флуоресцентного покрытия, называемого люминофором, на внутренней стороне трубки, которое затем излучает видимый свет, согласно Национальный институт наук об окружающей среде (открывается в новой вкладке). Они ознаменовали большой шаг вперед в технологии энергосбережения и до сих пор являются наиболее часто используемым типом энергосберегающих ламп.

Связанный: Что такое возобновляемая энергия?

Еще более эффективным типом энергосберегающих ламп является LED — светоизлучающий диод — свет. Хотя на самом деле они уходят своими корнями в 1927 год, по данным Технического центра Эдисона, мы начали их широко использовать только через пару десятилетий. Но они были дорогими. Теперь они более доступны по цене и их можно найти в большинстве мест, от домов до офисных зданий. Потому что они оказываются до 9По данным Университета Висконсина , они превращают 5% своей энергии в свет, они намного эффективнее традиционных ламп накаливания и служат намного дольше.

Светодиод отличается от всех остальных тем, что свет излучает твердое вещество, а не нити накаливания или газы. Этот твердотельный материал представляет собой полупроводник, называемый диодом, который сделан из материала, обычно арсенида алюминия-галлия (AlGaAs), который позволяет электричеству легко проходить через него, согласно Biopolymer Composites in Electronics 9.0117 (откроется в новой вкладке). Когда электричество проходит через диод, он испускает электромагнитные частицы, называемые фотонами, которые производят свет, который мы видим в наших комнатах и ​​на улицах.

Светодиодные лампы могут работать до 50 000 часов, поэтому, возможно, их не придется заменять в течение десяти лет, в отличие от традиционных ламп, срок службы которых часто составлял месяцы или даже недели, согласно New York Times (открывается в новом вкладку).

Воздействие на окружающую среду

Хотя энергосберегающие лампочки более эффективны и помогают потребителям экономить деньги, их реальная польза заключается в защите окружающей среды.

Например, светодиодным фонарям требуется гораздо меньше энергии для производства света. Обычная люминесцентная лампа мощностью 84 Вт может быть заменена светодиодной мощностью 36 Вт, и она будет обеспечивать тот же уровень света, согласно инновациям в глобальных зеленых технологиях 2020. Проще говоря, при использовании меньшего количества энергии требуется производить меньше энергии. например, использование ископаемого топлива на электростанции для освещения наших домов и городов. Это, в свою очередь, снижает выбросы парниковых газов.

Кроме того, в отличие от некоторых предыдущих поколений ламп, которые содержали такие материалы, как ртуть, светодиодные лампы не содержат токсичных материалов, а это означает, что их можно легко утилизировать, не нанося вреда окружающей среде.

Если учесть миллионы лампочек, используемых для освещения домов, улиц и офисов только в одной стране, такой как Великобритания, выгоды для мира от замены ламп на более энергоэффективные источники имеют огромный потенциал для поддержки зеленой повестки дня.

Дополнительные ресурсы и литература

Для получения дополнительной информации об устойчивой энергетике и изменениях, которые вы можете внести, чтобы быть экологически чистыми, ознакомьтесь с Руководством по устойчивому (выходному) образу жизни (открывается в новой вкладке) Джен Гейл.

Если у вас дома есть подающий надежды инженер или эколог, который хочет узнать больше об энергосберегающих лампочках и возобновляемых источниках энергии, у НАСА есть простое руководство (открывается в новой вкладке) о том, как они работают, и многое другое.

Библиография

• Н.Хан и Н.Абас. «Сравнительное исследование энергосберегающих источников света (откроется в новой вкладке)», Energy Reviews, том 15, январь 2011 г.
• ME Emetere et al. «Обзор электрических лампочек и их усовершенствование с течением времени: экономия энергии или жизнь?», Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия, том 1107, август 2020 г. 
• Energy Saving Trust, «Краткое руководство по светодиодам, опережающим галогенные лампы» бан (откроется в новой вкладке)» 24 августа 2021 г.

  No related posts.

  Добавить комментарий Отменить ответ

  Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  Комментарий *

  Имя *

  Email *

  Сайт