Четвёртая жизнь энергосберегающей лампы
Речь пойдёт о компактных люминесцентных лампах, ввинчивающихся в обычные патроны для ламп накаливания, которые часто называют энергосберегающими лампами или просто "сберегайками". Чтобы предупредить многочисленные вопросы, опишем сначала первые три жизни.
1. Лампу приобретают и используют по прямому назначению. В момент, когда лампа гаснет, цоколь разбирают и анализируют причину неисправности. В лампах, которые работали в моей люстре, обычно высыхал конденсатор на выходе диодного моста и сгорали транзисторы. Встречается также пробой высоковольтного конденсатора, стоящего параллельно колбе. В этом случае необходимо заменить вышедшие из строя детали и продолжить эксплуатацию лампы.
2. Рано или поздно в колбе перегорает нить одного из катодов. В этом случае обычно советуют замкнуть оборванную нить перемычкой или подключить параллельно этой нити резистор. Резистор я подключать не пробовал, а с перемычкой ничего хорошего не выходило - даже если лампа зажигалась, при горении колба около сгоревшей нити сильно нагревалась и плавила пластмассу цоколя. Происходило это очень быстро, так что о долгой эксплуатации такой лампы речи идти не могло. Однако есть по крайней мере два удачных решения: объединение двух одинаковых частично сгоревших колб в тандем, питаемый от одного балласта, и подключение колбы к балласту через диодный мост. В обоих случаях оборванная нить становится анодом, а уцелевшая - катодом, поэтому чрезмерный нагрев остатков сгоревшей нити исключается.
3. Когда уцелевшая нить тоже прогорает, колбу приходится выбрасывать (точнее, утилизировать в специальных пунктах сбора ртутьсодержащих отходов). Но остаётся электронный балласт. (Правильное название - ЭПРА - электронный пускорегулирующий аппарат.) Что можно сделать с балластом? Как правило, его детали используют для ремонта сгоревших балластов других сберегаек или переставляют в них целиком. Но известны и другие варианты использования, такие, как переделка балласта в малогабаритный импульсный источник питания, например, для низковольтной дрели, электробритвы, светодиодной ленты и т.д.
Напомним, что электронный балласт содержит выпрямитель сетевого напряжения, автогенератор на двух транзисторах, дроссель, включаемый последовательно с колбой, и межкатодный конденсатор, обеспечивающий высокое напряжение на колбе в момент поджига и поддерживающий работу автогенератора в установившемся режиме. (Если после зажигания газа в колбе этот конденсатор отключить, лампа продолжает светить, но яркость свечения заметно падает, форма напряжения на колбе из синусоидальной переходит в импульсную, а при малейшем снижении сетевого напряжения лампа гаснет и сама уже не зажигается. С конденсатором лампа продолжает работать при снижении сетевого напряжения до ~150 В.)
Таким образом, на выходе выпрямителя сетевого напряжения образуется постоянное напряжение, равное амплитудному значению напряжения в сети, и для сети 220 В оно составит 311 В. На выходе питающегося от этого напряжения автогенератора получится переменное напряжение прямоугольной формы половинной амплитуды, т.е. 156 В. Для чего его можно применить?
На работе я как-то нашёл лампу накаливания 127В 60Вт. Лампа имеет цоколь E27, и так и просится ввернуться в обычный патрон. И я сам накалывался и вкручивал её, но по аномально яркому белому свечению понимал, что что-то тут не так. Лампа при этом сразу не сгорает, и может выдержать несколько таких включений. Но куда её можно вкрутить в наше время? Самое правильное решение - включить её в сеть через трансформатор или автотрансформатор. Но девайс этот тяжёл и громоздок, и уж точно не поместится под абажуром рядом с лампочкой. Можно, конечно, включить лампочку в сеть через диод, но не стоит забывать, что диод, срезая полупериоды сетевого напряжения, заставляет лампочку работать половину общего времени, т.е. вдвое снижает выделяемую на ней мощность. А поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения, то действующее значение напряжения на лампе будет не вдвое, а в корень из двух меньше сетевого, т.е. 156 В. А значит, лампа будет гореть с перекалом, к тому же она будет неприятно мигать с частотой 50 Гц.
Вот тут и приходит в голову ещё одно интересное применение балласта. Как было отмечено выше, на выходе автогенератора балласта присутствует переменное напряжение амплитудой 156 В. От него и запитаем лампу накаливания на 127 В. Конечно, она будет гореть с перекалом, но зато теперь уже без миганий. И не будем забывать, что на выходе есть ещё и дроссель, который приведёт форму колебаний на лампе из прямоугольных импульсов к синусоиде, а у синусоиды с амплитудой 156 В действующее значение уже 110 В - практически то, что нужно!
Единственный недостаток данного применения - необходимость использования мощного балласта. Лампы накаливания на 15-20 Вт практически не применяются, а сберегайки на 60 Вт - тоже большая редкость. Поэтому выходом из положения может быть самостоятельное умощнение имеющегося балласта. Для этого нужно увеличить ёмкость конденсатора фильтра сетевого выпрямителя, применить более мощные диоды и транзисторы, и перемотать дроссель более толстым проводом (возможно, на другом сердечнике). Особенно отягощает, конечно, необходимость перемотки дросселя.