Принесли светильник (рис.1), попросили посмотреть, можно ли что-нибудь сделать, чтобы заработал. Лампа в корпусе одна, на переключения выключателя не реагирует, при питании от сети тоже никакой реакции. Инструкции нет, схемы нет… Ладно, лезу в сеть искать хоть какую-то информацию… Ага, есть фото и описание – эта модель с тонкими люминесцентными лампами Т5 имеет маркировку 886, в паспорте к светильнику написано, что он предназначен для обеспечения эвакуационного и резервного освещения в случае прекращения подачи электроэнергии и способен поддерживать автономный режим от внутренней герметичной аккумуляторной батареи 6 В 1,6 А/ч (это почти цитата). Получается, что от сети 220 В он не работает, сеть только подзаряжает аккумулятор и, надо полагать, что если аккумулятор полностью разрядится, то никакого освещения не будет. Подключаю светильник к сети, оставляю на зарядке на вечер и ночь.
Рис.1
Утром следующего дня красный светодиод «CHARGE» («ЗАРЯД) на панели переключателя начал светиться. Но слабо – если не присматриваться, то почти и не заметно. Времени с начала зарядки прошло уже более 10 часов и он, теоретически, должен гореть намного ярче. Хотя, может быть, в светильнике есть какая-нибудь система отключения зарядного тока с индикацией – нет заряда, нет свечения. Пощёлкал переключателем влево, вправо, не горит. Отключаю от сети, щёлкаю – не горит.
Начинаю разбирать светильник. Сначала снимаю световой рассеиватель, чтобы осмотреть лампу. Нити накаливания целые, люминофор на обоих концах лампы имеет небольшие кольцевые потемнения (рис.2).
Рис.2
Ставлю рассеиватель на место, снимаю заднюю крышку (рис.3) и вынимаю «внутренности» (рис.4).
Рис.3
Рис.4
Всю разводку (рис.5) и все места пайки проводников к печатной плате зарисовываю (рис.6) и подписываю маркером прямо на плате – видно на рисунке 4.
Рис.5
Рис.6
Так как на плате стоит трансформатор с ферритовым сердечником, то схема, скорее всего, представляет собой преобразователь низковольтного постоянного напряжения в высоковольтное переменное. Никаких стартеров и дросселей в цепях питании ламп не видно, похоже, что лампы просто «поджигаются» при высоковольтном «пробое» газа.
На плате видны места вспучивания «зелёнки», но медная фольга под ней не деформированная, а это значит, что зелёный лак отвалился не от перегрева, а просто так. Видна свежая пайка как раз в местах подсоединения проводников, идущих к лампам, но, судя по отверстиям на плате, проводники были припаяны правильно. Так же заметен вздувшийся электролитический конденсатор (рис.7). Сразу меняю, номинала 220 мкФ/16 В не нашёл, поставил на 330 мкФ/25 В и к его выводам со стороны печати припаял керамический 0,1 мкФ. Конденсатор стоит около трансформатора и почти наверняка связан с импульсными токами (иначе бы не «вспух») и установка дополнительного керамического конденсатора, имеющего меньшее реактивное сопротивление для импульсных токов, облегчит ему работу в будущем.
Рис.7
Замер напряжения на клеммах аккумулятора не порадовал – потенциал был чуть менее 3 В. Отпаял аккумулятор, подключил проводники к лабораторному блоку питания с выставленным напряжением 6,5 В. Пощёлкал переключателем, никакой реакции. Включил осциллограф, потыкал щупом в разные места платы и, конечно же, на ножки низковольтных обмоток трансформатора – нигде никакой генерации нет. Значит, надо разбираться с целостностью деталей. Всё повыключал и отпаял от печатной платы все провода (рис.8 и рис.9) – они всё равно отвалятся при многократном переворачивании платы.
Рис.8
Рис.9
На рисунке 10 видна маркировка «MD886». Цифры совпадают с маркировкой светильника, буквы – нет. Ну, не важно.
Рис.10
Прозвонка тестером всех полупроводниковых деталей выявила «дохлый» транзистор (короткое замыкание между базой и коллектором). К транзистору прикручен радиатор и логично предположить, что он и есть силовой коммутирующий элемент в преобразователе (транзистор, а не радиатор). Маркировка не знакомая, но поисковики на запрос «транзистор 882» выдавали информацию по 2SD882. Ну, ладно, пусть будет так.
Дома такого транзистора не нашёл, почитал даташиты и поставил наш родной, советский КТ972 (рис.11). Понимаю, что замена не совсем равноценная (наш – составной), тем не менее, схема после возвращения всех проводов на место, заработала. Лампа засветилась, но не очень ярко. Хотя, может быть, так и должна светить 6-ти ваттная люминесцентная трубка при таком способе её зажигании. Изменение напряжения питания в пределах от 7 В до 5 В на яркость особого влияния не оказывало, но, наверное, менялась частота преобразователя, так как появлялся негромкий свист в трансформаторе. Транзистор тёплый, но не горячий.
Рис.11
Пока прозванивал детали «на целостность», попутно срисовывал их соединение (рис.12). Потом перерисовал всё это в нормальном «читабельном» виде и получилась схема (рис.13) (указанные напряжения измерены и проставлены во время очередной зарядки аккумулятора уже после ремонта светильника).
Рис.12
Рис.13
Схему можно условно разделить на две части – одна, высоковольтная, отвечает за заряд аккумулятора при подключении светильника к сети 220 В, другая – преобразовательная, питается только от аккумулятора и работает только тогда, когда на светильник не подаётся 220 В.
На рисунке 13 видно, что переменное сетевое напряжение проходит через токоограничительный конденсатор С1 и поступает на диодный выпрямительный мост VD1…VD4. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С2. Уровень этого напряжения в основном зависит от того, насколько заряжена аккумуляторная батарея Bat1. Так как её зарядный ток проходит через диод VD6, то после того, как суммарное напряжение на Bat1 и на диоде VD6 приблизится к порогу открывания стабилитрона VD5, токи начнут перераспределяться – зарядный будет уменьшаться, а ток через стабилитрон – увеличиваться. Так происходит защита от перезаряда аккумулятора. К цепям с выпрямленным напряжением подключены ещё индикатор режима «CHARGE» («ЗАРЯД) на светодиоде HL1 (с токоограничительным резистором R3) и резисторный делитель R5R6, напряжение с которого поступает на базу транзистора VT1 тем самым «открывая» его. Открытый транзистор VT1 в свою очередь «запирает» транзистор VT2, «закорачивая» собой база-эмиттерный переход VT2, тем самым запрещая работу блокинг-генератора преобразователя. Если же напряжение в сети 220 В пропадёт, то конденсатор С2 разрядится, транзистор VT1 «закроется», преобразователь заработает, на высоковольной обмотке трансформатора Tr1 появится напряжение и лампы начнут светиться. Конечно, это произойдёт, если движковый переключатель S2 (2 направления, 3 положения) будет находиться в одном из крайних положений, т.е. в нормальном рабочем дежурном режиме. Для проверки работоспособности светильника подключенного к сети в схеме имеется кнопка S1 – нажатие на неё принудительно «закрывает» транзистор VT1 и запускает преобразователь.
По остальным элементам схемы. Резистор R1 разряжает через себя конденсатор С1 после отключения светильника от сети 220 В. R2 – токоограничительный для стабилитрона VD5. Маркировки на стабилитроне не было, но он, скорее всего, в данной схеме должен быть с большой рассеиваемой мощностью, например, 5 Вт. Цепочка из резистора R4 и светодиода HL2 «BATTERY» – индикация наличия напряжения питания преобразователя – включается при любом крайнем положении переключателя S2. Этот же переключатель выбирает режим зажигания одной или двух ламп и в случае работы с двумя лампами увеличивает базовый ток транзистора VT2, подключая резистор R7 параллельно резистору R8. Ток импульсов, приходящих на базу VT2 с обмотки трансформатора Tr1 ограничивается резистором R9. Ёмкостью конденсатора С4 выбирается рабочая частота преобразователя – при работе с одной лампой (после установки транзистора КТ972) лучше оказалось увеличить ёмкость С4 в полтора раза – уменьшился потребляемый от аккумулятора ток и одновременно увеличилась яркость свечения лампы). Конденсатор С5 нужен для работы блокинг-генератора (если можно так сказать, то стоит для «закорачивания» на «минус» импульсов на верхнем выводе базовой обмотки Tr1 и, соответственно, получения на базе VT2 импульсов оптимальных по уровню).
Пока нет нового нормального аккумулятора, можно «посмотреть» старый – понятно, что он не держит ёмкость, но нужно оценить степень его неработоспособности и попытаться «привести в чувства» несколькими последовательными циклами заряда и разряда.
Аккумулятор имеет размеры 100х70х47 мм и не имеет никакой маркировки, кроме букв и цифр на верхней крышке (рис.14). Поисковики говорят, что он скорее всего свинцово-кислотный, герметичный, необслуживаемый, с ёмкостью 4,5 А/ч (а в паспорте к светильнику говорится, что применяется аккумулятор ёмкостью 1,6 А/ч).
Рис.14
На рисунке 14 видно, что кто-то уже пытался поддеть крышечку, закрывающую доступ к внутренностям – процарапаны две щели. Вставляю тонкую широкую текстолитовую отвёртку в ту щель, что с правого края и с некоторым усилием вынимаю крышку (рис.15). Видны три резиновых герметизирующих колпачка, надетых на горлышки банок. А раз их три, то, надо полагать, каждая банка рассчитана на напряжение 2 В.
Рис.15
Пинцетом снимаю колпачки (рис.16).
Рис.16
Затем щуп положительного вывода вольтметра подключаю к плюсовой клемме аккумулятора, а «крокодилом» на минусовом щупе зажимаю медицинскую иглу. Осторожно, без усилий, опускаю иглу в банку и касаюсь её внутренностей в разных местах (рис.17). Задача – коснуться твёрдых токопроводящих поверхностей. Максимальное напряжение, которое показал тестер, было около 0,5 В. Затем при помощи второй иглы так же проверяю вторую банку (рис.18) – тестер также показывает 0,5 В.
Рис.17
Рис.18
И только при проверке третьей банки, наконец-то, появилось нормальное напряжение в 2 В. Итого, в сумме и получаются те самые 3 В, что были измерены на этапе осмотра внутренностей светильника.
Для «побаночного» заряда аккумулятора была собрана схема по рисунку 19. Здесь амперметр показывает протекающий в цепи ток (с учётом тока через лампочку La1), вольтметр – напряжение на заряжаемой банке. На блоке питания выставлялось такое напряжение, чтобы в начале заряда ток через банку не превышал 150 мА. Напряжение на банке контролировалось мультиметром ВР-11А. При достижении значения 2,3 В переключатель S1 размыкался, заряд прекращалась и начинался разряд до напряжения 1,8 В. Всего было проведено четыре таких цикла и после этого аккумулятор был заряжен «целиком». Светильник на нём проработал чуть более пяти минут – время, конечно, не впечатляющее, но, учитывая, что до этого аккумулятор совсем не работал, то результат тренировки виден. На рисунке 20 показано измерение напряжения на клеммах после очередного заряда.
Рис.19
Рис.20
После нескольких включений светильника и зарядки, лампа начала «расходиться» и светить всё ярче и ярче (рис.21). Ток потребления от аккумулятора не контролировал, но судя по тому, что транзистор греется так же, как и грелся, ток если и повысился, то на транзисторе это не сказывается – наверное, это правильно и хорошо.
Рис.21
На рисунке 22 – индикация при заряде в положении переключателя «OFF» (Выкл.), на рисунке 23 – в положении переключателя «Одна лампа». При отключении светильника от сети начинает светиться одна трубка и остаётся гореть только зелёный светодиод «BATTERY» (рис.24).
Рис.22
Рис.23
Рис.24
Понятно, что описанный случай ремонта можно отнести к «дилетантскому», но, как оказалось, электрическая схема достаточно простая и понятная, деталей мало, самое сложное, что может быть – это ремонт трансформатора. Хотя, наверное, тоже не проблема – выпаять, разобрать сердечник, предварительно нагрев его, посчитать витки и запомнить направление намотки, намотать новые, собрать всё и впаять.
Принесли светильник (рис.1), попросили посмотреть, можно ли что-нибудь сделать, чтобы заработал. Лампа в корпусе одна, на переключения выключателя не реагирует, при питании от сети тоже никакой реакции. Инструкции нет, схемы нет… Ладно, лезу в сеть искать хоть какую-то информацию… Ага, есть фото и описание – эта модель с тонкими люминесцентными лампами Т5 имеет маркировку 886, в паспорте к светильнику написано, что он предназначен для обеспечения эвакуационного и резервного освещения в случае прекращения подачи электроэнергии и способен поддерживать автономный режим от внутренней герметичной аккумуляторной батареи 6 В 1,6 А/ч (это почти цитата). Получается, что от сети 220 В он не работает, сеть только подзаряжает аккумулятор и, надо полагать, что если аккумулятор полностью разрядится, то никакого освещения не будет. Подключаю светильник к сети, оставляю на зарядке на вечер и ночь.
Рис.1
Утром следующего дня красный светодиод «CHARGE» («ЗАРЯД) на панели переключателя начал светиться. Но слабо – если не присматриваться, то почти и не заметно. Времени с начала зарядки прошло уже более 10 часов и он, теоретически, должен гореть намного ярче. Хотя, может быть, в светильнике есть какая-нибудь система отключения зарядного тока с индикацией – нет заряда, нет свечения. Пощёлкал переключателем влево, вправо, не горит. Отключаю от сети, щёлкаю – не горит.
Начинаю разбирать светильник. Сначала снимаю световой рассеиватель, чтобы осмотреть лампу. Нити накаливания целые, люминофор на обоих концах лампы имеет небольшие кольцевые потемнения (рис.2).
Рис.2
Ставлю рассеиватель на место, снимаю заднюю крышку (рис.3) и вынимаю «внутренности» (рис.4).
Рис.3
Рис.4
Всю разводку (рис.5) и все места пайки проводников к печатной плате зарисовываю (рис.6) и подписываю маркером прямо на плате – видно на рисунке 4.
Рис.5
Рис.6
Так как на плате стоит трансформатор с ферритовым сердечником, то схема, скорее всего, представляет собой преобразователь низковольтного постоянного напряжения в высоковольтное переменное. Никаких стартеров и дросселей в цепях питании ламп не видно, похоже, что лампы просто «поджигаются» при высоковольтном «пробое» газа.
На плате видны места вспучивания «зелёнки», но медная фольга под ней не деформированная, а это значит, что зелёный лак отвалился не от перегрева, а просто так. Видна свежая пайка как раз в местах подсоединения проводников, идущих к лампам, но, судя по отверстиям на плате, проводники были припаяны правильно. Так же заметен вздувшийся электролитический конденсатор (рис.7). Сразу меняю, номинала 220 мкФ/16 В не нашёл, поставил на 330 мкФ/25 В и к его выводам со стороны печати припаял керамический 0,1 мкФ. Конденсатор стоит около трансформатора и почти наверняка связан с импульсными токами (иначе бы не «вспух») и установка дополнительного керамического конденсатора, имеющего меньшее реактивное сопротивление для импульсных токов, облегчит ему работу в будущем.
Рис.7
Замер напряжения на клеммах аккумулятора не порадовал – потенциал был чуть менее 3 В. Отпаял аккумулятор, подключил проводники к лабораторному блоку питания с выставленным напряжением 6,5 В. Пощёлкал переключателем, никакой реакции. Включил осциллограф, потыкал щупом в разные места платы и, конечно же, на ножки низковольтных обмоток трансформатора – нигде никакой генерации нет. Значит, надо разбираться с целостностью деталей. Всё повыключал и отпаял от печатной платы все провода (рис.8 и рис.9) – они всё равно отвалятся при многократном переворачивании платы.
Рис.8
Рис.9
На рисунке 10 видна маркировка «MD886». Цифры совпадают с маркировкой светильника, буквы – нет. Ну, не важно.
Рис.10
Прозвонка тестером всех полупроводниковых деталей выявила «дохлый» транзистор (короткое замыкание между базой и коллектором). К транзистору прикручен радиатор и логично предположить, что он и есть силовой коммутирующий элемент в преобразователе (транзистор, а не радиатор). Маркировка не знакомая, но поисковики на запрос «транзистор 882» выдавали информацию по 2SD882. Ну, ладно, пусть будет так.
Дома такого транзистора не нашёл, почитал даташиты и поставил наш родной, советский КТ972 (рис.11). Понимаю, что замена не совсем равноценная (наш – составной), тем не менее, схема после возвращения всех проводов на место, заработала. Лампа засветилась, но не очень ярко. Хотя, может быть, так и должна светить 6-ти ваттная люминесцентная трубка при таком способе её зажигании. Изменение напряжения питания в пределах от 7 В до 5 В на яркость особого влияния не оказывало, но, наверное, менялась частота преобразователя, так как появлялся негромкий свист в трансформаторе. Транзистор тёплый, но не горячий.
Рис.11
Пока прозванивал детали «на целостность», попутно срисовывал их соединение (рис.12). Потом перерисовал всё это в нормальном «читабельном» виде и получилась схема (рис.13) (указанные напряжения измерены и проставлены во время очередной зарядки аккумулятора уже после ремонта светильника).
Рис.12
Рис.13
Схему можно условно разделить на две части – одна, высоковольтная, отвечает за заряд аккумулятора при подключении светильника к сети 220 В, другая – преобразовательная, питается только от аккумулятора и работает только тогда, когда на светильник не подаётся 220 В.
На рисунке 13 видно, что переменное сетевое напряжение проходит через токоограничительный конденсатор С1 и поступает на диодный выпрямительный мост VD1…VD4. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С2. Уровень этого напряжения в основном зависит от того, насколько заряжена аккумуляторная батарея Bat1. Так как её зарядный ток проходит через диод VD6, то после того, как суммарное напряжение на Bat1 и на диоде VD6 приблизится к порогу открывания стабилитрона VD5, токи начнут перераспределяться – зарядный будет уменьшаться, а ток через стабилитрон – увеличиваться. Так происходит защита от перезаряда аккумулятора. К цепям с выпрямленным напряжением подключены ещё индикатор режима «CHARGE» («ЗАРЯД) на светодиоде HL1 (с токоограничительным резистором R3) и резисторный делитель R5R6, напряжение с которого поступает на базу транзистора VT1 тем самым «открывая» его. Открытый транзистор VT1 в свою очередь «запирает» транзистор VT2, «закорачивая» собой база-эмиттерный переход VT2, тем самым запрещая работу блокинг-генератора преобразователя. Если же напряжение в сети 220 В пропадёт, то конденсатор С2 разрядится, транзистор VT1 «закроется», преобразователь заработает, на высоковольной обмотке трансформатора Tr1 появится напряжение и лампы начнут светиться. Конечно, это произойдёт, если движковый переключатель S2 (2 направления, 3 положения) будет находиться в одном из крайних положений, т.е. в нормальном рабочем дежурном режиме. Для проверки работоспособности светильника подключенного к сети в схеме имеется кнопка S1 – нажатие на неё принудительно «закрывает» транзистор VT1 и запускает преобразователь.
По остальным элементам схемы. Резистор R1 разряжает через себя конденсатор С1 после отключения светильника от сети 220 В. R2 – токоограничительный для стабилитрона VD5. Маркировки на стабилитроне не было, но он, скорее всего, в данной схеме должен быть с большой рассеиваемой мощностью, например, 5 Вт. Цепочка из резистора R4 и светодиода HL2 «BATTERY» – индикация наличия напряжения питания преобразователя – включается при любом крайнем положении переключателя S2. Этот же переключатель выбирает режим зажигания одной или двух ламп и в случае работы с двумя лампами увеличивает базовый ток транзистора VT2, подключая резистор R7 параллельно резистору R8. Ток импульсов, приходящих на базу VT2 с обмотки трансформатора Tr1 ограничивается резистором R9. Ёмкостью конденсатора С4 выбирается рабочая частота преобразователя – при работе с одной лампой (после установки транзистора КТ972) лучше оказалось увеличить ёмкость С4 в полтора раза – уменьшился потребляемый от аккумулятора ток и одновременно увеличилась яркость свечения лампы). Конденсатор С5 нужен для работы блокинг-генератора (если можно так сказать, то стоит для «закорачивания» на «минус» импульсов на верхнем выводе базовой обмотки Tr1 и, соответственно, получения на базе VT2 импульсов оптимальных по уровню).
Пока нет нового нормального аккумулятора, можно «посмотреть» старый – понятно, что он не держит ёмкость, но нужно оценить степень его неработоспособности и попытаться «привести в чувства» несколькими последовательными циклами заряда и разряда.
Аккумулятор имеет размеры 100х70х47 мм и не имеет никакой маркировки, кроме букв и цифр на верхней крышке (рис.14). Поисковики говорят, что он скорее всего свинцово-кислотный, герметичный, необслуживаемый, с ёмкостью 4,5 А/ч (а в паспорте к светильнику говорится, что применяется аккумулятор ёмкостью 1,6 А/ч).
Рис.14
На рисунке 14 видно, что кто-то уже пытался поддеть крышечку, закрывающую доступ к внутренностям – процарапаны две щели. Вставляю тонкую широкую текстолитовую отвёртку в ту щель, что с правого края и с некоторым усилием вынимаю крышку (рис.15). Видны три резиновых герметизирующих колпачка, надетых на горлышки банок. А раз их три, то, надо полагать, каждая банка рассчитана на напряжение 2 В.
Рис.15
Пинцетом снимаю колпачки (рис.16).
Рис.16
Затем щуп положительного вывода вольтметра подключаю к плюсовой клемме аккумулятора, а «крокодилом» на минусовом щупе зажимаю медицинскую иглу. Осторожно, без усилий, опускаю иглу в банку и касаюсь её внутренностей в разных местах (рис.17). Задача – коснуться твёрдых токопроводящих поверхностей. Максимальное напряжение, которое показал тестер, было около 0,5 В. Затем при помощи второй иглы так же проверяю вторую банку (рис.18) – тестер также показывает 0,5 В.
Рис.17
Рис.18
И только при проверке третьей банки, наконец-то, появилось нормальное напряжение в 2 В. Итого, в сумме и получаются те самые 3 В, что были измерены на этапе осмотра внутренностей светильника.
Для «побаночного» заряда аккумулятора была собрана схема по рисунку 19. Здесь амперметр показывает протекающий в цепи ток (с учётом тока через лампочку La1), вольтметр – напряжение на заряжаемой банке. На блоке питания выставлялось такое напряжение, чтобы в начале заряда ток через банку не превышал 150 мА. Напряжение на банке контролировалось мультиметром ВР-11А. При достижении значения 2,3 В переключатель S1 размыкался, заряд прекращалась и начинался разряд до напряжения 1,8 В. Всего было проведено четыре таких цикла и после этого аккумулятор был заряжен «целиком». Светильник на нём проработал чуть более пяти минут – время, конечно, не впечатляющее, но, учитывая, что до этого аккумулятор совсем не работал, то результат тренировки виден. На рисунке 20 показано измерение напряжения на клеммах после очередного заряда.
Рис.19
Рис.20
После нескольких включений светильника и зарядки, лампа начала «расходиться» и светить всё ярче и ярче (рис.21). Ток потребления от аккумулятора не контролировал, но судя по тому, что транзистор греется так же, как и грелся, ток если и повысился, то на транзисторе это не сказывается – наверное, это правильно и хорошо.
Рис.21
На рисунке 22 – индикация при заряде в положении переключателя «OFF» (Выкл.), на рисунке 23 – в положении переключателя «Одна лампа». При отключении светильника от сети начинает светиться одна трубка и остаётся гореть только зелёный светодиод «BATTERY» (рис.24).
Рис.22
Рис.23
Рис.24
Понятно, что описанный случай ремонта можно отнести к «дилетантскому», но, как оказалось, электрическая схема достаточно простая и понятная, деталей мало, самое сложное, что может быть – это ремонт трансформатора. Хотя, наверное, тоже не проблема – выпаять, разобрать сердечник, предварительно нагрев его, посчитать витки и запомнить направление намотки, намотать новые, собрать всё и впаять.