Elektronički balastni krug od 40 vati

Predloženi elektronički prigušnik od 40 W dizajniran je za osvjetljenje bilo koje fluorescentne cijevi od 40 W, s visokom učinkovitošću i optimalnom svjetlinom.

Također je osiguran izgled PCB-a predloženog elektroničkog fluorescentnog prigušnice, zajedno s torroidom i detaljima namotavanja tampon prigušnice.

Uvod

Čak i o LED tehnologiji koja se najviše obećava i o kojoj se najviše govori, možda nije u stanju proizvesti svjetla jednaka modernim elektroničkim fluorescentnim prigušnicama. Ovdje se govori o krugu jednog takvog elektroničkog cijevnog svjetla, s efikasnošću boljom od LED svjetiljki.

Prije samo deset godina elektroničke prigušnice bile su relativno nove i zbog čestih kvarova i visokih troškova općenito nisu svi preferirali sve. No, s vremenom je uređaj prošao kroz ozbiljna poboljšanja, a rezultati su bili ohrabrujući jer su postajali sve pouzdaniji i dugotrajniji. Moderni elektronički predspojni uređaji učinkovitiji su i otporni na otkaze.

Razlika između električne prigušnice i elektroničke prigušnice

Pa koja je točna prednost upotrebe elektroničkog fluorescentnog prigušnice u odnosu na prastaru električnu prigušnicu? Da bismo ispravno razumjeli razlike, važno je znati kako rade uobičajene električne prigušnice.

Električni prigušnica nije ništa drugo nego jednostavni prigušnik mrežnog napona velike jačine struje načinjen namotavanjem broja zavoja bakrene žice preko laminirane željezne jezgre.

U osnovi, kao što svi znamo, fluorescentna cijev zahtijeva visoki početni potisak struje da bi se zapalila i učinila da se protok elektrona poveže između krajnjih filamenata. Jednom kad se poveže ova vodljivost, potrošnja struje održava ovu vodljivost i osvjetljenje postaje minimalno. Električne prigušnice koriste se samo za 'udaranje' ove početne struje, a zatim kontroliraju dovod struje nudeći povećanu impedansu nakon završetka paljenja.

Upotreba startera u električnim prigušnicama

Starter osigurava da se početni 'udarci' nanose kroz isprekidane kontakte, tijekom kojih se akumulirana energija bakrenog namota koristi za stvaranje potrebnih visokih struja.

Starter prestaje funkcionirati nakon što se cijev zapali, a budući da se balast usmjerava kroz cijev, započinje neprekidni protok izmjenične struje kroz nju i zbog svojih prirodnih svojstava nudi visoku impedansu, kontrolirajući struju i pomažući u održavanju optimalnog sjaja.

Međutim, zbog promjena napona i nedostatka idealnog izračuna, električni prigušnici mogu postati prilično neučinkoviti, trošeći i trošeći puno energije toplinom. Ako zapravo izmjerite, otkrit ćete da električna učvršćivač od 40 vata može trošiti čak 70 vata energije, gotovo dvostruko više od potrebne količine. Također, početni treperovi koji su uključeni ne mogu se cijeniti.

Elektronički predspojni uređaji učinkovitiji su

S druge strane, elektroničke prigušnice su upravo suprotno što se tiče učinkovitosti. Ovaj koji sam izgradio trošio je samo 0,13 ampera struje @ 230 volti i stvarao intenzitet svjetlosti koji je izgledao puno svjetliji od normalnog. Ovaj krug koriste od posljednje 3 godine bez ikakvih problema (iako sam morao jednom zamijeniti cijev jer je na krajevima pocrnjela i počela stvarati manje svjetla.)

Trenutačno očitanje samo po sebi pokazuje koliko je strujni krug učinkovit, a potrošnja energije je oko 30 vata, a izlazno svjetlo ekvivalentno 50 vata.

Kako funkcionira elektronički prigušnički krug

Njegov princip rada predloženog elektroničkog fluorescentnog prigušnice prilično je jednostavan. AC signal se prvo ispravi i filtrira pomoću konfiguracije mosta / kondenzatora. Sljedeći se sastoji od jednostavnog stupnja oscilatora umreženog s dva tranzistora. Ispravljeni istosmjerni tok primjenjuje se na ovaj stupanj koji odmah počinje oscilirati na traženoj visokoj frekvenciji. Oscilacije su obično kvadratni val koji se na odgovarajući način puferira kroz induktor prije nego što se napokon koristi za paljenje i osvjetljavanje spojene cijevi. Dijagram prikazuje verziju od 110 V koja se jednostavnim izmjenama može jednostavno preinačiti u model od 230 V.

Sljedeće ilustracije jasno objašnjavaju kako doma napraviti elektronički elektronički fluorescentni balastni krug od 40 vati kod kuće pomoću običnih dijelova.

Izgled komponenata PCB-a

UPOZORENJE: MOLIMO VAS UKLJUČITE MOV I TERMISTER NA ULAZU OPSKRBE, U suprotnom, krug će postati nepredvidljiv i SVAKI TRENUTAK MOŽE IZDISATI.

TAKOĐE, TRAZISTORE NAMJESTITE ODVOJENO, 4 * 1 INČNIH RASHLADNIKA, ZA BOLJU UČINKOVITOST I DUŽI ŽIVOT.

Izgled praćenja PCB-a

Torroid induktor

Prigušnica Induktor

Popis dijelova

• R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
• R3, R4, R6, R7 = 47 Ohm, CFR 5%
• R8 = 2,2 ohma, 2 vata
• C1, C2 = 0,0047 / 400V PPC za 220V, 0,047uF / 400V za 110V AC ulaz
• C3, C4 = 0,033 / 400V PPC
• C5 = 4,7uF / 400V Elektrolitički
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• Za T1 i T2 potreban je hladnjak.

Elektronički balastni krug za dvostruke fluorescentne cijevi od 40 W

Sljedeći koncept u nastavku objašnjava kako izraditi jednostavan, ali izuzetno pouzdan elektronički sklop balasta za pogon ili rad dvije fluorescentne cijevi od 40 vata, s aktivnom korekcijom snage.

Ljubaznost: https://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-995a.pdf

Glavne električne značajke IC

Međunarodne ispravljačke upravljačke komponente su monolitni integrirani krugovi snage pogodni za upravljanje MOSFET-ovima niske i visoke strane ili lGBT-ovima putem logičke razine, upućene na ulazne vodove zemlje.

Odlikuju se uravnoteženom funkcionalnošću napona od čak 600 VDC, i, suprotno uobičajenim pogonskim transformatorima, mogu donijeti super čiste valne oblike s gotovo bilo kojim radnim ciklusom od 0 do 99%.

Slijed IR215X zapravo je nedavno dostupna dodatna oprema obitelji Control IC i, osim prethodno spomenutih karakteristika, proizvod koristi vrhunsku izvedbu usporedivu po performansama s IC tajmerom LM 555.

Ove vrste upravljačkih čipova pružaju programeru samooscilacijske ili koordinirane mogućnosti titranja isključivo uz pomoć alternativnih RT i CT komponenata. Pogledajte sliku u nastavku

Popis dijelova

• Ct / Rt = isto kao što je navedeno u dolje datim dijagramima
• donje diode = BA159
• Mosfets: kako se preporučuje u donjim dijagramima
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0,01uF / 630V PPC
• L1 = Kao što je preporučeno u donjem dijagramu, možda će trebati eksperimentirati

Oni također imaju ugrađeni sklop koji nudi umjereno mrtvo vrijeme od 1,2 mikrosekunde između izlaza i prebacivanje komponenata visoke i donje strane za pogon naponskih uređaja za napajanje.

Izračunavanje frekvencije oscilatora

Kad god je uključen u samo oscilatorni oblik, frekvencija oscilacija izračunava se jednostavno pomoću:

f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 ohma) x Ct

Tri pristupačna samo-oscilirajuća uređaja su IR2151, IR2152 i IR2155. Čini se da IR2I55 ima značajnije izlazne međuspremnike koji će pretvoriti kapacitivno opterećenje od 1000 pF s tr = 80 ns i tf = 40 ns.

Uključuje minimalno pokretanje snage i RT napajanje od 150 ohma. IR2151 posjeduje tr i tf od 100 ns i 50 ns i izvodi slično kao IR2l55. IR2152 neće se moći razlikovati od IR2151, iako je u fazi cambio od Rt do Lo. IR2l5l i 2152 uključuju 75 ohm Rt izvora (jednadžba l.)

Ove vrste balastnih pogonskih sklopova obično su namijenjene ispravljenom izmjeničnom ulaznom naponu, a samim tim namijenjene su minimalnoj struji mirovanja, a imaju ugrađeni l5V regulator šanta kako bi se osiguralo da samo jedan ograničavajući otpor radi izuzetno dobro kroz istosmjerni ispravljeni napon sabirnice.

Konfiguriranje mreže Zero Crossing

Gledajući još jednom sliku 2, budite svjesni potencijala za sinkronizaciju vozača. Obje stražnje diode u liniji, zajedno sa krugom žarulje, učinkovito su konfigurirane kao detektor prelaska nule za struju žarulje. Uoči udara žarulje, rezonantni krug uključuje L, Cl i C2 sve u nizu.

Cl je kondenzator za blokiranje istosmjerne struje s malom reaktancijom, kako bi rezonantni krug bio uspješno L i C2. Napon oko C2 pojačava se Q faktorom L i C2 u rezonanciji i pogađa žarulju.

Kako se određuje rezonantna frekvencija

Čim lampa udari, C je odgovarajuće kratko spojen padom potencijala žarulje, a frekvenciju rezonantnog kruga u ovom trenutku određuju L i Cl.

To dovodi do promjene neke niže rezonantne frekvencije tijekom standardnih operacija, baš kao i prije koordinirano senziranjem prelaska nule izmjenične struje i iskorištavanjem rezultirajućeg napona za regulaciju pogonskog oscilatora.

Uz struju mirovanja pokretača, pronaći ćete i nekoliko dodatnih elemenata na istosmjernoj napajanju koji su funkcionalnost samog aplikacijskog kruga:

Procjena parametara pražnjenja struje i naboja

l) Struja kao rezultat punjenja ulaznog kapaciteta FET-ova snage

2) struja koja proizlazi iz punjenja i pražnjenja izolacijskog kapaciteta spoja pogonskih uređaja međunarodnog ispravljača. Svaka komponenta trenutnog luka se odnosi na naboj i iz tog se razloga pridržavaju pravila:

• Q = CV

Prikladno se moglo primijetiti da, kako bi se mogle puniti i prazniti ulazne kapacitete uređaja za napajanje, očekivano punjenje može biti umnožak pogonskog napona vrata i stvarnih ulaznih kapaciteta, a također i preporučena ulazna snaga bit će posebno proporcionalna umnožak naboja, frekvencije i napona na kvadrat:

• Snaga = QV ^ 2 x F / f

Gore spomenute udruge predlažu sljedeće faktore prilikom stvaranja pravog balastnog kruga:

1) odaberite najmanju radnu frekvenciju prema opadajućoj dimenziji prigušnice

2) odlučite se za najkompaktniji volumen matrice za energetske uređaje pouzdan uz smanjeni deficit vodljivosti (koji minimalizira specifikacije punjenja)

3) Napon istosmjerne sabirnice obično je odabran, međutim, ako postoji alternativa, iskoristite minimalni napon.

NAPOMENA: Punjenje jednostavno nije funkcija brzine prebacivanja. Preneseni naboj je jednak s obzirom na I0 ns ili 10 mikrosekundi prijelaznih vremena.

U ovom ćemo trenutku uzeti u obzir nekoliko korisnih balastnih krugova koji se mogu postići korištenjem samo-oscilirajućih pokretača. Vjerojatno najomiljenija fluorescentna svjetiljka može biti takozvani tip 'Double 40' koji često koristi nekoliko tipičnih Tl2 ili TS svjetiljki u zajedničkom reflektoru.

Par preporučenih krugova balasta prikazan je na sljedećim slikama. Prvi je krug minimalnog faktora snage, zajedno s ostalim, koji radi s novim postavkama diode / kondenzatora kako bi se postigao faktor snage> 0,95. Sklop nižeg faktora snage dokazan na slici 3 pozdravlja ulaze od 115 VAC ili 230 VAC 50/60/400 Hz kako bi generirao umjerenu istosmjernu sabirnicu od 320 VDC.

Dvostruka shema kruga balasta od 40 W

Uzimajući u obzir da se ulazni ispravljači izvode neposredno blizu vrhova ulaznog napona izmjenične struje, ulazni faktor snage je oko 0,6 zaostajući s nesinusoidnim strujastim valnim oblikom.

Takva vrsta ispravljača jednostavno se ne savjetuje ni za što osim za krug za procjenu ili kompaktni fluorescentni uređaj smanjene snage i bez sumnje bi mogao postati neželjenim jer se harmonične struje u uređajima za napajanje dodatno smanjuju zbog ograničenja kvalitete električne energije.

IC koristi ograničavajući otpornik samo za rad

Primijetite da International Rectifier IR2151 Control IC izravno izlazi sa istosmjerne sabirnice preko ograničavajućih otpornika i okreće se na blizu 45 kHz u skladu s danim odnosom:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 ohma) x Ct

Napajanje pogona prekidača visoke boke proizlazi iz kondenzatora bootstrap od 0,1 pF i on se napuni na približno 14V kad god se V5 (odvod 6) povuče nisko unutar provodljivosti prekidača male snage.

Dioda bootstrap l IDF4 sprečava napon istosmjerne sabirnice čim provede velika promjena bočne strane.

Dioda za brzi oporavak (<100 ns) is necessary to be certain that the bootstrap capacitor will not be moderately discharged since the diode comes back and obstructs the high voltage bus.

Izlaz visoke frekvencije u polumostu zapravo je kvadratni val s izuzetno brzim razdobljima prebacivanja (oko 50 ns). Da bi se izbjegli abnormalni produženi zvukovi kroz prednje dijelove brzog vala, koristi se prigušivač od 0,5 W od 10 ohma i 0,001 pF kako bi se razdoblja prebacivanja svela na otprilike 0,5 ps.

Sadrži ugrađeni objekt za mrtvo vrijeme

Primijetite da u upravljačkom programu IR2151 imamo ugrađeno mrtvo vrijeme od 1,2 ps za zaustavljanje probojnih struja u polumostu. Fluorescentnim žaruljama od 40 vata upravlja se paralelno, a svaka koristi svoj vlastiti L-C rezonantni krug. Otprilike četiri cijevna kruga mogla bi se upravljati iz jednog skupa od dva MOSFET-a izmjerena kako bi odgovarala razini snage.

Vrijednosti reaktancije za krug svjetiljke odabiru se iz tablica reaktancije L-C ili putem formule za serijsku rezonancu:

• f = 1 / 2pi x kvadratni korijen LC

Q krugova svjetiljke prilično je mali samo zbog prednosti funkcioniranja od fiksne stope recidiva koja se obično, očito, može razlikovati zbog tolerancija RT i CT.

Fluorescentna svjetla obično nemaju potrebu za izuzetno visokim udarnim naponom, pa je dovoljan Q od 2 ili 3. 'Ravne Q' krivulje često potječu od većih prigušnica i malih omjera kondenzatora u kojima:

Q = 2pi x fL / R, pri čemu je R često veći jer se koristi puno više okreta.

Meko pokretanje tijekom predgrijavanja filamenta cijevi može se jeftino obuzdati uporabom PTC-a. termistori oko svake svjetiljke.

Na taj se način napon duž svjetiljke stalno povećava kao RTC. samozagrijava se sve dok se na kraju ne postigne udarni napon zajedno s vrućim nitima i lampica svijetli.