40-vatni elektronski predstikalni tokokrog

Predlagani 40-vatni elektronski predstikalni stroj je zasnovan tako, da z visoko učinkovitostjo in optimalno svetlostjo osvetli katero koli 40-vatno fluorescenčno cev.

Na voljo je tudi postavitev tiskanega vezja predlaganega elektronskega fluorescentnega predstikalnega sistema, skupaj s podrobnostmi navijanja torroida in odbojne dušilke.

Uvod

Tudi obetavna in o kateri se najpogosteje govori LED tehnologija morda ne more izdelati luči, enakih sodobnim elektronskim fluorescentnim predstikalnim napravam. Tukaj je obravnavano vezje ene takšne elektronske cevne luči, pri čemer je učinkovitost boljša od LED luči.

Pred samo desetletjem so bile elektronske predstikalne naprave sorazmerno nove in zaradi pogostih okvar in visokih stroškov na splošno niso bile raje vse. Toda sčasoma je naprava doživela nekaj resnih izboljšav, rezultati pa so bili spodbudni, saj so začeli postajati vse bolj zanesljivi in ​​dolgotrajni. Sodobne elektronske predstikalne naprave so učinkovitejše in odporne na odpovedi.

Razlika med električnim in predstikalnim sistemom

Kakšna je torej natančna prednost uporabe elektronskega fluorescentnega predstikalnega sistema v primerjavi s starodavno električno predstikalno napravo? Za pravilno razumevanje razlik je pomembno vedeti, kako delujejo običajne predstikalne naprave.

Električna predstikalna naprava ni nič drugega kot preprost visokonapetostni mrežni induktor, narejen z navitjem števila obratov bakrene žice nad laminiranim železnim jedrom.

V bistvu, kot vsi vemo, da fluorescenčna cev zahteva visok začetni potisni tok, da se vžge in omogoči, da se tok elektronov poveže med njenimi končnimi filamenti. Ko je ta prevodnost povezana, poraba toka ohranja to prevodnost in osvetlitev postane minimalna. Električne predstikalne naprave se uporabljajo samo za 'udarjanje' tega začetnega toka in nato nadzor dovajanja toka s povečanjem impedance, ko je vžig končan.

Uporaba zaganjalnika v predstikalnih napravah

Zaganjalnik zagotavlja, da se začetni 'udarci' izvajajo s prekinitvenimi kontakti, med katerimi se shranjena energija bakrenega navitja porabi za ustvarjanje zahtevanih visokih tokov.

Zaganjalnik preneha delovati, ko se cev vžge in zdaj, ko je predstikalna naprava speljana skozi cev, začne neprekinjeno pretakati AC skozi njo in zaradi svojih naravnih lastnosti ponuja visoko impedanco, uravnava tok in pomaga vzdrževati optimalen sijaj.

Zaradi spremenljivih napetosti in pomanjkanja idealnega izračuna pa lahko predstikalne naprave postanejo dokaj neučinkovite, saj s toploto razpršijo in zapravijo veliko energije. Če dejansko izmerite, boste ugotovili, da lahko električna dušilka s 40 vati porabi do 70 vatov moči, kar je skoraj dvakrat več od zahtevane količine. Tudi začetnih utripov ni mogoče oceniti.

Elektronske predstikalne naprave so bolj učinkovite

Po drugi strani pa so elektronske predstikalne naprave ravno nasprotno, kar zadeva učinkovitost. Tisti, ki sem ga zgradil, je porabil le 0,13 ampera toka @ 230voltov in ustvaril svetlobo, ki je bila videti veliko svetlejša od običajne. To vezje uporabljajo od zadnjih treh let brez kakršnih koli težav (čeprav sem moral enkrat zamenjati cev, ko je na koncih počrnila in začela proizvajati manj svetlobe.)

Trenutno odčitavanje dokazuje, kako učinkovito je vezje, poraba energije je približno 30 vatov in izhodna svetloba je enaka 50 vatom.

Kako deluje elektronsko predstikalno vezje

Njeno načelo delovanja predlaganega elektronskega fluorescentnega predstikalnega sistema je precej enostavno. AC signal se najprej popravi in ​​filtrira s pomočjo konfiguracije most / kondenzator. Naslednja obsega preprosto dve tranzistorski navzkrižno sklopljeni oscilator. Na to stopnjo se pripravi usmerjeni enosmerni tok, ki takoj začne nihati pri zahtevani visoki frekvenci. Nihanja so običajno kvadratni val, ki ga ustrezno inducira preko induktorja, preden se končno uporabi za vžig in osvetlitev priključene cevi. Diagram prikazuje 110 V različico, ki jo je mogoče enostavno spremeniti v 230 voltni model s preprostimi spremembami.

Naslednje ilustracije jasno razlagajo, kako doma narediti domači elektronski 40-vatni fluorescenčni balastni krog z običajnimi deli.

Postavitev komponent PCB

OPOZORILO: PROSIMO, VKLJUČITE MOV IN TERMISTER NA VHODNEM DOBAVLJANJU, DRUGAČE VELIKO VSTAJE NEPREDVIDLJIVO IN VSAKI MOGOČE IZPUSTITI.

TUDI NAMESTITE TRANZISTORJE LOČENO, 4 * 1-INČNE HLADILNIKE, ZA BOLJŠO UČINKOVITOST IN DALJŠE ŽIVLJENJE.

Postavitev skladbe PCB

Torroid Inductor

Induktor dušilke

Seznam delov

• 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 vhod
• C3, C4 = 0,033 / 400V PPC
• C5 = 4,7uF / 400V Elektrolitsko
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• Za T1 in T2 je potreben hladilnik.

Elektronski predstikalni tokokrog za dvojne 40-vatne fluorescenčne cevi

Naslednji koncept v nadaljevanju razlaga, kako zgraditi preprosto, a izjemno zanesljivo elektronsko predstikalno vezje za pogon ali upravljanje dveh 40-vatnih fluorescenčnih cevi z aktivno korekcijo moči.

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

Glavne električne značilnosti IC

Mednarodne usmerniške usmeritvene enote so monolitna integrirana vezja, primerna za upravljanje nizko- in visokofrekvenčnih MOSFET-ov ali lGBT-jev prek logičnega nivoja, ki se nanašajo na vhodne kable tal.

Odlikujejo jih uravnotežene napetostne funkcije do 600 VDC in v nasprotju z običajnimi vozniškimi transformatorji lahko prinesejo zelo čiste valovne oblike s skoraj vsakim delovnim ciklom od 0 do 99%.

Zaporedje IR215X je pravzaprav nedavno dostopna dodatna oprema za družino Control IC in poleg prej omenjenih lastnosti ima izdelek vrhunsko zmogljivost, primerljivo po zmogljivosti s časovnikom IC LM 555.

Te vrste čipov za voznike vam dajejo razvijalec z lastnimi nihajočimi ali usklajenimi funkcijami nihanja zgolj s pomočjo alternativnih komponent RT in CT. Glejte sliko spodaj

Seznam delov

• Ct / Rt = enako kot v spodnjih diagramih
• spodnje diode = BA159
• Mosfets: kot je priporočeno v spodnjih diagramih
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0,01uF / 630V PPC
• L1 = Kot je priporočeno v spodnjem diagramu, bo morda treba nekaj eksperimentirati

Prav tako imajo vgrajeno vezje, ki ponuja zmerni čas mrtvega izhoda 1,2 mikrosekunde med izhodi in preklapljanje komponent visoke in nizke strani za pogon pol-mostnih napajalnih naprav.

Izračun frekvence oscilatorja

Kadar koli je vključeno v samo nihajočo obliko, se frekvenca nihanja izračuna preprosto z:

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

Tri dostopne samodejno nihajne naprave so IR2151, IR2152 in IR2155. Zdi se, da ima IR2I55 pomembnejše izhodne odbojnike, ki bodo pretvorili kapacitivno obremenitev 1000 pF s tr = 80 ns in tf = 40 ns.

Vključuje zagon majhne moči in RT napajanje 150 ohmov. IR2151 ima tr in tf 100 ns in 50 ns in deluje podobno kot IR2l55. IR2152 se ne bo razlikoval od IR2151, čeprav s fazno kambio od Rt do Lo. IR2l5l in 2152 vključujeta 75 ohm Rt vira (enačba l.)

Te vrste predstikalnih gonilnikov so običajno namenjene popravljeni vhodni izmenični napetosti, zato so namenjene minimalnemu mirujočemu toku in imajo še vedno vgrajen l5V regulator ranžiranja, ki zagotavlja, da samo en omejevalni upor deluje izjemno dobro prek enosmernega toka. usmerjena napetost vodila.

Konfiguriranje omrežja Zero Crossing

Če se še enkrat ozremo na sliko 2, se zavedajte sinhronizacijskega potenciala voznika. Obe povratni diodi v liniji skupaj z vezjem žarnice sta učinkovito konfigurirani kot detektor prehoda nič za tok žarnice. Pred udarcem sijalke resonančni krog vključuje L, Cl in C2, vse v nizu.

Cl je enosmerni blokirni kondenzator z nizko reaktanco, da je resonančni krog uspešno L in C2. Napetost okoli C2 se ojača s faktorjem Q L in C2 ob resonanci in udari v žarnico.

Kako se določa resonančna frekvenca

Takoj, ko žarnica udari, je C zaradi padca potenciala žarnice primerno kratkega stika, frekvenco resonančnega vezja na tej točki pa določita L in Cl.

To pri običajnih operacijah privede do spremembe nižje resonančne frekvence, tako kot prej, ko je bilo zaznavanje prehoda ničelnega toka izmeničnega toka in izkoriščanje nastale napetosti za uravnavanje pogonskega oscilatorja.

Skupaj z mirujočim tokom gonilnika boste našli še nekaj dodatnih elementov na enosmernem napajalnem toku, ki so funkcionalnost samega aplikacijskega vezja:

Ocenjevanje parametrov praznjenja toka in naboja

l) Tok kot posledica polnjenja vhodne kapacitivnosti FET-jev moči

2) tok, ki je posledica polnjenja in praznjenja izolacijske kapacitivnosti križišč gonilnih naprav International Rectifier. Vsaka komponenta trenutnega obloka se nanaša na naboj in se zato drži pravil:

• Q = življenjepis

Prikladno bi bilo mogoče opaziti, da je pričakovani naboj lahko za polnjenje in praznjenje vhodnih kapacitivnosti napajalne naprave rezultat napetosti pogona vrat in dejanskih vhodnih kapacitivnosti ter tudi priporočena vhodna moč bo sorazmerna s zmnožek naboja, frekvence in napetosti na kvadrat:

• Moč = QV ^ 2 x F / f

Zgoraj omenjena združenja predlagajo naslednje dejavnike pri izdelavi pravega balastnega kroga:

1) izberite najmanjšo delovno frekvenco glede na padajočo dimenzijo induktorja

2) odločite se za najbolj kompaktno prostornino matrice za napajalne naprave, ki je zanesljiva z manjšim primanjkljajem prevodnosti (kar zmanjša zahteve glede naboja)

3) Napetost enosmernega vodila je običajno izbrana, če pa obstaja druga možnost, uporabite najmanjšo napetost.

OPOMBA: Polnjenje preprosto ni funkcija hitrosti preklopa. Preneseni naboj je enak glede na I0 ns ali 10 mikrosekundnih prehodnih časov.

Na tej točki bomo upoštevali nekaj uporabnih predstikalnih vezij, ki jih je mogoče doseči z uporabo samodejno nihajočih gonilnikov. Verjetno najbolj priljubljena fluorescentna svetilka je lahko tako imenovani tip 'Double 40', ki pogosto uporablja nekaj tipičnih žarnic Tl2 ali TS v skupnem odsevniku.

Par priporočenih predstikalnih vezij je prikazan na naslednjih slikah. Prvo je vezje z minimalnim faktorjem moči, skupaj z drugimi deluje z novimi nastavitvami diode / kondenzatorja, da doseže faktor moči> 0,95. Vezje spodnjega faktorja moči, dokazano na sliki 3, pozdravlja vhode 115 VAC ali 230 VAC 50/60/400 Hz, da ustvari zmerno enosmerno vodilo 320 VDC.

Dvojni 40-vatni balastni krog

Glede na to, da vhodni usmerniki delujejo tik blizu vrhov vhodne napetosti izmeničnega toka, je faktor vhodne moči približno 0,6 in zaostaja pri nesinusni obliki tokovnega valovanja.

Takšen usmernik preprosto ni priporočljiv za nič, razen za ocenjevalno vezje ali kompaktno fluorescentno manjšo moč in bi brez dvoma lahko postal neželen, saj harmonični tokovi v napajalnih napravah dodatno zmanjšajo omejitve kakovosti električne energije.

IC uporablja omejevalni upor samo za delovanje

Upoštevajte, da International Rectifier IR2151 Control IC deluje neposredno z vodila enosmernega toka z omejevalnim uporom in se vrti pri približno 45 kHz v skladu z dano povezavo:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 ohm) x Ct

Moč za pogon stranskih stikalnih vrat izvira iz kondenzatorja zagonskega traku 0,1 pF, ki je napolnjen približno na 14 V, kadarkoli je V5 (odvod 6) nizko vlečen znotraj prevodnosti nizkega stranskega stikala.

Dioda zagonskega traku l IDF4 prepreči napetost enosmernega vodila takoj, ko pride do visoke bočne spremembe.

Dioda za hitro obnovitev (<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.

Visokofrekvenčni izhod v polmostu je pravzaprav kvadratni val z izjemno hitrimi preklopnimi obdobji (približno 50 ns). Da bi se izognili nenormalnim podaljšanim hrupom skozi propelerje hitrega vala, uporabimo 0,5 W dušilko 10 ohmov in 0,001 pF, da minimaliziramo preklopna obdobja na približno 0,5 ps.

Vgrajen objekt Dead Time

Upoštevajte, da imamo v gonilniku IR2151 vgrajen mrtvi čas 1,2 ps za zaustavitev prebojnih tokov v polmostu. 40-vatne fluorescenčne sijalke nadzorujemo vzporedno, vsaka pa uporablja svoj lasten L-C resonančni krog. Iz enega kompleta dveh MOSFET-jev, izmerjenih glede na raven moči, je bilo mogoče upravljati približno štiri cevna vezja.

Ocene reaktanca za vezje sijalke se izberejo iz tabel reaktanca L-C ali po formuli za serijsko resonanco:

• f = 1 / 2pi x kvadratni koren LC

Q vezij žarnic je precej majhen zgolj zaradi prednosti delovanja zaradi fiksne stopnje ponovitve, ki se običajno očitno lahko razlikuje zaradi toleranc RT in CT.

Fluorescentne luči običajno ne potrebujejo izredno visokih presenetljivih napetosti, zato je Q 2 ali 3 dovolj. Krivulje „ploščate Q“ pogosto izvirajo iz večjih induktorjev in majhnih kondenzatorskih razmerij, pri katerih:

Q = 2pi x fL / R, pri čemer je R pogosto večji, ker je uporabljenih veliko več obratov.

Mehki zagon med predhodnim segrevanjem filamentov cevi je lahko poceni z uporabo PTC. termistorji okoli vsake svetilke.

Na ta način napetost vzdolž žarnice vztrajno narašča kot RTC. se samogreje, dokler sčasoma ne dosežemo presenetljive napetosti in vročih filamentov in svetilka zasveti.