40 vatų elektroninė balasto grandinė

Siūlomas 40 vatų elektroninis balastas yra skirtas apšviesti bet kokį 40 vatų fluorescencinį vamzdelį labai efektyviai ir optimaliai.

Siūlomo elektroninio fluorescuojančio balasto PCB išdėstymas taip pat pateikiamas kartu su torroido ir buferio droselio apvijos detalėmis.

Įvadas

Net perspektyvi ir labiausiai kalbama LED technologija galbūt nesugeba pagaminti žibintų, lygių šiuolaikiniams elektroniniams fluorescenciniams balastiniams žibintams. Čia aptariama vienos tokios elektroninės lemputės šviesos grandinė, kurios efektyvumas didesnis nei LED žibintų.

Vos prieš dešimtmetį elektroniniai balastai buvo palyginti nauji, todėl dėl dažnų gedimų ir didelių išlaidų visi dažniausiai nenorėjo. Tačiau bėgant laikui prietaisas patyrė rimtų patobulinimų, o rezultatai buvo džiuginantys, nes jie pradėjo tapti patikimesni ir ilgalaikiai. Šiuolaikiniai elektroniniai balastai yra efektyvesni ir nėra atsparūs gedimams.

Elektrinio balasto ir elektroninio balasto skirtumas

Taigi koks yra elektroninio miltelinio balasto naudojimo pranašumas, palyginti su senu elektriniu balastu? Norint teisingai suprasti skirtumus, svarbu žinoti, kaip veikia įprasti elektriniai balastai.

Elektrinis balastas yra ne kas kita, kaip paprastas aukštos srovės tinklo įtampos induktorius, pagamintas sukant varinės vielos apsisukimų skaičių per laminuotą geležies šerdį.

Iš esmės, kaip mes visi žinome, fluorescenciniam vamzdžiui reikia didelės pradinės srovės, kad užsidegtų ir priverstų elektronus tekėti jungtis tarp jo galinių gijų. Prijungus šį laidumą, srovės suvartojimas šiam laidumui palaikyti ir apšvietimas tampa minimalus. Elektriniai balastai naudojami tik tam, kad „užmuštų“ šią pradinę srovę ir tada valdytų srovės tiekimą siūlydami padidintą varžą, kai tik baigsis uždegimas.

Starterio naudojimas elektriniuose balastuose

Starteris užtikrina, kad pradiniai „smūgiai“ būtų atliekami per pertraukiamuosius kontaktus, kurių metu vario apvijos sukaupta energija naudojama reikalingoms didelėms srovėms gaminti.

Starteris nustoja veikti, kai vamzdelis užsidega ir dabar, kai balastas yra nukreipiamas per vamzdį, jis pradeda nuolat kintamą srovę per savo vamzdį ir dėl savo natūralių savybių siūlo didelę impedanciją, valdydamas srovę ir padėdamas išlaikyti optimalų švytėjimą.

Tačiau dėl įtampos skirtumų ir idealaus skaičiavimo nebuvimo elektriniai balastai gali tapti gana neefektyvūs, išsklaidantys ir eikvojantys daug energijos per šilumą. Jei iš tikrųjų išmatuosite, pastebėsite, kad 40 vatų elektrinis droselio įtaisas gali suvartoti net 70 vatų energijos, tai yra beveik dvigubai daugiau nei reikalaujama. Taip pat negalima įvertinti pradinių mirksėjimų.

Elektroniniai balastai yra efektyvesni

Kita vertus, elektroniniai balastai yra visiškai priešingi, kiek tai susiję su efektyvumu. Mano pastatytas sunaudojo tik 0,13 ampero srovę @ 230 voltų ir sukėlė šviesos intensyvumą, kuris atrodė daug ryškesnis nei įprasta. Jie naudojo šią grandinę nuo paskutinių 3 metų be jokių problemų (nors aš turėjau vieną kartą pakeisti vamzdį, nes jis pajuodavo galuose ir pradėjo gaminti mažiau šviesos.)

Pats dabartinis rodmuo įrodo grandinės efektyvumą, energijos suvartojimas yra tik apie 30 vatų, o išėjimo šviesa yra lygi 50 vatų.

Kaip veikia elektroninė balasto grandinė

Siūlomo elektroninio miltelinio balasto veikimo principas yra gana paprastas. Kintamosios srovės signalas pirmiausia ištaisomas ir filtruojamas naudojant tiltelio / kondensatoriaus konfigūraciją. Kitas apima paprastą dviejų tranzistorių kryžminio osciliatoriaus pakopą. Šiai pakopai taikoma ištaisyta nuolatinė nuolatinė srovė, kuri tuoj pat pradeda svyruoti reikalingu aukštu dažniu. Svyravimai paprastai yra kvadratinė banga, kuri tinkamai buferiuojama per induktorių, kol ji galutinai naudojama prijungtam vamzdžiui uždegti ir apšviesti. Diagramoje parodyta 110 V versija, kurią atliekant paprastus pakeitimus galima lengvai modifikuoti į 230 voltų modelį.

Šiose iliustracijose aiškiai paaiškinta, kaip namuose sukurti įprastą 40 vatų elektroninę fluorescencinę balasto grandinę naudojant įprastas dalis.

PCB komponentų išdėstymas

ĮSPĖJIMAS: PRIEMONĖJE ĮTRAUKKITE MOVĄ IR TERMISTRĄ, KITAIP, APTRAUKIMAS NEBŪS NEPRAMATINGAS IR GALI BŪTI NUOSTATAS.

TAIP PAT, DIDESNIUOSE EFEKTYVUMUI IR ILGESNIU GYVENIMU, TRANZISTORIUS MONTUOKITE DAUG ATSKIRŲ, 4 * 1 INCH ŠIRTUVŲ.

PCB takelių išdėstymas

„Torroid“ induktorius

Droselinis induktorius

Dalių sąrašas

• R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
• R3, R4, R6, R7 = 47 omai, CFR 5%
• R8 = 2,2 omai, 2 vatai
• C1, C2 = 0,0047 / 400 V PPC, esant 220 V, 0,047 uF / 400 V, kai įtampa yra 110 V
• C3, C4 = 0,033 / 400V PPC
• C5 = 4,7uF / 400V elektrolitinis
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 „Motorola“
• Radiatorius reikalingas T1 ir T2.

Elektroninė balasto grandinė dviviečiams 40 vatų fluorescenciniams vamzdeliams

Toliau pateiktoje koncepcijoje paaiškinta, kaip sukurti paprastą, bet ypač patikimą elektroninę balasto grandinę, skirtą dviem 40 vatų fluorescencinėms lemputėms valdyti ar valdyti, su aktyvia galios korekcija.

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

Pagrindinės IC elektrinės savybės

Tarptautiniai lygintuvų valdymo IC yra monolitiniai maitinimo integriniai grandynai, tinkami valdyti žemosios ir aukštosios pusės MOSFET ar lGBT per loginį lygį, atsižvelgiant į įžeminimo laidus.

Jie turi subalansuotą net 600 VDC įtampos funkcionalumą ir, priešingai nei įprasti vairuotojo transformatoriai, gali sukelti ypač švarias bangų formas su praktiškai bet kokiu darbo ciklu nuo 0 iki 99%.

„IR215X“ seka iš tikrųjų yra neseniai prieinamas „Control IC“ šeimos priedas ir, be anksčiau paminėtų savybių, gaminys naudojasi aukščiausiu galu, savo veikimu panašiu į „LM 555“ laikmačio IC.

Šie vairuotojo lustų tipai suteikia jums kūrėjui galimybę savarankiškai svyruoti arba koordinuoti vakuaciją tik naudojant alternatyvius RT ir CT komponentus. Žr. Toliau pateiktą paveikslą

Dalių sąrašas

• Ct / Rt = tas pats, kas nurodyta toliau pateiktose diagramose
• apatiniai diodai = BA159
• „Mosfets“: kaip rekomenduojama toliau pateiktose diagramose
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0,01uF / 630V PPC
• L1 = Kaip rekomenduojama toliau pateiktoje diagramoje, gali tekti šiek tiek eksperimentuoti

Jie taip pat turi įmontuotą grandinę, kuri siūlo vidutinį 1,2 mikrosekundės neveikos laiką tarp išėjimų ir aukštųjų ir žemųjų šoninių komponentų perjungimo, kad būtų galima vairuoti pusiau tilto maitinimo prietaisus.

Skaičiuojant osciliatoriaus dažnį

Kai įtraukiama į savaiminio svyravimo formą, svyravimo dažnis apskaičiuojamas paprasčiausiai:

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

Trys prieinami savaiminio svyravimo įtaisai yra IR2151, IR2152 ir IR2155. Atrodo, kad IR2I55 turi didesnius išvesties buferius, kurie pavers 1000 pF talpinę apkrovą, kai tr = 80 ns ir tf = 40 ns.

Tai apima nedidelį maitinimo paleidimą ir 150 omų RT maitinimą. IR2151 turi tr ir tf 100 ns ir 50 ns ir veikia panašiai kaip IR2l55. IR2152 nebus galima atskirti nuo IR2151, nors su faziniu kambiumu nuo Rt iki Lo. IR2l5l ir 2152 apima 75 omų Rt šaltinį (1 lygtis).

Šių tipų balasto tvarkyklės paprastai yra skirtos ištaisytai kintamosios srovės įėjimo įtampai, todėl jos yra skirtos minimaliai ramybės srovei ir vis tiek turi įmontuotą l5V šunto reguliatorių, kad tik vienas ribojamasis rezistorius veiktų labai gerai per nuolatinę srovę ištaisyta magistralės įtampa.

„Zero Crossing“ tinklo konfigūravimas

Dar kartą žiūrėdami į 2 paveikslą, atkreipkite dėmesį į vairuotojo sinchronizavimo galimybes. Abu atgaliniai ir atgaliniai diodai, esantys vienoje linijoje su lempos grandine, yra efektyviai sukonfigūruoti kaip nulinės kryžmės detektorius lempos srovei. Prieš lempos smūgį rezonansinė grandinė įtraukia L, Cl ir C2 į stygas.

Cl yra nuolatinės srovės blokavimo kondensatorius, turintis mažą reaktyvumą, kad rezonansinė grandinė būtų sėkmingai L ir C2. Įtampa aplink C2 sustiprėja taikant L ir C2 Q koeficientą rezonanso metu ir pataiko į lempą.

Kaip nustatomas rezonansinis dažnis

Kai tik lempa įsijungia, C yra tinkamai trumpai sujungtas dėl lempos potencialo kritimo, o rezonansinės grandinės dažnį šiame taške nustato L ir Cl.

Tai lemia tam tikro žemesnio rezonansinio dažnio pasikeitimą atliekant standartines operacijas, lygiai taip pat, kaip prieš tai koordinavus, nustačius kintamosios srovės nulinį kirtimą ir pasinaudojant susidariusia įtampa, norint reguliuoti vairuotojo osciliatorių.

Kartu su vairuotojo ramybės srove rasite keletą papildomų elementų apie nuolatinės srovės maitinimo srovę, kurie yra pačios programos grandinės funkcionalumas:

Srovės ir įkrovimo iškrovos parametrų įvertinimas

l) srovė, susidariusi įkraunant galios FET įėjimo talpą

2) srovė, atsirandanti įkraunant ir iškraunant „International Rectifier“ vartų tvarkyklių jungčių izoliacinę talpą. Kiekvienas dabartinio lanko įkrovos relatcd komponentas laikosi taisyklių:

• Q = CV

Todėl būtų galima patogiai pastebėti, kad norint įkrauti ir iškrauti maitinimo įtaiso įvesties talpą, numatomas krūvis gali būti vartų pavaros įtampos sandauga, o tikrosios įėjimo talpos ir rekomenduojama įėjimo galia bus specialiai proporcingos įkrovos ir dažnio bei įtampos sandauga kvadratu:

• Galia = QV ^ 2 x F / f

Pirmiau minėtos asociacijos, atlikdamos tikrą balasto grandinę, siūlo šiuos veiksnius:

1) pasirinkite mažiausią darbinį dažnį pagal mažėjantį induktoriaus matmenį

2) pasirinkite kompaktiškiausią maitinimo įtaisų matavimo tūrį, esant patikimam laidumo trūkumui (kuris sumažina įkrovimo specifikacijas)

3) Paprastai pasirenkama nuolatinės srovės magistralės įtampa, tačiau, jei yra alternatyva, naudokite mažiausią įtampą.

PASTABA: Įkrovimas paprasčiausiai nėra perjungimo dažnio funkcija. Perduodamas krūvis yra tas pats, atsižvelgiant į I0 ns arba 10 mikrosekundžių perėjimo laiką.

Šiuo metu atsižvelgsime į keletą naudingų balasto grandinių, kurias galima pasiekti naudojant savaime svyruojančius tvarkykles. Tikriausiai labiausiai mėgstamas fluorescencinis šviestuvas gali būti vadinamasis „Double 40“ tipas, kuris dažnai naudoja keletą tipiškų „Tl2“ arba „TS“ lempų bendroje atšvaitoje.

Toliau pateiktuose paveiksluose parodyta rekomenduojamų balasto grandinių pora. Pirmasis yra minimalios galios faktoriaus grandinė, kartu su kitais darbais su naujais diodų / kondensatorių nustatymais, kad galios koeficientas būtų> 0,95. 3 paveiksle įrodyta mažesnio galios koeficiento grandinė palaiko 115 VAC arba 230 VAC 50/60/400 Hz įvestis, kad būtų sukurta vidutinė nuolatinės srovės magistralė, kurios įtampa yra 320 VDC.

Dvigubos 40 vatų balasto grandinės schema

Atsižvelgiant į tai, kad įėjimo lygintuvai veikia visai netoli kintamosios srovės įėjimo įtampos smailių, įėjimo galios koeficientas yra maždaug 0,6 atsilikęs nuo ne sinusoidinės srovės bangos formos.

Tokio lygintuvo tipo tiesiog nerekomenduojama naudoti, išskyrus vertinimo grandinę ar sumažintos galios kompaktinę fluorescencinę grandinę, ir, be jokios abejonės, jis gali būti nepageidaujamas, nes energijos tiekimo įtaisų harmonines sroves papildomai sumažina energijos kokybės apribojimai.

IC naudoja tik ribojantį varžą, kad veiktų

Atkreipkite dėmesį, kad „International Rectifier IR2151 Control IC“ veikia tiesiai iš nuolatinės srovės magistralės per ribojantį rezistorių ir pasukimus beveik 45 kHz dažniu pagal nurodytą santykį:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75ohm) x Ct

Aukšto šoninio jungiklio vartų pavaros galia gaunama iš 0,1 pF įkrovos kondensatoriaus, kuris įkraunamas maždaug iki 14 V bet kuriuo metu V5 (6 laidas) žemo šoninio maitinimo jungiklio laidumo metu žemai tempiamas.

Bootstrap diodas l IDF4 užkerta kelią nuolatinės srovės magistralės įtampai, kai tik įvyksta didelis šoninis pokytis.

Greitas atkūrimo diodas (<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.

Pusiau tilto aukšto dažnio išvestis iš tikrųjų yra kvadratinė banga su ypač greitais perėjimo periodais (maždaug 50 ns). Kad būtų išvengta nenormalių garsų per greitos bangos frontus, naudojamas 0,5 W 10 omų ir 0,001 pF spintelė, kad perjungimo periodai būtų sumažinti iki maždaug 0,5 ps.

Su įmontuotu „Dead Time Facility“

Atkreipkite dėmesį, kad „IR2151“ tvarkyklėje yra įmontuotas 1,2 ps neveikimo laikas, kad sustabdytume pusiau tilto šaudymo sroves. 40 vatų fluorescencinės lempos valdomos lygiagrečiai, kiekviena iš jų naudoja savo L-C rezonansinę grandinę. Maždaug keturias vamzdines grandines būtų galima valdyti iš vieno dviejų MOSFET rinkinių, išmatuotų taip, kad atitiktų galios lygį.

Lempos grandinės reaktyvumo vertinimai parenkami iš L-C reaktyvumo lentelių arba pagal serijos rezonanso formulę:

• f = 1 / 2pi x kvadratinė šaknis iš LC

Lempos grandinių Q yra gana mažas vien dėl fiksuoto pasikartojimo greičio veikimo pranašumų, kurie, aišku, gali skirtis dėl RT ir CT tolerancijos.

Liuminescencinėms lemputėms paprastai nereikia itin aukštos įtampos, todėl pakanka Q 2 arba 3. „Plokščios Q“ kreivės dažnai kyla iš didesnių induktorių ir mažų kondensatorių santykių, kai:

Q = 2pi x fL / R, kur R dažnai yra didesnis, nes naudojama daug daugiau posūkių.

Minkštas paleidimas vamzdžio gijų išankstinio kaitinimo metu gali būti nebrangus naudojant PTC. termistoriai aplink kiekvieną žibintą.

Tokiu būdu įtampa išilgai lempos stabiliai didėja kaip RTC. savaime kaitina, kol galiausiai pasiekiama ryški įtampa kartu su karštais siūlais ir lemputė užsidega.