40 ватова електронна баластна верига

Предложеният 40 ватов електронен баласт е проектиран да осветява всяка 40 ватова флуоресцентна тръба, с висока ефективност и оптимална яркост.

Оформлението на печатната платка на предложения електронен флуоресцентен баласт също е предоставено заедно с детайлите за навиване на торроида и буферния дросел.

Въведение

Дори обещаващата и най-обсъжданата LED технология може би не е в състояние да произведе светлини, равни на съвременните електронни флуоресцентни баласти. Схемата на една такава електронна лампа е обсъдена тук, като ефективността е по-добра от LED светлините.

Само преди десетилетие електронните баласти бяха сравнително нови и поради честите повреди и високите разходи обикновено не бяха предпочитани от всички. Но с течение на времето устройството премина през някои сериозни подобрения и резултатите бяха обнадеждаващи, тъй като започнаха да стават все по-надеждни и дълготрайни. Съвременните електронни баласти са по-ефективни и устойчиви на откази.

Разлика между електрически баласт и електронен баласт

И така, какво е точното предимство от използването на електронен флуоресцентен баласт в сравнение с вековния електрически баласт? За да разберете правилно разликите, е важно да знаете как работят обикновените електрически баласти.

Електрическият баласт не е нищо друго освен обикновен индуктор с високо напрежение в мрежата, направен чрез навиване на брой завъртания на медна тел върху ламинирано желязо.

По принцип, както всички знаем, флуоресцентната тръба изисква висока първоначална сила на тока, за да се запали и да накара електроните да се свържат между крайните нишки. След като тази проводимост е свързана, консумацията на ток за поддържане на тази проводимост и осветеността става минимална. Електрическите баласти се използват само за „ритане“ на този първоначален ток и след това контролират подаването на ток, като предлагат увеличен импеданс, след като запалването завърши.

Използване на стартер в електрически баласти

Стартерът гарантира, че първоначалните „ритници“ се прилагат чрез прекъсващи се контакти, по време на които акумулираната енергия на медната намотка се използва за производство на необходимите високи токове.

Стартерът спира да функционира, след като тръбата се запали и сега, тъй като баластът се насочва през тръбата, започва да получава непрекъснат поток от променлив ток през нея и поради естествените си свойства предлага висок импеданс, контролиращ тока и помагащ за поддържане на оптимално сияние.

Въпреки това, поради вариране на напреженията и липса на идеално изчисление, електрическите баласти могат да станат доста неефективни, разсейвайки и губейки много енергия чрез топлина. Ако действително измервате, ще откриете, че 40 ватово електрическо задвижващо устройство може да консумира до 70 вата мощност, почти двойно необходимото количество. Също така, първоначалните трептения не могат да бъдат оценени.

Електронните баласти са по-ефективни

Електронните баласти, от друга страна, са точно обратното що се отнася до ефективността. Този, който построих, консумира само 0,13 ампера ток при 230 волта и произвежда интензивност на светлината, която изглеждаше много по-ярка от нормалното. Те използват тази схема от последните 3 години без никакви проблеми (въпреки че трябваше да сменя тръбата веднъж, тъй като почерня в краищата и започна да произвежда по-малко светлина.)

Самото текущо отчитане доказва колко ефективна е веригата, като консумацията на енергия е около 30 вата и изходна светлина, еквивалентна на 50 вата.

Как работи електронната баластна верига

Неговият принцип на работа на предлагания електронен флуоресцентен баласт е доста ясен. Променливотоковият сигнал първо се коригира и филтрира с помощта на мост / кондензаторна конфигурация. Следващият се състои от проста транзисторна напречно свързана осцилаторна степен. Изправеният постоянен ток се прилага към този етап, който веднага започва да трепти при необходимата висока честота. Трептенията обикновено са квадратна вълна, която е подходящо буферирана чрез индуктор, преди накрая да се използва за запалване и осветяване на свързаната тръба. Диаграмата показва версия от 110 V, която може лесно да бъде модифицирана в модел от 230 волта чрез прости промени.

Следващите илюстрации ясно обясняват как да изградите домашна електронна 40-ватова електронна флуоресцентна баластна верига у дома, използвайки обикновени части.

Разположение на компонентите на печатни платки

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: МОЛЯ, ВКЛЮЧЕТЕ MOV И ТЕРМИСТЪР НА ВХОДА НА ДОСТАВКАТА, ИНАЧЕ СХЕМАТА ЩЕ СТАНЕ НЕПРЕДВИДИМА И МОЖЕ ДА ИЗВЪРШЕ ВСЕКИ МОМЕНТ.

СЪЩО, МОНТИРАЙТЕ ТРАНЗИСТОРИТЕ НАДОЛО ОТДЕЛНО, 4 * 1 ИНЧОВИ ОТОПЛИТЕЛИ, ЗА ПО-ДОБРА ЕФЕКТИВНОСТ И ПО-ДЪЛГИ ЖИВОТ.

Оформление на печатната платка

Torroid индуктор

Индуктор за задушаване

Списък с части

• R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
• R3, R4, R6, R7 = 47 Ohm, CFR 5%
• R8 = 2,2 ома, 2 вата
• C1, C2 = 0,0047 / 400V PPC за 220V, 0,047uF / 400V за 110V AC вход
• C3, C4 = 0,033 / 400V PPC
• C5 = 4.7uF / 400V Електролитичен
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• За Т1 и Т2 се изисква радиатор.

Електронна баластна верига за двойни 40-ватови флуоресцентни тръби

Следващата концепция по-долу обяснява как да се изгради проста, но изключително надеждна електронна баластна верига за задвижване или експлоатация на две 40-ватови флуоресцентни тръби с активна корекция на мощността.

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

Основни електрически характеристики на интегралната схема

Международните токоизправителни контролни схеми са монолитни интегрални схеми с мощност, подходящи за работа на MOSFET-и от ниска и висока страна или lGBT чрез логическо ниво, препратени към земни входни проводници.

Те разполагат с балансирана функционалност на напрежението до 600 VDC и, за разлика от обикновените трансформатори на драйвери, могат да донесат супер чисти вълнови форми с практически всеки работен цикъл от 0 до 99%.

Последователността IR215X всъщност е наскоро достъпен аксесоар към фамилията Control IC и освен споменатите по-рано характеристики, продуктът използва горен край, сравним по производителност с таймера IC LM 555.

Този тип чипове на драйвери ви дават на разработчика самоколебащи се или координирани възможности за трептене само с помощта на алтернативни RT и CT компоненти. Вижте фигурата по-долу

Списък с части

• Ct / Rt = същото, както е дадено в следващите схеми
• долни диоди = BA159
• Мосфети: както се препоръчва в диаграмите по-долу
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0,01uF / 630V PPC
• L1 = Както се препоръчва в диаграмата по-долу, може да се наложи експериментиране

Те също така имат вградена схема, която предлага умерено време на изчакване от 1,2 микросекунди между изходите и превключване на компоненти от висока и ниска страна за задвижване на полумостови захранващи устройства.

Изчисляване на честотата на осцилатора

Винаги, когато е включен в самоколебателната форма, честотата на трептене се изчислява просто чрез:

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

Трите достъпни самоколебащи се устройства са IR2151, IR2152 и IR2155. IR2I55 изглежда има по-значителни изходни буфери, които ще превърнат капацитивен товар от 1000 pF с tr = 80 ns и tf = 40 ns.

Той включва минимално стартиране на мощност и 150 ома RT захранване. IR2151 притежава tr и tf от 100 ns и 50 ns и работи подобно на IR2l55. IR2152 ще бъде неразличим от IR2151, макар и с фаза cambio от Rt до Lo. IR2l5l и 2152 включват 75 ома Rt източник (уравнение l.)

Тези типове баластни драйвери обикновено са предназначени да бъдат снабдени с коригирано променливо входно напрежение и следователно те са предназначени за минимален ток на покой и все още имат вграден l5V шунт регулатор, за да се гарантира, че само един ограничаващ резистор работи изключително добре през постояннотока изправено напрежение на шината.

Конфигуриране на мрежата Zero Crossing

Поглеждайки отново към фигура 2, имайте предвид синхронизиращия потенциал на драйвера. И двата диода отзад назад към линията заедно с веригата на лампата са ефективно конфигурирани като детектор за пресичане на нула за тока на лампата. Преди лампата, резонансната верига включва L, Cl и C2, всички в низ.

Cl е кондензатор за блокиране на постоянен ток с ниско съпротивление, за да може резонансната верига да бъде успешно L и C2. Напрежението около C2 се усилва чрез Q фактора на L и C2 при резонанс и удря лампата.

Как се определя резонансната честота

Веднага щом лампата удари, C е подходящо късо съединение от спада на потенциала на лампата и честотата на резонансната верига в този момент се определя от L и Cl.

Това води до промяна на някаква по-ниска резонансна честота в хода на стандартните операции, точно както преди се координира чрез засичане на нулевото пресичане на променливотоковия ток и възползване от полученото напрежение за регулиране на осцилатора на драйвера.

Заедно с тока на покой на драйвера, ще намерите и няколко допълнителни елемента на тока на постоянен ток, които са функционалност на самата схема на приложение:

Оценка на параметрите за разреждане на тока и заряда

л) Ток в резултат на зареждане на входящия капацитет на мощните полеви транзистори

2) ток, произтичащ от зареждане и разреждане на капацитета за изолиране на кръстовището на задвижващите устройства на международния токоизправител. Всеки компонент на текущата дъгова такса-relatcd и поради тази причина се придържат към правилата:

• Q = CV

Следователно може удобно да се забележи, че за да можете да зареждате и разреждате входните капацитети на захранващото устройство, очакваното зареждане може да бъде продукт на напрежението на задвижването на портата и истинските входни капацитети, а също така препоръчаната входна мощност ще бъде конкретно пропорционална на произведението на заряд и честота и напрежение на квадрат:

• Мощност = QV ^ 2 x F / f

Гореспоменатите асоциации предлагат следните фактори, когато правят истинска баластна верига:

1) изберете най-малката работна честота според намаляващия размер на индуктора

2) изберете най-компактния обем на матрицата за силовите устройства, надежден с намален дефицит на проводимост (което минимизира спецификациите на заряда)

3) Обикновено се избира напрежение на постояннотоковата шина, но ако съществува алтернатива, използвайте минималното напрежение.

ЗАБЕЛЕЖКА: Зареждането просто не е функция на скоростта на превключване. Предаваният заряд е същият по отношение на I0 ns или 10 микросекунди времена на преход.

На този етап ще вземем предвид няколко полезни вериги за баласт, които могат да бъдат постижими с помощта на автоколебащите се драйвери. Вероятно най-харесваното флуоресцентно осветително тяло може да бъде така нареченият тип „Double 40“, който често използва няколко типични лампи Tl2 или TS в рамките на общ отражател.

Двойка препоръчителни баластни вериги са показани на следващите фигури. Първата е веригата с минимален фактор на мощността, заедно с другите работи с нови настройки на диод / кондензатор, за да се постигне коефициент на мощност> 0,95. Доказаната на фигура 3 схема с по-нисък коефициент на мощност приветства входове 115 VAC или 230 VAC 50/60/400 Hz, за да генерира умерена DC шина от 320 VDC.

Схема на баласт с двойна 40 вата

Като се има предвид, че входящите токоизправители извършват точно близо до върховете на променливото входно напрежение, коефициентът на входна мощност е около 0,6 изоставащ с несинусоидална токова форма на вълната.

Такъв тип токоизправител просто не се препоръчва за нищо, освен за верига за оценка или компактна флуоресцентна мощност с намалена мощност и без съмнение може да стане нежелан, тъй като хармоничните токове в захранващите устройства допълнително се намаляват от ограниченията за качеството на захранването.

IC използва ограничаващ резистор само за работа

Обърнете внимание, че IC International Control Rectifier IR2151 Control извършва директно изключване на постояннотоковата шина чрез ограничителен резистор и се върти при близо 45 kHz в съответствие с дадената връзка:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75ohm) x Ct

Захранването на задвижването с висок страничен превключвател се получава от кондензатор за зареждане от 0,1 pF и който е зареден до приблизително 14V по всяко време, когато V5 (отвод 6) се влачи ниско в рамките на проводимостта на ниския страничен превключвател на захранването.

Диодът за зареждане l IDF4 предотвратява напрежението на постояннотоковата шина веднага щом се извърши високата смяна на страната.

Диод за бързо възстановяване (<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.

Изходът с висока честота в полумоста всъщност е квадратна вълна с изключително бързи периоди на превключване (около 50 ns). За да се избегнат необичайни удължени шумове през фронтовете на бързите вълни, се използва снобър от 0,5 W от 10 ома и 0,001 pF, за да се сведат до минимум периодите на превключване до около 0,5 ps.

Отличава се с вграден механизъм за мъртво време

Забележете, че имаме вградено време за закъснение от 1,2 ps в драйвера IR2151, за да спрем преминаващите токове в полумоста. 40-ватовите флуоресцентни лампи се управляват паралелно, като всяка използва своя собствена L-C резонансна верига. Приблизително четири тръбни вериги могат да се управляват от един комплект от два MOSFET-та, измерени, за да съответстват на нивото на мощността.

Оценките на реактивно съпротивление за веригата на лампата се избират от таблици за реактивно съпротивление L-C или чрез формулата за сериен резонанс:

• f = 1 / 2pi x квадратен корен от LC

Q на веригите на лампата е доста малък само поради предимствата на функционирането от фиксирана честота на повторение, която обикновено, очевидно, може да се различава поради RT и CT толерансите.

Флуоресцентните лампи обикновено не се нуждаят от изключително високи поразителни напрежения, поради което Q 2 или 3 е достатъчно. Кривите „плоски Q“ често произхождат от по-големи индуктори и малки съотношения на кондензатори, при които:

Q = 2pi x fL / R, където R често е по-голямо, защото се използват много повече завои.

Мекото стартиране по време на предварително нагряване на нишката на тръбата може да бъде евтино чрез използване на PTC. термистори около всяка лампа.

По този начин напрежението по лампата непрекъснато се увеличава като RTC. самостоятелно се загрява, докато в крайна сметка се постигне поразителното напрежение заедно с горещи нажежаеми жички и лампата светне.