Ηλεκτρονικό κύκλωμα έρματος 40 watt

Το προτεινόμενο ηλεκτρονικό έρμα 40 watt έχει σχεδιαστεί για να φωτίζει κάθε σωλήνα φθορισμού 40 watt, με υψηλή απόδοση και βέλτιστη φωτεινότητα.

Η διάταξη PCB του προτεινόμενου ηλεκτρονικού έρματος φθορισμού παρέχεται επίσης μαζί με τις λεπτομέρειες του τυροειδούς και της περιέλιξης του τσοκ.

Εισαγωγή

Ακόμη και η πολλά υποσχόμενη και η πιο πολυσυζητημένη τεχνολογία LED ίσως δεν μπορεί να παράγει φώτα ίσα με τα σύγχρονα ηλεκτρονικά φώτα φθορισμού. Το κύκλωμα μιας τέτοιας ηλεκτρονικής λυχνίας σωλήνα συζητείται εδώ, με απόδοση καλύτερη από τις λυχνίες LED.

Μόλις πριν από μια δεκαετία, τα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία ήταν σχετικά νέα και λόγω συχνών αστοχιών και το υψηλό κόστος δεν προτιμούσε γενικά όλοι. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, η συσκευή πέρασε από κάποιες σοβαρές βελτιώσεις και τα αποτελέσματα ήταν ενθαρρυντικά καθώς άρχισαν να γίνονται πιο αξιόπιστα και μακράς διαρκείας. Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία είναι πιο αποτελεσματικά και δεν αποτυγχάνουν.

Διαφορά μεταξύ ηλεκτρικού έρματος και ηλεκτρονικού έρματος

Ποιο είναι λοιπόν το ακριβές πλεονέκτημα της χρήσης ηλεκτρονικού έρματος σε σύγκριση με το παλιό ηλεκτρικό έρμα; Για να κατανοήσετε σωστά τις διαφορές είναι σημαντικό να γνωρίζετε πώς λειτουργούν τα συνηθισμένα ηλεκτρικά στραγγαλιστικά πηνία.

Το ηλεκτρικό έρμα δεν είναι τίποτα άλλο από ένα απλό υψηλό ρεύμα, πηνίο τάσης ρεύματος κατασκευασμένο από περιέλιξη αριθμού στροφών χαλκού σύρματος πάνω από πολυστρωματικό πυρήνα σιδήρου.

Βασικά, όπως όλοι γνωρίζουμε, ένας σωλήνας φθορισμού απαιτεί υψηλή αρχική ώθηση ρεύματος για την ανάφλεξη και τη ροή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ακραίων νημάτων του. Μόλις συνδεθεί αυτή η αγωγή, η τρέχουσα κατανάλωση για να διατηρηθεί αυτή η αγωγή και ο φωτισμός γίνεται ελάχιστος. Τα ηλεκτρικά στραγγαλιστικά πηνία χρησιμοποιούνται μόνο για να «κλωτσήσουν» αυτό το αρχικό ρεύμα και στη συνέχεια να ελέγξουν την τροφοδοσία του ρεύματος προσφέροντας αυξημένη αντίσταση μόλις ολοκληρωθεί η ανάφλεξη.

Χρήση μίζας σε ηλεκτρικά στραγγαλιστικά πηνία

Ένας εκκινητής διασφαλίζει ότι τα αρχικά «λακτίσματα» εφαρμόζονται μέσω διαλείπων επαφών, κατά τη διάρκεια των οποίων χρησιμοποιείται η αποθηκευμένη ενέργεια της περιέλιξης χαλκού για την παραγωγή των απαιτούμενων υψηλών ρευμάτων.

Ο εκκινητής σταματά να λειτουργεί μόλις ο σωλήνας αναφλεγεί και τώρα καθώς το έρμα κατευθύνεται μέσω του σωλήνα, αρχίζει να λαμβάνει συνεχή ροή AC μέσω αυτού και λόγω των φυσικών χαρακτηριστικών του προσφέρει υψηλή αντίσταση, ελέγχει το ρεύμα και βοηθά στη διατήρηση της βέλτιστης λάμψης.

Ωστόσο, λόγω της διακύμανσης των τάσεων και της έλλειψης ενός ιδανικού υπολογισμού, τα ηλεκτρικά στραγγαλιστικά πηνία μπορεί να καταστούν αρκετά αναποτελεσματικά, να διαλύσουν και να σπαταλήσουν πολλή ενέργεια μέσω της θερμότητας. Αν μετρήσετε πραγματικά, θα διαπιστώσετε ότι ένα ηλεκτρικό τσοκ 40 watt μπορεί να καταναλώνει ισχύ έως και 70 watt, σχεδόν διπλάσιο από την απαιτούμενη ποσότητα. Επίσης, τα αρχικά τρεμοπαίγματα δεν μπορούν να εκτιμηθούν.

Τα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία είναι πιο αποτελεσματικά

Τα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία από την άλλη πλευρά είναι ακριβώς το αντίθετο όσον αφορά την απόδοση. Αυτό που δημιούργησα κατανάλωσε μόλις 0,13 Amps ρεύματος @ 230volts και παρήγαγε ένταση φωτός που φαινόταν πολύ πιο φωτεινή από την κανονική. Χρησιμοποιούν αυτό το κύκλωμα από τα τελευταία 3 χρόνια χωρίς κανένα πρόβλημα (αν και έπρεπε να αντικαταστήσω το σωλήνα μία φορά καθώς μαυρίστηκε στα άκρα και άρχισε να παράγει λιγότερο φως.)

Η ίδια η τρέχουσα ένδειξη αποδεικνύει πόσο αποτελεσματικό είναι το κύκλωμα, ενώ η κατανάλωση ισχύος είναι περίπου 30 watt και μια φωτεινή έξοδος ισοδύναμη με 50 watt.

Πώς λειτουργεί το ηλεκτρονικό κύκλωμα έρματος

Η αρχή λειτουργίας του προτεινόμενου ηλεκτρονικού έρματος φθορισμού είναι μάλλον απλή. Το σήμα AC πρώτα διορθώνεται και φιλτράρεται χρησιμοποιώντας διαμόρφωση γέφυρας / πυκνωτή. Το επόμενο περιλαμβάνει ένα απλό στάδιο ταλαντωτών δύο τρανζίστορ. Το διορθωμένο DC εφαρμόζεται σε αυτό το στάδιο που ξεκινά αμέσως να ταλαντεύεται στην απαιτούμενη υψηλή συχνότητα. Οι ταλαντώσεις είναι συνήθως τετράγωνο κύμα που ρυθμίζεται κατάλληλα μέσω ενός επαγωγέα πριν χρησιμοποιηθεί τελικά για την ανάφλεξη και το φωτισμό του συνδεδεμένου σωλήνα. Το διάγραμμα δείχνει μια έκδοση 110 V η οποία μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί σε μοντέλο 230 volt μέσω απλών αλλαγών.

Οι ακόλουθες εικόνες εξηγούν με σαφήνεια πώς να φτιάξετε ένα σπιτικό ηλεκτρονικό κύκλωμα έρματος ηλεκτρονικού φθορισμού 40 watt στο σπίτι χρησιμοποιώντας συνηθισμένα ανταλλακτικά.

Διάταξη στοιχείων PCB

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΣΥΜΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΤΕ ΜΙΑ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΑΙ ΕΝΑ ΘΕΡΜΙΣΤΗ ΣΤΗΝ ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΙΑΘΕΣΗΣ, ΑΛΛΑ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΚΑΙ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕ.

ΕΠΙΣΗΣ, ΒΟΗΘΕΙΤΕ ΤΙΣ ΜΕΤΑΦΟΡΤΕΣ ΑΠΟ ΤΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΕΝΑ, 4 * 1 ΙΝΤΣ ΘΕΡΜΑΝΣΕΙΣ, ΓΙΑ ΚΑΛΥΤΕΡΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΖΩΗ.

Διάταξη κομματιού PCB

Επαγωγέας Torroid

Πηνίο πνιγμού

Λίστα ανταλλακτικών

• R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
• R3, R4, R6, R7 = 47 Ohm, CFR 5%
• R8 = 2,2 Ohms, 2 watt
• C1, C2 = 0,0047 / 400V PPC για 220V, 0,047uF / 400V για είσοδο AC 110V
• C3, C4 = 0,033 / 400V PPC
• C5 = 4.7uF / 400V Ηλεκτρολυτικός
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = Β159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• Απαιτείται ψύκτρα για T1 και T2.

Ηλεκτρονικό κύκλωμα έρματος για δίδυμους σωλήνες φθορισμού 40 Watt

Η επόμενη ιδέα παρακάτω εξηγεί πώς να δημιουργήσετε ένα απλό αλλά εξαιρετικά αξιόπιστο ηλεκτρονικό κύκλωμα έρματος για οδήγηση ή χειρισμό δύο σωλήνων φθορισμού 40 watt, με ενεργή διόρθωση ισχύος.

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

Κύρια ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του IC

Τα Διεθνή IC Rectifier Control είναι μονολιθικά ολοκληρωμένα κυκλώματα κατάλληλα για λειτουργία MOSFET ή LGBT χαμηλής και υψηλής πλευράς μέσω λογικού επιπέδου, που αναφέρονται σε καλώδια εισόδου γείωσης.

Διαθέτουν ισορροπημένη λειτουργικότητα τάσης έως και 600 VDC και, σε αντίθεση με τους συνηθισμένους μετασχηματιστές, μπορούν να φέρουν υπερκαθαρισμένες μορφές κυμάτων με σχεδόν οποιονδήποτε κύκλο λειτουργίας από 0 έως 99%.

Η ακολουθία IR215X είναι στην πραγματικότητα ένα πρόσφατα διαθέσιμο αξεσουάρ στην οικογένεια ελέγχου IC και, εκτός από τα προαναφερθέντα χαρακτηριστικά, το προϊόν χρησιμοποιεί ένα κορυφαίο άκρο συγκρίσιμο με την απόδοση με το χρονόμετρο IC LM 555.

Αυτοί οι τύποι τσιπ προγράμματος οδήγησης σας δίνουν στον προγραμματιστή δυνατότητες ταλαντώσεων ή συντονισμένης ταλάντωσης καθαρά με τη βοήθεια εναλλακτικών εξαρτημάτων RT και CT Βλέπε σχήμα παρακάτω

Λίστα ανταλλακτικών

• Ct / Rt = ίδιο με αυτό που δίνεται στα παρακάτω διαγράμματα
• κατώτερες διόδους = BA159
• Mosfets: όπως συνιστάται στα παρακάτω διαγράμματα
• C1 = 1uF / 400V ΔΕΗ
• C2 = 0,01uF / 630V ΔΕΗ
• L1 = Όπως συνιστάται στο παρακάτω διάγραμμα, μπορεί να χρειαστεί κάποιος πειραματισμός

Έχουν επίσης ενσωματωμένο κύκλωμα το οποίο προσφέρει μέτριο χρόνο 1,2 μικροδευτερολέπτων μεταξύ εξόδων και εναλλαγής εξαρτημάτων υψηλής και χαμηλής πλευράς για την οδήγηση συσκευών ισχύος μισής γέφυρας.

Υπολογισμός της συχνότητας του ταλαντωτή

Όποτε περιλαμβάνεται στην αυτο ταλαντωμένη μορφή, η συχνότητα ταλάντωσης υπολογίζεται απλώς από:

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

Οι τρεις προσβάσιμες συσκευές ταλαντώσεων είναι IR2151, IR2152 και IR2155. Το IR2I55 φαίνεται να έχει πιο ουσιαστικά buffer εξόδου που θα μετατρέψουν 1000 pF χωρητικό φορτίο με tr = 80 ns και tf = 40 ns.

Περιλαμβάνει ελάχιστη εκκίνηση ισχύος και παροχή 150 ohm RT. Το IR2151 διαθέτει tr και tf των 100 ns και 50 ns και λειτουργεί σαν το IR2l55. Το IR2152 δεν μπορεί να διακριθεί από το IR2151 αν και με φάση cambio από Rt έως Lo. Τα IR2l5l και 2152 περιλαμβάνουν πηγή 75 ohm Rt (Εξίσωση l.)

Αυτοί οι τύποι οδηγών έρματος συνήθως προορίζονται να εφοδιαστούν με την διορθωμένη τάση εισόδου εναλλασσόμενου ρεύματος και συνεπώς προορίζονται για ελάχιστο ρεύμα ηρεμίας και εξακολουθούν να έχουν ενσωματωμένο ρυθμιστή διακλάδωσης l5V για να διασφαλίσουν ότι μόνο ένας περιοριστής αντίστασης λειτουργεί εξαιρετικά καλά μέσω του DC διορθωμένη τάση διαύλου.

Διαμόρφωση του δικτύου Zero Crossing

Κοιτάζοντας ξανά στο Σχήμα 2, προσέξτε τις δυνατότητες συγχρονισμού του προγράμματος οδήγησης. Και οι δύο δίοδοι πλάτης-πλάτης σε συνδυασμό με το κύκλωμα λαμπτήρα έχουν διαμορφωθεί αποτελεσματικά ως ανιχνευτής μηδενικής διέλευσης για το ρεύμα της λάμπας. Πριν από το χτύπημα της λάμπας, το κύκλωμα συντονισμού περιλαμβάνει L, Cl και C2 όλα σε μια σειρά.

Το Cl είναι ένας πυκνωτής αποκλεισμού DC με χαμηλή αντίδραση, ώστε το κύκλωμα συντονισμού να είναι επιτυχώς L και C2. Η τάση γύρω από το C2 ενισχύεται μέσω του συντελεστή Q των L και C2 σε συντονισμό και χτυπά τη λάμπα.

Πώς προσδιορίζεται η συχνότητα συντονισμού

Μόλις η λυχνία χτυπήσει, το C, βραχυκυκλώνεται κατάλληλα από την πτώση του δυναμικού της λάμπας και η συχνότητα του συντονισμένου κυκλώματος σε αυτό το σημείο καθορίζεται από τα L και Cl.

Αυτό οδηγεί σε αλλαγή σε κάποια χαμηλότερη συχνότητα συντονισμού κατά τη διάρκεια των τυπικών λειτουργιών, όπως ακριβώς πριν συντονιστεί με την ανίχνευση της μηδενικής διέλευσης του ρεύματος AC και την εκμετάλλευση της προκύπτουσας τάσης για ρύθμιση του ταλαντωτή του οδηγού.

Μαζί με το ρεύμα ηρεμίας του προγράμματος οδήγησης, θα βρείτε μερικά επιπλέον στοιχεία στο ρεύμα τροφοδοσίας DC τα οποία είναι λειτουργικότητα του κυκλώματος εφαρμογής:

Αξιολόγηση παραμέτρων ρεύματος και εκφόρτισης φόρτισης

l) Ρεύμα ως αποτέλεσμα της φόρτισης της χωρητικότητας εισόδου των FETs ισχύος

2) ρεύμα που προκύπτει από φόρτιση και εκφόρτιση της χωρητικότητας απομόνωσης διασταύρωσης των διεθνών συσκευών οδήγησης πύλης ανορθωτή. Κάθε στοιχείο της τρέχουσας φόρτισης τόξου-relatcd και για αυτόν τον λόγο τηρείτε τους κανόνες:

• Q = βιογραφικό σημείωμα

Θα μπορούσε εύκολα να παρατηρηθεί, κατά συνέπεια, ότι για να είναι σε θέση να φορτίζει και να εκφορτώνει τις χωρητικότητες εισόδου της συσκευής ισχύος, η αναμενόμενη φόρτιση μπορεί να είναι προϊόν της τάσης κίνησης πύλης και των πραγματικών χωρητικοτήτων εισόδου και επίσης η συνιστώμενη ισχύς εισόδου θα είναι ειδικά ανάλογη προς το προϊόν φόρτισης και συχνότητας και τάσης:

• Ισχύς = QV ^ 2 x F / f

Οι παραπάνω αναφερόμενες ενώσεις προτείνουν τους παρακάτω παράγοντες κατά τη δημιουργία ενός πραγματικού κυκλώματος έρματος:

1) επιλέξτε τη μικρότερη συχνότητα λειτουργίας ανάλογα με τη μείωση της διάστασης του πηνίου

2) επιλέξτε τον πιο συμπαγή όγκο μήτρας για τις συσκευές ισχύος που είναι αξιόπιστες με μειωμένα ελλείμματα αγωγιμότητας (που ελαχιστοποιεί τις προδιαγραφές φόρτισης)

3) Η τάση διαύλου DC επιλέγεται κανονικά, ωστόσο, εάν υπάρχει εναλλακτική λύση, χρησιμοποιήστε την ελάχιστη τάση.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η φόρτιση απλά δεν είναι λειτουργικότητα του ρυθμού αλλαγής. Το φορτίο που μεταδίδεται είναι το ίδιο σε σχέση με τους χρόνους μετάβασης I0 ns ή 10 microsecond.

Σε αυτό το σημείο θα λάβουμε υπόψη μερικά χρήσιμα κυκλώματα έρματος τα οποία μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας τα αυτο-ταλαντούμενα προγράμματα οδήγησης. Πιθανώς το πιο δημοφιλές φωτιστικό φθορισμού μπορεί να είναι ο λεγόμενος τύπος «Double 40» που συχνά χρησιμοποιεί δύο τυπικούς λαμπτήρες Tl2 ή TS σε ένα κοινό ανακλαστήρα.

Ένα ζευγάρι προτεινόμενων κυκλωμάτων έρματος παρουσιάζεται στα ακόλουθα σχήματα. Το πρώτο είναι το κύκλωμα ελάχιστου συντελεστή ισχύος, μαζί με τα άλλα έργα με νέες ρυθμίσεις διόδων / πυκνωτών για την επίτευξη συντελεστή ισχύος> 0,95. Το κύκλωμα χαμηλότερου συντελεστή ισχύος που αποδεικνύεται στο σχήμα 3 καλωσορίζει 115 VAC ή 230 VAC 50/60/400 Hz εισόδους για τη δημιουργία ενός μέτριου διαύλου DC 320 VDC.

Διάγραμμα κυκλώματος έρματος δύο μονάδων 40 Watt

Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι ανορθωτές εισόδου πραγματοποιούνται ακριβώς κοντά στις κορυφές της τάσης εισόδου εναλλασσόμενου ρεύματος, ο συντελεστής ισχύος εισόδου είναι περίπου 0,6 καθυστερημένος με μη-ημιτονοειδές ρεύμα κυματομορφής.

Ένας τέτοιος τύπος ανορθωτή απλά δεν συνιστάται για τίποτα, εκτός από ένα κύκλωμα αξιολόγησης ή ένα συμπιεσμένο φθορισμού μειωμένης ισχύος και χωρίς αμφιβολία θα μπορούσε να γίνει ανεπιθύμητο καθώς τα αρμονικά ρεύματα σε συσκευές τροφοδοσίας μειώνονται επιπλέον από τους περιορισμούς ποιότητας ισχύος.

Το IC χρησιμοποιεί μια περιοριστική αντίσταση μόνο για να λειτουργήσει

Παρατηρήστε ότι το International Rectifier IR2151 Control IC εκτελεί απευθείας το θύρα DC μέσω περιοριστικής αντίστασης και στροφών κοντά στα 45 kHz σύμφωνα με τη δεδομένη σχέση:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75ohm) x Ct

Η ισχύς για τον οδηγό πύλης διακόπτη υψηλής πλευράς προκύπτει από έναν πυκνωτή ιμάντα εκκίνησης 0,1 pF και φορτίζεται περίπου στα 14V όποτε το V5 (καλώδιο 6) σύρεται χαμηλά στην αγωγό του διακόπτη ισχύος χαμηλής πλευράς.

Η δίοδος εκκίνησης l IDF4 εμποδίζει την τάση του διαύλου DC μόλις πραγματοποιηθεί η αλλαγή της υψηλής πλευράς.

Μια δίοδος γρήγορης ανάκτησης (<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.

Η έξοδος υψηλής συχνότητας στη μισή γέφυρα είναι στην πραγματικότητα ένα τετράγωνο κύμα με εξαιρετικά γρήγορες περιόδους μετάβασης (περίπου 50 ns). Για να αποφευχθούν ανώμαλοι εκτεταμένοι θόρυβοι μέσω των μπροστινών μέσων γρήγορου κύματος, χρησιμοποιείται ένας snubber 0,5W 10 ohm και 0,001 pF για την ελαχιστοποίηση των περιόδων εναλλαγής σε περίπου 0,5 ps.

Διαθέτει ενσωματωμένη δυνατότητα Dead Time

Παρατηρήστε ότι έχουμε έναν ενσωματωμένο νεκρό χρόνο 1,2 ps στο πρόγραμμα οδήγησης IR2151 για να σταματήσουμε τα ρεύματα λήψης στη μισή γέφυρα. Οι λαμπτήρες φθορισμού 40 watt ελέγχονται παράλληλα, ο καθένας χρησιμοποιεί το δικό του κύκλωμα συντονισμού L-C. Περίπου τέσσερα κυκλώματα σωλήνων μπορούσαν να λειτουργήσουν από ένα μόνο σετ δύο MOSFET που μετρήθηκαν για να ταιριάζουν με το επίπεδο ισχύος.

Οι εκτιμήσεις αντίδρασης για το κύκλωμα λαμπτήρα επιλέγονται από πίνακες αντίδρασης L-C ή μέσω του τύπου για συντονισμό σειράς:

• f = 1 / 2pi x τετραγωνική ρίζα του LC

Το Q των κυκλωμάτων λαμπτήρων είναι αρκετά μικρό απλώς λόγω των πλεονεκτημάτων της λειτουργίας από έναν σταθερό ρυθμό υποτροπής που συνήθως, προφανώς, μπορεί να διαφέρει λόγω των ανοχών RT και CT.

Τα φώτα φθορισμού τείνουν να μην χρειάζονται γενικά εξαιρετικά υψηλές τάσεις, επομένως είναι αρκετό ένα Q 2 ή 3. Οι καμπύλες «Flat Q» προέρχονται συχνά από μεγαλύτερες αναλογίες επαγωγέων και μικρών πυκνωτών στις οποίες:

Q = 2pi x fL / R, όπου το R είναι συχνά μεγαλύτερο επειδή χρησιμοποιούνται πολύ περισσότερες στροφές.

Η μαλακή εκκίνηση κατά τη διάρκεια της προθέρμανσης του νήματος του σωλήνα μπορεί να περιοριστεί φθηνά χρησιμοποιώντας PTC. θερμίστορ γύρω από κάθε λαμπτήρα.

Με αυτόν τον τρόπο, η τάση κατά μήκος του λαμπτήρα αυξάνεται σταθερά ως RTC. αυτοθερμαίνεται μέχρις ότου επιτευχθεί τελικά η εντυπωσιακή τάση μαζί με τα θερμά νήματα και η λάμπα ανάβει.