Бесплатная техническая библиотека

Электронные стартеры. Принцип действия электронного стартера на микросхеме UBA2000T. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп

 Комментарии к статье

Рассмотрим более подробно электронный стартер, реализованный на специализированной микросхеме фирмы PHILIPS - UBA2000T. UBA2000T представляет собой интегральную схему, используемую в электронных стартерах для люминесцентных ламп, предназначенных для замены обыкновенных биметаллических стартеров.

Микросхема управляет предварительным прогревом электродов лампы и ее поджигом. Время прогрева лампы строго определено путем использования делителя частоты питающей сети. При выходе лампы из строя схема автоматически отключается после семи неудачных попыток поджига, предотвращая таким образом возможность перегрева балластного устройства. В случае возникновения перебоев в напряжении питания схема автоматически сбрасывается в исходное состояние и обеспечивает повторный поджиг лампы.

Микросхема UBA2000T обеспечивает выполнение последовательности действий, необходимых для поджига люминесцентной лампы. Способы включения микросхемы в цепи питания лампы приведены на рис. 3.4, а функциональная блок-схема UBA2000T представлена на рис. 3.5.

Сетевое напряжение выпрямляется и делится при помощи внешних резцсторов R1 и R2 до необходимого уровня. При включении питания буферный конденсатор С1 заряжается через резистивный делитель и внутренний ключ S1; напряжение на конденсаторе используется для питания микросхемы.

До тех пор, пока напряжение на буферном конденсаторе V_cc не превысит пускового уровня V_cc (гst), осуществляется инициализация внутренних цепей микросхемы. Когда напряжение питания V_cc достигнет порога запуска V_cc (гst), а пиковое значение VlN станет больше FIGN (то есть сетевое напряжение находится вблизи своего пикового значения), происходит открывание внешнего силового ключа. В результате через электроды лампы, силовой ключ и интегральный датчик тока начинает протекать ток прогрева электродов лампы.

На протяжении всего периода времени, пока замкнут внешний силовой ключ, питание микросхемы осуществляется за счет буферного конденсатора С1. Типичная форма напряжения на выводе 6 (V_cc) представлена на рис. 3.6.

Рис. 3.4. Способы включения микросхемы в цепи питания ЛЛ (нажмите для увеличения)

Рис. 3.5. Функциональная блок-схема UBA2000T

Рис. 3.6. Напряжение на выводе 6 (Vcc)

На протяжении периода прогрева электродов лампы происходит разряд конденсатора. Напряжение с токоизмерительного резистора поступает на компаратор, выходной сигнал которого используется в качестве тактового сигнала для внутреннего счетчика. Этим счетчиком определяется время прогрева электродов лампы, равное 1,52 с при частоте питающей сети 50 Гц. Благодаря использованию счетчика время прогрева выдерживается очень точно, так как зависит только от частоты питающей сети.

После предварительного прогрева электродов лампы внешний силовой ключ размыкается в момент времени, когда напряжение на токоизмерительном резисторе соответствует протекающему току не менее 285 мА. В результате прерывания тока в цепи, содержащей индуктивную нагрузку, происходит генерация высоковольтного импульса, который осуществляет поджиг люминесцентной лампы.

После успешного поджига лампы напряжение на ней становится значительно ниже сетевого. В результате напряжение питания микросхемы не превышает порогового уровня, необходимого для ее работы. На рис. 3.6 приведена форма напряжения питания микросхемы при поджиге лампы после второй попытки.

Во время прогрева электродов лампы питание микросхемы осуществляется за счет энергии, запасенной в буферном конденсаторе, и напряжение питания постепенно снижается. Если после подачи высоковольтного импульса не произошло поджига лампы, то внешний силовой ключ остается закрытым, и напряжение на буферном конденсаторе снова повышается выше стартового уровня. Внешний силовой ключ снова замыкается, и начинается следующий цикл прогрева и поджига лампы. При всех последующих попытках поджига, кроме первой, время прогрева уменьшено до 0,64 с, поскольку электроды лампы еще не остыли после предыдущих неудачных попыток поджига. Внутренний счетчик ограничивает число неудачных попыток поджига до 7. Это предотвращает мигание лампы в конце срока ее службы.

Микросхема UBA2000T содержит встроенные цепи защиты по току. Когда ток через резистор датчика превышает порог защиты (I_PROT), силовой ключ закрывается, и микросхема переходит в режим покоя. Выключение и повторное включение напряжения питания приводят к сбросу цепей защиты. Диаграмма состояний микросхемы в процессе поджига лампы приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Диаграмма состояний микросхемы UBA2000Te процессе поджига лампы

Источник питания. При подаче напряжения питания на микросхему происходит заряд буферной емкости и разрешается работа внутреннего источника тока. Внутреннее напряжение питания микросхемы стабилизировано и не зависит от напряжения на буферном конденсаторе. Встроенный стабилитрон ограничивает напряжение на выводе 6 (V_cc) на уровне Vcc (sl).

Компараторы напряжения. Компараторы отслеживают напряжение на буферном конденсаторе и разрешают работу внутренних цепей микросхемы при достижении напряжением питания стартового уровня - V_cc (sl). Для первоначальной зарядки конденсатора требуется некоторый период времени t_ini (см. рис. 3.6). Это время зависит от номинала конденсатора С1, тока потребления микросхемы и сопротивления внешнего делителя на входе V_in (R1IIR2). После заряда конденсатора С1 и при условии, что сетевое напряжение находится вблизи своего максимального значения, генерируется импульс тока, открывающий внешний силовой ключ.

В случае если напряжение питания падает до уровня, указывающего на отсутствие сетевого напряжения, внутренние цепи микросхемы сбрасываются, и она становится готова для осуществления прогрева и пуска лампы при повторном включении сетевого напряжения.

Триггер. Состояние внутреннего триггера отражает состояние внешнего силового ключа. Процесс установки триггера определяется состоянием компараторов напряжения, счетчика числа поджигов и режимом покоя микросхемы. Сброс триггера управляется таймером, датчиком тока и цепями защиты по току.

Датчик тока. Датчик тока управляет моментом выключения силового ключа и осуществляет генерацию тактовых импульсов для управления внутренними счетчиками микросхемы (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Генерация тактовых импульсов

Для правильной работы ток прогрева электродов лампы должен находиться в пределах допустимого диапазона I_PR. Благодаря некоторому гистерезису отдельные пики тока прогрева электродов не оказывают влияния на состояние счетчика. Кроме того, цепи датчика тока осуществляют дополнительную низкочастотную фильтрацию сигнала, устраняющую влияние коротких импульсов тока на время прогрева электродов лампы.

Датчик фронта. Датчик фронта обеспечивает закрывание внешнего силового ключа на падающем фронте выпрямленного тока прогрева.

Счетчик. При подаче на счетчик тактового сигнала с удвоенной частотой питающей сети счетчик задает длительность первого прогрева электродов лампы и, если необходимо, длительность последующих шести прогревов.

Схема управления временем прогрева. В зависимости от состояния счетчика числа запусков выбирается большое (t_PRF = 1,25 с) или малое (t_PRN = 0,64 с) время прогрева.

Счетчик числа запусков. Число запусков подсчитывается отдельным счетчиком. После семи неудачных попыток запуска микросхема переводится в состояние покоя. В состоянии покоя потребляемый ток увеличивается, благодаря чему буферный конденсатор быстро разряжается при отключении стартера от источника питания. Это обеспечивает автоматический сброс стартера при "горячей" замене неисправной лампы.

Цепи защиты по току. Если ток через измерительный резистор превышает пороговое значение I_PROT, внешний силовой ключ закрывается. На протяжении нескольких первых периодов открытого состояния силового ключа (времени блокировки t_D) работа цепей защиты по току запрещается. Благодаря этому переходные процессы при открывании ключа не приводят к срабатыванию цепей токовой защиты. В случае превышения током порогового значения происходит отключение силового ключа, и микросхема переводится в состояние покоя, предотвращая последующее открывание ключа. Из этого состояния микросхема может быть выведена только путем отключения напряжения питания.

Выходной буфер. Выходной буфер предназначен для управления внешним тиристором с малым входным током либо мощным полевым транзистором. В процессе включения микросхемы на ее выходе поддерживается низкий уровень, предотвращающий открывание силового ключа.

Силовой ключ на тиристоре. Как уже упоминалось, UBA2000T может работать совместно с высоковольтным тиристором TN22 (рис. 3.9). Он представляет собой высококачественный несимметричный тиристор, изготовленный по высоковольтной p-n-p-n диффузионной планарной технологии. Производитель - фирма STMicroelectronics (st.com). Тиристор выпускается в пластмассовых корпусах IPAK (ТО-251), DPAK (ТО-252) и предназначен для использования в электронных пусковых устройствах люминесцентных ламп.

Основные технические характеристики тиристора TN22:

• напряжение лавинного пробоя Vbr - 1200-1500 В;
• ток удержания в открытом состоянии 1Н, не менее -175 мА;
• управляющий ток не более -1,5 мА.

Рис. 3.9. Схема и внешний вид тиристора TN22

Максимальные значения параметров и режимов TN22:

• повторяющееся значение напряжения в закрытом состоянии (при температуре кристалла T_j=110 °С) V_DRM - 400 В;
• среднеквадратичное значение тока открытого тиристора (при угле проводимости 180° и температуре корпуса T_C = 95 °С) I_T (rms) - 2 А;
• среднее значение тока открытого тиристора (при угле проводимости 180° и температуре корпуса T_C = 95 °С) I_T (av) -1,8 А;
• неповторяющееся пиковое значение тока открытого тиристора (при начальной температуре перехода T_j = 25 °С):
• при t_P = 8,3 мс - 22 А;
• при t_P = 10 мс - 20 А;
• предельное значение I2t при t_P = 10 мс - 2 А2-с;
• критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (при I_G = 5 мА и dI_G/dt = 70 мА/мкс) - 50 А/мкс;
• рабочая температура кристалла Т_j - -40...+110 °С;
• температура хранения T_STG 40...+150 °С.

Типичный пример использования микросхемы совместно с тиристором с малым входным током (типа TN22), используемым в качестве внешнего силового ключа, приведен на рис. 3.4, а. При этом резистивный делитель входного напряжения подключается не к общему проводу, а к управляющему электроду внешнего ключа. Поскольку напряжение на управляющем электроде ключа мало, это не приводит к заметному изменению коэффициента деления.

Выходной буферный усилитель осуществляет генерацию импульса тока, необходимого для открывания внешнего ключа ТН1. Этот импульс тока синхронизирован с напряжением на выводе 4 (V_IN). Силовой ключ открывается, когда напряжение V_IN достигнет уровня V_IGN. При этом ток через делитель R1 и R2 является составной частью тока, необходимого для открывания ключа. Если необходимо, то импульс тока повторяется каждые полпериода сетевого напряжения. Когда требуется закрыть внешний ключ, выходной буфер способен обеспечить большой втекающий ток, необходимый для надежного закрывания ключа.

Иногда бывает необходимо ограничить импульсный ток, протекающий при открывании ключа за счет разряда помехоподавляющего конденсатора С2. Для этого последовательно с конденсатором может быть включен резистор R3.

Силовой ключ на полевом транзисторе. Типовая схема использования микросхемы UBA2000T совместно с силовым ключом на полевом транзисторе приведена на рис. 3.4, б. В этом случае резистивный делитель подключается к общему проводу. Выходной буфер микросхемы работает аналогично предыдущему случаю. Импульс выходного тока заряжает затвор полевого транзистора. В результате транзистор открывается.

Для удержания транзистора в проводящем состоянии используется высокоомный резистор, включенный между затвором транзистора и буферным конденсатором С1. Необходимость этого резистора вызвана тем, что выходной ток носит импульсный, а не непрерывный характер. Необходимо отметить, что использование резистора приводит к увеличению тока разряда буферной емкости С1.

Внутренний стабилитрон ограничивает напряжение на выходе микросхемы, а, следовательно, и на затворе полевого транзистора на уровне приблизительно 6,8 В.

Обе схемы применения требуют использования силового ключа с напряжением пробоя V_(BR)AC или V_(BR)DS, превышающим напряжение поджига люминесцентной лампы.

В табл. 3.1 приведены предельные значения параметров микросхемы UBA2000T.

Таблица 3.1. Предельные значения параметров микросхемы UBA2000T

Примечания к таблице.

1. Вывод подключен к внутреннему стабилитрону с напряжением пробоя около 6,8 В.

2. Вывод подключен к внутреннему стабилитрону с напряжением пробоя 130-230 В. Ток через вывод должен быть ограничен на уровне 10 мА.

3. Импульсное значение при длительности импульса 2 мс.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводная акустическая система Victor SP-WS10BT 14.11.2025 JVC Kenwood представила беспроводную систему Victor SP-WS10BT от JVC Kenwood, созданная для расширения линейки Mimiraku, ориентированной на пользователей, которым важно четкое и понятное воспроизведение голоса. В основе устройства лежит связка компактной портативной колонки и передатчика, который соединяется с телевизором через оптический или аналоговый аудиовход. Передача сигнала осуществляется по цифровому каналу 2,4 ГГц, что позволяет удерживать задержку на уровне примерно 30 миллисекунд. Благодаря этому голос, произносимый на экране, синхронно совпадает с движениями губ, а зритель не сталкивается с раздражающим рассогласованием аудио и видео. Особое внимание инженеры уделили акустической конструкции. Колонка использует двухполосную систему, где два твиттера отвечают за верхний диапазон, широкополосный динамик воспроизводит основную часть звучания, а пассивный излучатель усиливает низкие частоты без искажения корпуса. Сам корпус изготовлен из MDF, а верхняя панель - из натурального дерева, что уменьшает паразитные вибрации и придает звучанию более естественный характер. Одной из ключевых особенностей стала поддержка трех режимов работы: Clear, Music и Movie. Каждый из них адаптирует подачу звука в зависимости от просмотра. Режим Clear Voice заслуживает особого внимания, поскольку он усиливает голосовые частоты, повышая артикуляцию и выразительность речи. Пользователю не требуется увеличивать общую громкость, чтобы расслышать слова, что делает устройство удобным как для пожилых людей, так и для тех, кто не хочет пользоваться субтитрами. Портативная колонка также может работать как самостоятельная акустика. Благодаря Bluetooth 5.4 к ней легко подключить смартфон или планшет, причем поддержка кодеков SBC и AAC гарантирует достойное качество беспроводного звука. Переключение между телевизором и мобильным устройством выполняется одним нажатием кнопки, а при необходимости можно воспользоваться AUX-входом 3,5 мм или подключить наушники. Управление реализовано при помощи крупных физических кнопок, что делает систему интуитивно понятной. С точки зрения мобильности устройство получилось весьма автономным. Встроенный аккумулятор обеспечивает до пятнадцати часов непрерывной работы, чего достаточно даже для длительного использования в течение дня. Зарядка осуществляется через USB-C, что избавляет владельца от необходимости держать под рукой отдельные кабели или переходники. Ожидается, что продажи Victor SP-WS10BT начнутся в Японии уже в конце ноября 2025 года, а рекомендованная цена составит около двухсот долларов. Это делает устройство достаточно доступным для широкой аудитории, особенно учитывая его функциональность и точечную направленность на решение проблем с разборчивостью речи.

Другие интересные новости:

▪ Предоставление природе конституционных прав

▪ От эмульгаторов можно отказаться

▪ DVD и HDD в одном футляре

▪ CC3200 - микроконтроллер Cortex-M4 со встроенным WiFi

▪ Процессоры Intel XScale

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство аудио. Подборка статей

▪ статья Лавры Мильтиада не дают мне спать. Крылатое выражение

▪ статья Почему скорость на море измеряется в узлах? Подробный ответ

▪ статья Эльсгольция реснитчатая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенны КВ. Справочник

▪ статья Разорванная резинка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026