Бесплатная техническая библиотека

Электронные пускорегулирующие аппараты. Современный электронный балласт на микросхеме IR2520. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп

 Комментарии к статье

На данный момент стала доступна сравнительно недорогая специализированная микросхема IR2520D. Имея всего восемь выводов, она не только поддерживает в заданных пределах ток и напряжение на лампе при прогреве, поджиге и в рабочем режиме, но и обладает рядом защитных функций. Схема ЭПРА с использованием IR2520D изображена на рис. 3.28.

Данная схема с успехом была спроектирована с помощью последней версии программы Ballast Designer, а использована для замены вышедшего из строя электронного балласта KЛЛ мощностью 26 Вт. Внутреннюю структурную блок-схему можно узнать, обратившись к фирменному даташиту.

Диодный мост VD1 выпрямляет переменное сетевое напряжение. Конденсатор С2 - сглаживающий. Первичный бросок зарядного тока конденсатора С2 ограничивает резистор R1, а импульсные помехи ослабляет фильтр L1C1.

Сразу же после включения начинается зарядка конденсатора С4 током, текущим через резисторы R2 и R4. Как только напряжение на этом конденсаторе и между выводами 1 и 2 микросхемы DA1 достигнет 12,6 В, микросхема начнет генерировать импульсы, управляющие полевыми транзисторами VT1 и VT2. Зарядка конденсатора С4 будет продолжаться, пока напряжение на нем не достигнет 15,6 В - напряжения стабилизации встроенного в микросхему стабилитрона. Так как резисторы R2 и R4 обеспечивают ток, достаточный лишь для запуска микросхемы, в рабочем режиме ее питает выпрямитель выходного напряжения на диодах VD2, VD3 и конденсаторе С5.

Частота генерируемых импульсов зависит от сопротивления резистора R3 и от напряжения на выводе 4 микросхемы. Сразу после включения это напряжение равно нулю (конденсатор C3 разряжен), частота максимальна и равна 118,5 кГц (точка 1 на рис. 3.29). Резонансная частота контура L2C7 гораздо ниже (65,3 кГц), поэтому амплитуда переменного напряжения на не горящей пока лампе EL1 невелика. Ток высокой частоты течет через ее нити накаливания, прогревая их.

По мере зарядки конденсатора C3 током, источником которого служит сама микросхема, частота генерируемых импульсов снижается (участок 1-2 на графике, рис. 3.29), напряжение на лампе и ток ее накала растут. Приблизительно через 1 с, когда напряжение на конденсаторе C3 достигнет 4,8 В, частота станет равной 75,5 кГц, а напряжение на лампе - 450 В. Этого напряжение достаточно для поджига, в результате в лампе возникнет газовый разряд, и она вспыхнет.

Рис. 3.29. График, поясняющий работу схемы

Так как напряжение горения лампы гораздо ниже напряжения ее пробоя, рабочая точка на графике (рис. 3.29) скачком переместится из точки 2 (соответствует погашенной лампе и высокой добротности колебательного контура L2C7) в точку 2Г (лампа горит, добротность зашунтированного ее разрядным промежутком контура резко снизилась). Зарядка конденсатора С3 будет продолжаться, пока напряжение на выводе 4 микросхемы не достигнет 6 В, что соответствует частоте подаваемого на лампу напряжения 47,4 кГц. Это номинальный режим горения лампы (точка 3 на графике, рис. 3.29).

Встроенный в микросхему R2520D узел контроля измеряет пропорциональное току, текущему через полевой транзистор VT2, падение напряжения на сопротивлении его открытого канала сток-исток. Если транзистор открывается, когда мгновенное значение тока нагрузки равно нулю, напряжение на выводе 4 микросхемы и зависящая от него частота колебаний остаются неизменными. Но в результате старения элементов или по другим причинам резонансная частота нагрузки может измениться. Следствием этого станет ненулевое значение тока, текущего через транзистор VT2 в первый момент после его открывания.

Обнаружив это, узел управления микросхемы начнет уменьшать напряжение на выводе 4, повышая этим частоту колебаний. Если для достижения нуля окажется недостаточно снижения напряжения на выводе 4 даже до 0,85 В (такое может случиться при нарушении контакта в держателе лампы или перегорании ее нити накала), микросхема перейдет в аварийный режим, закрыв транзисторы VT1 и VT2, разрядив конденсатор C3 и уменьшив потребляемый ток до 100 мкА. Для того чтобы выйти из этого режима, придется уменьшить напряжение питания (между выводами 1 и 2 микросхемы) до значения, меньшего 10 В, а затем вновь поднять его выше 12,6 В.

Если по достижении точки 2 (см. рис. 3.29) зажигания лампы не произошло в связи с ее неисправностью или отсутствием, уменьшение частоты колебаний продолжится, напряжение на конденсаторе С7 превысит допустимое значение, и он может быть пробит. Возможно и насыщение магнитопровода дросселя L2.

Установлено, что в таких условиях растет пик-фактор (отношение амплитудного значения к среднему) тока, текущего через открытый транзистор VT2. Используя сопротивление открытого канала этого транзистора как датчик тока, узел контроля микросхемы измеряет пик-фактор. При его усредненном за 10-20 периодов колебаний значении более пяти микросхема перейдет в описанный ранее аварийный режим.

Из других особенностей микросхемы R2520D следует отметить наличие "бутстрепного" полевого транзистора, а не диода между выводами 8 и 1. Открывает и закрывает этот транзистор сигнал, вырабатываемый внутри микросхемы. Это обеспечивает высокую скорость переключения и малые потери энергии на сопротивлении открытого канала транзистора.

Во вновь изготавливаемом ЭПРА использован в качестве L2 дроссель от неисправного ЭПРА KЛЛ, индуктивность которого была измерена и оказалась равной 2,5 мГн. Для того, чтобы уменьшить ее до требуемых 1,8 мГн, пришлось увеличить немагнитный зазор в магнитопроводе дросселя. Для правильного расчет дросселя и других элементов при использовании различных KЛЛ следует пользоваться программой автоматического проектирования Ballast Designer последней доступной версией.

Как выяснилось, каркас с обмоткой зафиксирован на магнитопроводе электроизоляционным лаком. Чтобы размягчить лак, дроссель был примерно на полчаса помещен выводами вниз на дно закрытого сосуда, в который слоем глубиной 3-4 мм был налит ацетон. После этого осторожным покачиванием удалось ослабить ранее прочные соединения. Затем без всякого нагревания две половины магнитопровода были извлечены из каркаса с обмоткой, для этого потребовалось лишь удалить скреплявшую их липкую ленту.

Длина воздушного зазора на центральном стержне магнитопровода была равна 1 мм. Чтобы без перемотки снизить индуктивность дросселя, в стыки боковых стержней половин магнитопровода пришлось вставить прокладки из немагнитного материала толщиной по 10,25 мм. Измеренная после сборки индуктивность дросселя - 1,78 мГн. Как доказали испытания и последующая эксплуатация ЭПРА, переделка оказалась успешной.

При отсутствии измерителя индуктивности можно с помощью подходящих генератора и вольтметра (или осциллографа) проверить резонансную частоту контура L2C7. Она должна быть близкой к 65 кГц.

Все элементы устройства смонтированы на односторонней печатной плате, показанной на рис. 3.30.

Для микросхемы DA1 на плате можно предусмотреть 18-контактную панель. Выводы оксидного конденсатора С2 не обрезают, а изолируют полихлорвиниловой трубкой на всю длину и впаивают их концы в плату. Этот конденсатор устанавливают так, чтобы он, опираясь на транзистор VT1 и дроссель L2, возвышался над платой, а при сборке лампы вошел в ее пустотелый цоколь.

Дроссель L1 - магнитопровод "гантель" наружным диаметром 7-10 мм, заполненный проводом ПЭВ-2 диаметром 0,21 мм. Он изолирован термоусадочной трубкой. Диодный мост VD1 в исполнении для поверхностного монтажа установлен на стороне печатных проводников платы. Его можно заменить обычным в корпусе DP или отдельными диодами с обратным напряжением не менее 400 Вис прямым током 1 А. Но для этого печатную плату потребуется переделать.

Рис. 3.30. Печатная плата

Резистор R1 - KNP-50. Конденсаторы С1 и С8 - К73-17 на напряжение 630 В, C4 - TDC (танталовый с радиальными выводами), C5 и C7 - импортные дисковые керамические диаметром 7 мм с рабочим напряжением 2 кВ. К остальным резисторам и конденсаторам особых требований не предъявляется. Транзисторы установлены без теплоотводов.

Совет. После монтажа элементов плату рекомендуется покрыть несколькими слоями электроизоляционного лака.

Включив ЭПРА с лампой и убедившись, что он работает, можно определить потребляемую лампой мощность. Для этого последовательно в цепь лампы потребуется временно включить токоизмерительный резистор сопротивлением 1 Ом. Если мощность не соответствует номинальной, ее можно изменить, подбирая резистор R3. С увеличением его сопротивления частота приложенного к лампе напряжения уменьшается, а мощность растет.

Автор: Косенко С.И.

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 Интернет врача не заменит 20.10.2008 Одна из популярнейших тем поиска в Интернете - вопросы медицины и здоровья. Но насколько достоверна и полезна получаемая информация? Это решили выяснить австралийские медики из университета Нового Южного Уэльса. Призвав на помощь двести студентов, исследователи раздали им шесть вопросов на медицинскую тематику и попросили ответить на вопросы с помощью Интернета. На каждый вопрос давали 10 минут. Но испытуемые в среднем успевали получить ответ за 6 минут, просмотрев три сайта. Правда, на правильный ответ вышла только половина студентов. Многие, даже найдя достоверную информацию, не могли ее правильно понять и оценить. И более половины получивших неверную информацию вполне удовлетворялись ею. Вывод: Интернет может служить вспомогательным средством наведения справок, если возникли проблемы со здоровьем, но в серьезных случаях лучше обратиться к врачу.

Другие интересные новости:

▪ Модуль Silicon Labs BGM111 Blue Gecko

▪ Карты памяти Transcend CFexpress 820 Type B

▪ Новый сверхбыстродействующий ЦАП

▪ Создается уникальный атлас генома человека

▪ Амеба на резиновой дорожке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство видео. Подборка статей

▪ статья Базы данных. Конспект лекций

▪ статья Что такое хлорофилл? Подробный ответ

▪ статья Колосняк черноморский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Слабоалкогольные и безалкогольные духи. Простые рецепты и советы

▪ статья Телевизионный фильтр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026