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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Сверхэластичный сплав, сохраняющий жесткость при высоких температурах 18.02.2022 Исследовательская группа под руководством ученых из Городского университета Гонконга (CityU) обнаружила первый в своем роде сверхэластичный сплав, который может сохранять жесткую структуру, даже когда его нагреют до 726,85°C или выше. Сплав может быть использован в производстве высокоточных устройств для космических полетов. Обычно металлы размягчаются при нагревании. Но это не относится к новому сплаву - Co25Ni25(HfTiZr)50. Он принадлежит к типу элинвара - группе сплавов, упругие свойства которых мало зависят от изменений температуры. Когда новый сплав нагревают до температуры 726,85°С и выше, он остается таким же жестким или даже становится немного жестче, чем при комнатной температуре. При этом он расширяется без какого-либо заметного фазового перехода, отмечают авторы работы. Почему так происходит? Все дело в структуре решетки: она очень сильно искажена. Благодаря сочетанию уникальных структурных особенностей высокоэнтропийный сплав обладает очень высоким энергетическим барьером против нарушений кристаллической решетки. Выяснилось, что сплав может накапливать большое количество упругой энергии. Его можно использовать для хранения энергии, сообщают авторы работы: "Поскольку эластичность не рассеивает энергию и, следовательно, не выделяет тепло, которое может привести к неисправности устройств, этот сверхэластичный сплав будет полезен в высокоточных устройствах, таких как часы и хронометры".  Кроме того, материал найдет применение в аэрокосмической технике. "Мы знаем, что температура, например, на поверхности Луны колеблется от 122°C до -232°C. Этот сплав останется прочным и неповрежденным в экстремальных условиях, и поэтому он очень хорошо подходит для будущих механических хронометров, работающих в широком диапазоне температур во время космических полетов", - заявляют ученые.

Другие интересные новости:

▪ Генетика и история

▪ Биопленки в шприцах для контурной пластики

▪ Смартфон Intex Cloud String V2.0 с дактилоскопическим сенсором

▪ Зафиксировано снижение вибрации Земли

▪ Компактный цифровой телескоп Dwarf 3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Факультетская терапия. Конспект лекций

▪ статья Кто первым объявил, что Земля вращается вокруг Солнца? Подробный ответ

▪ статья Машинист закаточных машин. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Программируемые терморегуляторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Паяет... кухонная плита. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025