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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Рекордный зонд 14.12.2002 Самый большой шар-зонд объемом 1,7 миллиона кубометров запустили канадские ученые 25 августа этого года. Он нес 690 килограммов приборов для исследования Солнца и солнечного ветра. Во время полета, длившегося около 23 часов, шар достиг высоты 49 километров. Приборы с накопленными данными спустились на землю на парашюте. До сих пор самыми крупными были шары объемом 1,4 миллиона кубометров.

Другие интересные новости:

▪ Прототипы дисплеев Samsung

▪ Декодер для чтения мыслей

▪ Новый способ переработки пластика

▪ Телеобъектив для телефона

▪ Твердотельный NVMe-накопитель WD Blue SN550 2 Тбайт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича... Крылатое выражение

▪ статья Правда ли, что в 1576 году состоялась встреча королевы пиратов и королевы Англии? Подробный ответ

▪ статья Коровий узел. Советы туристу

▪ статья Последствия плохого электрического контакта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезновение предмета от волшебной палочки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025