Бесплатная техническая библиотека

ЭПРА с питанием от низковольтных источников. Электронный балласт для люминесцентных ламп ЛБУ 30 мощностью 30 Вт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп

 Комментарии к статье

Предназначен для питания ЛЛ при освещении гаража, садового домика или других небольших помещений.

Балласт выполнен на доступных элементах и без труда может быть повторен радиолюбителями средней квалификации.

К достоинствам устройства, в частности, относится его способность работать при пониженном до 5 В напряжении питания.

Данный электронный балласт рассчитан на питание ЛЛ ЛБУ 30 мощностью 30 Вт и имеет следующие технические характеристики:

• номинальное напряжение питания -13,2 В;
• номинальный входной ток - 2,6 А;
• частота преобразования - 20-25 кГц;
• КПД устройства - 85%.

Структурная схема преобразователя показана на рис. 3.52.

Рис. 3.52. Структурная схема преобразователя

Преобразователь выполнен на базе повышающего инвертора напряжения, нагруженного на последовательный колебательный контур, образованный катушкой индуктивности L1 и конденсатором С1, параллельно которому включена люминесцентная лампа EL1. Инвертор преобразует постоянное напряжение аккумуляторной батареи 13,2 В в переменное в виде импульсов прямоугольной формы амплитудой 150 В, поступающее на последовательный колебательный контур L1, С1.

Резонансная частота контура равна частоте питающего напряжения, а ток, протекающий через нагрузку, подключенную к конденсатору контура, не зависит от ее сопротивления. При этом в момент подачи питающего напряжения сопротивление лампы EL1 велико, к конденсатору С1 приложено высокое напряжение, а через катушку индуктивности L1 протекает ток, превышающий номинальное значение.

Этот ток течет и через нити накала EL1, разогревая их, что обеспечивает надежное включение лампы. При загорании лампы ее сопротивление падает и шунтирует конденсатор С1. В результате напряжение на нем снижается до значения, поддерживающего горение лампы, а ток через катушку индуктивности L1 уменьшается до номинальной величины.

Принципиальная электрическая схема преобразователя показана на рис. 3.53.

Рис. 3.53. Принципиальная электрическая схема преобразователя (нажмите для увеличения)

Колебательный контур образован элементами L2, С7. Инвертор выполнен по схеме двухтактного автогенератора с положительной обратной связью по току (ПОСТ) на элементах T1, Т2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, С2-С5, R1-R4. Такое построение инвертора позволяет минимизировать энергию, затрачиваемую на управление ключевыми транзисторами VT1, VT2, и снизить влияние напряжения источника питания на стабильность работы преобразователя.

В этом случае легко обеспечиваются и оптимальные частоты преобразования. Кроме указанных выше элементов, преобразователь содержит плавкий предохранитель FU1, конденсатор С1, защищающий источник питания от импульсных токов, и цепочку С6, R5, подавляющую высокочастотные колебания напряжения на обмотках трансформатора Т2.

Работает преобразователь следующим образом. В момент подачи питающего напряжения транзисторы VT1, VT2 закрыты, и напряжение на их коллекторах равно напряжению питания. Чёрез резисторы Rl, R2 протекает ток, заряжающий конденсаторы С2, C3 в направлении, противоположном их полярности, указанной на схеме.

Через некоторое время напряжение на базе одного из транзисторов (например, VT1) достигнет порога его открывания, и через коллекторную цепь потечет ток, который пройдет также через источник питания, обмотку I трансформатора Т2 и обмотку Ш трансформатора Т1. В результате появится ток и в обмотке II трансформатора Т1, который, в свою очередь, потечет через конденсатор С2 и переход "база-эмиттер" транзистора VT1.

При этом VT1 входит в режим насыщения, a конденсатор С2 перезаряжается в соответствии с указанной на схеме полярностью. Его перезарядка ограничивается диодом VD1. Таким образом происходит запуск преобразователя. Транзистор VT1 будет находиться в состоянии насыщения до тех пор, пока не прекратится базовый ток, что может произойти в результате снижения тока через первичную обмотку трансформатора Т2 или при коротком замыкании обмоток трансформатора T1.

Запускается преобразователь на резонансной частоте контура L2C7, и транзисторы VT1, VT2 будут переключаться в момент перехода через нуль тока дросселя L2. После зажигания лампы EL1 и шунтирования ею конденсатора С7 передача энергии дросселя L2 лампе и конденсатору С7 затягивается, и частота преобразования снижается.

Ее стабилизация при этом происходит на уровне, определяемом временем перемагничивания дросселя L1, который, насыщаясь, замыкает накоротко обмотку трансформатора Т1, что приводит к закрыванию одного транзистора и открыванию другого. Частота настройки колебательного контура выбрана равной 46 кГц, а рабочая частота преобразователя - 20-25 кГц.

При таком отношении частот обеспечивается максимальная эффективность работы. Цепочки С4, VD5, R3 и С5, VD6, R4 служат для снижения амплитуды коммутационного импульса на коллекторах транзисторов VT1, VT2 при их закрывании.

Преобразователь смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 233x50 мм. Чертеж возможного варианта печатной платы преобразователя изображен на рис. 3.54.

Рис. 3.54. Печатная плата преобразователя

Плата рассчитана на установку резисторов МЛТ, конденсаторов К73-17 (С1, С4, С5), К50-35 (С2, C3) и К15-5 (остальные), диодов серий КД105 (VD1, VD2) и КД212 (VD3-VD6). Транзисторы VT1, VT2 закрепляют с помощью стандартных фланцев и винтов с гайками М4 на Г-образных теплоотводах (на рис. 3.54 изображены штрихпунктирными линиями). Каждый из них сгибают из пластины листового алюминиевого сплава АМц-П толщиной 2 мм (размеры заготовки - 85x50, полки - 50x12 мм) и привинчивают к плате винтами с гайками МЗ. Выводы транзисторов соединяют с печатными проводниками отрезками монтажного провода. Резисторы R3, R4 устанавливают перпендикулярно плате.

Электронный балласт может быть встроен в светильник или помещен в отдельный кожух. При монтаже дроссель L1 и трансформатор Т1 желательно разместить возможно дальше от трансформатора Т2 и дросселя L2, а оксидные конденсаторы С2, C3 не располагать в непосредственной близости от транзисторов VT1, VT2 и резистора R5.

В преобразователе применены конденсаторы К73-17 (С1, С4, С5) на напряжение 63 В, К50-35 (С2, C3) на напряжение 25 В и К15-5 (С6, С7) на напряжение 1,6 кВ. Транзисторы КТ803А можно заменить на КТ908 с любыми буквенными индексами. Их желательно выбрать с одинаковым коэффициентом передачи тока базы. Примененные в устройстве диоды КД105 могут иметь любой буквенный индекс. Подойдут и другие низкочастотные диоды с допустимым прямым током не менее 0,5 А. Диоды КД212 (VD3-VD6) также могут быть с любым буквенным индексом. Их допустимо заменить другими кремниевыми диодами, способными работать на частотах до 50 кГц и допускающими прямой ток не менее 2 А и обратное напряжение не менее 50 В.

Дроссели и трансформаторы намотаны на кольцевых магнитопроводах из феррита М2000НМ-1. Обмотки дросселей L1, L2 размещены на магнитопроводах К7х4х2 и К40х25х11 и содержат 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,63 мм и 140 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм соответственно. Обмотки трансформаторов Tl, Т2 намотаны на магнитопроводах К20х12х6 и К40х25х11, соответственно. Обмотки I, III и ПГ трансформатора Т1 содержат по 3 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,63 мм, а II и IF - по 12 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм.

Каждая из обмоток I и I` трансформатора Т2 состоит из 11 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, а обмотка II - из 140 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм. Обмотки I и I` трансформатора Т2 намотаны одновременно в два провода поверх обмотки II. Между обмотками следует проложить лакоткань. Обмотки трансформатора Т1 необходимо расположить в соответствии со схемой, показанной на рис. 3.55.

Рис. 3.55. Схема расположения обмоток трансформатора Т1

Обмотка I должна размещаться симметрично относительно остальных обмоток с целью обеспечения симметрии полупериодов выходного напряжения и исключения одностороннего насыщения магнитопровода трансформатора, приводящего к увеличению потерь энергии. Дроссель L2 должен иметь немагнитный зазор. Для этого в его сердечнике перед намоткой нужно сделать пропил шириной 0,8 мм.

На время налаживания преобразователя вместо лампы EL1 и конденсатора С7 последовательно с дросселем L2 включают резистор сопротивлением 1 кОм и мощностью 5-10 Вт. Сначала проверяют надежность запуска преобразователя. Для этого на него подают питающее напряжение 5 В и, если он не начинает генерировать прямоугольные импульсы частотой 20-25 кГц, уменьшают сопротивление резисторов R1, R2, но не более, чем в три раза.

Далее контролируют частоту генерации преобразователя. Для этого на него подают номинальное напряжение питания 13,2 Вис помощью осциллографа или частотомера определяют частоту переменного напряжения на обмотках трансформатора Т2. Если она выходит за пределы 20-25 кГц, изменяют число витков дросселя L1. Для увеличения частоты число витков дросселя L1 уменьшают, а для снижения - увеличивают.

После этого восстанавливают выходные цепи преобразователя и последовательно с дросселем L2 включают резистор сопротивлением 10 Ом и мощностью 0,5-1,0 Вт. Затем на преобразователь подают номинальное напряжение питания, и после загорания лампы EL1 с помощью осциллографа контролируют форму напряжения на вновь установленном резисторе: она должна быть близкой к синусоидальной.

Ток через дроссель L2 должен составлять около 0,22 А. При подаче питания на преобразователь лампа должна загораться через 1-2 с. Помимо лампы ЛБУ 30 совместно с описанным преобразователем могут работать и другие, рассчитанные на те же напряжение и ток.

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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Мозг землеройки зимой уменьшается 01.01.2025 В природе существует множество уникальных адаптаций животных, позволяющих им выживать в суровых условиях. Одним из удивительных примеров является обычная бурозубка (Sorex araneus), крохотное млекопитающее, которое в зимний период уменьшает размер своего мозга. Это явление привлекло внимание ученых и стало предметом исследования международной группы специалистов из США, Германии и Дании, которые нашли объяснение этому феномену, а также выявили его возможную связь с болезнью Альцгеймера у человека. Мозг бурозубки, размер которого в обычное время составляет около 1,5% от общей массы тела, зимой уменьшается на четверть. Вместо того чтобы впадать в спячку, как многие другие животные, бурозубка использует необычную стратегию выживания - сокращает массу своего тела и мозга. Это помогает ей экономить энергию в условиях нехватки пищи. В зимний период она теряет до 18% массы своего тела, что позволяет ей пережить трудные условия холодного времени года, когда добыча становится дефицитом. Ученые внимательно изучили гипоталамус бурозубки, ключевую часть мозга, которая регулирует обмен веществ и энергетический баланс организма. Сравнив активность генов этого животного с генами других млекопитающих, исследователи из разных стран обнаружили сотни генов, активируемых в организме бурозубки. Эти гены имеют аналоги у других видов, включая грызунов и приматов. Особый интерес у ученых вызвал ген BCL2L1, который отвечает за разрушение клеток. Эксперименты на клетках мозга хорька показали, что этот ген играет важную роль в процессе сезонного уменьшения размера мозга у бурозубки. Это открытие позволило исследователям сделать вывод о том, что активность этого гена напрямую связана с процессами клеточного отмирания, происходящими в мозге в зимний период. Кроме того, ученые нашли пять ключевых генов, которые способствуют эволюции феномена зимнего уменьшения мозга у бурозубки. Среди этих генов был также обнаружен один, имеющий связь с развитием ожирения и болезнью Альцгеймера у человека. Это открытие стало неожиданным, поскольку оно позволяет провести параллели между процессами, происходящими в мозге бурозубки и изменениями, характерными для нейродегенеративных заболеваний у человека. По словам одного из руководителей исследования, биолога Уильяма Томаса из Университета Стоуни-Брук, полученные данные позволяют более глубоко понять механизмы, регулирующие работу гипоталамуса у разных видов. Изучая эти механизмы, ученые могут лучше понять процессы, которые происходят в организме человека в случае нейродегенерации, включая болезни, такие как болезнь Альцгеймера. В перспективе, эти исследования могут быть полезны для разработки новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний, так как они дают возможность лучше понять механизмы, приводящие к ухудшению работы мозга. Механизм зимнего уменьшения мозга у бурозубки может оказать влияние на изучение и лечение болезней человека, таких как болезнь Альцгеймера, а также поможет понять, как мозг может восстанавливаться и адаптироваться к экстремальным условиям.

Другие интересные новости:

▪ Дистанционный выключатель освещения

▪ Татуированная груша

▪ Построится крупнейшая в мире волновая электростанция

▪ Пластмассовые самолеты готовятся взлететь

▪ Процессоры Freescale для прикладных электронных устройств

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Из дальних странствий возвратясь. Крылатое выражение

▪ статья Ходят ли лунатики во сне по ночам в полнолуние? Подробный ответ

▪ статья Корректор. Должностная инструкция

▪ статья Об искажениях частотных характеристик малогабаритных акустических систем и глубоких басах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Неуязвимая грампластинка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026