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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Датчик изображения типа CMOS с глобальным затвором и расширенным динамическим диапазоном 04.09.2016 Компания Canon объявила о разработке нового датчика изображения типа CMOS с глобальным затвором. В таких датчиках, в отличие от датчиков со скользящим затвором, в которых заряд считывается последовательно, изображение во всех пикселях фиксируется одновременно, устраняя риск появления артефактов при съемке движущихся объектов. Используя новую схему считывания и новую структуру пикселя, удалось увеличить емкость потенциальной ямы и снизить шум, что дает возможность снимать видео с расширенным динамическим диапазоном. Производитель сообщает о возможности использования нового датчика в различных областях, включая промышленное, измерительное оборудование и видеокамеры для кинопроизводства.

Другие интересные новости:

▪ Попробовать яблоко можно рукой

▪ Тромбоциты в нефтепроводе

▪ Когда телефон опасен для жизни

▪ Туристические космокапсулы

▪ Импульсный стабилизированный источник питания 12V/100A

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья В бой роковой мы вступили с врагами. Крылатое выражение

▪ статья Сколько бы ел человек с аппетитом землеройки? Подробный ответ

▪ статья Березовый гриб. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Выносной микрофонный усилитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Малошумный вентилятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026