Економічний перетворювач для живлення люмінесцентної лампи від акумулятора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

Цей пристрій призначений для живлення люмінесцентних ламп при освітленні гаража, садового будиночка або інших невеликих приміщень. Воно виконано на доступних елементах і легко може бути повторене радіоаматорами середньої кваліфікації. До переваг пристрою, зокрема, відноситься його здатність працювати при зниженому до 5 В напрузі живлення.

Дослідження останніх років показали, що при живленні люмінесцентних ламп струмом високої (> 20 кГц) частоти суттєво підвищується їх світлова віддача коефіцієнтом потужності по входу для живлення люмінесцентної лампи". - Електротехніка, 1996 № 4, с. 31 - 33). Так, у компактних ламп потужністю до 50 Вт вона досягає 26...35 %. Відбувається це в основному за рахунок зниження приелектродних втрат потужності. При імпульсному живленні ламп струмами високої частоти вони зменшуються вдвічі-втричі.

Розроблений автором перетворювач розрахований на живлення люмінесцентних ламп ЛБУ-30 потужністю 30 Вт та має такі технічні характеристики: номінальна напруга живлення – 13,2 В; номінальний вхідний струм – 2,6 А; частота перетворення – 20...25 кГц; ККД пристрою - 85%.

Структурна схема перетворювача показано на рис. 1. Він виконаний на базі інвертора напруги, навантаженого на послідовний коливальний контур, утворений котушкою індуктивності L1 та конденсатором С1, паралельно якому включена люмінесцентна лампа EL1.

Інвертор перетворює постійну напругу акумуляторної батареї 13,2 В змінну, у вигляді імпульсів прямокутної форми амплітудою 150В, що надходить на послідовний коливальний контур L1C1. Резонансна частота контуру дорівнює частоті напруги живлення, а струм, що протікає через навантаження, підключену до конденсатора контуру, не залежить від її опору. При цьому в момент подачі напруги живлення опір лампи EL1 великий, до конденсатора С1 прикладена висока напруга, а через котушку індуктивності L1 протікає струм, що перевищує номінальне значення. Цей струм тече і через нитки розжарювання EL1, розігріваючи їх, що забезпечує надійне включення лампи. При загорянні лампи опір її падає і шунтує конденсатор С1. В результаті напруга на ньому падає до значення, що підтримує горіння лампи, струм через котушку індуктивності L1 знижується до номінальної величини.

Принципова електрична схема перетворювача показано на рис. 2. Коливальний контур утворений елементами 12, С7. Інвертор виконаний за схемою двотактного автогенератора з позитивним зворотним зв'язком струму (ПОСТ) на елементах Т1, Т2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, С2-С5, R1-R4. Така побудова інвертора дозволяє мінімізувати енергію, що витрачається на керування ключовими транзисторами VT1, VT2 і знизити вплив напруги джерела живлення на стабільність роботи перетворювача. І тут легко забезпечуються оптимальні частоти перетворення.

(Натисніть для збільшення)

Крім зазначених вище елементів, перетворювач містить плавкий запобіжник FU1, конденсатор С1, що захищає джерело живлення від імпульсних струмів, і ланцюг C6R5, що пригнічує високочастотні коливання напруги на обмотках трансформатора Т2.

Працює перетворювач в такий спосіб. У момент подачі напруги живлення транзистори VT1, VT2 закриті і напруга на їх колекторах дорівнює напруги живлення. Через резистори R1, R2 протікає струм, що заряджає конденсатори С2, C3 у протилежному напрямку їх полярності, зазначеної на схемі. Через деякий час напруга на базі одного з транзисторів (наприклад, VT1) досягне порога його відкривання і через колекторний ланцюг потече струм, який пройде через джерело живлення, обмотку I трансформатора Т2 і обмотку III трансформатора Т1. В результаті з'явиться струм і в обмотці II трансформатора Т1, який, у свою чергу, потече через конденсатор С2 і база перехід - емітер транзистора VT1. При цьому VT1 входить у режим насичення, а конденсатор С2 перезаряджається відповідно до зазначеної на схемі полярності. Його перезаряджання обмежується діодом VD1. У такий спосіб відбувається запуск перетворювача. Транзистор VT1 перебуватиме в стані насичення доти, доки не припиниться базовий струм, що може статися в результаті зниження струму через первинну обмотку трансформатора Т2 або при короткому замиканні обмоток трансформатора Т1.

Запускається перетворювач на резонансній частоті контуру L2C7 і транзистори VT1, VT2 будуть перемикатися в момент переходу через нуль струму дроселя L2. Після запалювання лампи EL1 і шунтування нею конденсатора С7 передача енергії дроселя L2 лампі і С7 конденсатору затягується і частота перетворення знижується. Її стабілізація при цьому відбувається на рівні, що визначається часом перемагнічування дроселя L1, який, насичуючись, замикає коротко обмотку трансформатора Т1, що призводить до закривання одного транзистора і відкривання іншого. Частота налаштування коливального контуру обрана рівною 46 кГц, а робоча частота перетворювача - 20...25 кГц. При цьому частот забезпечується максимальна ефективність роботи.

Ланцюжки C4VD5R3 і C5VD6R4 служать зниження амплітуди комутаційного імпульсу на колекторах транзисторів VT1, VT2 за її закриванні.

Перетворювач змонтований на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту розмірами 200x50 мм. Він може бути вбудований у світильник або вміщений в окремий кожух. При монтажі дросель L1 і трансформатор Т1 бажано розмістити можливо далі від трансформатора Т2 і дроселя L2, а оксидні конденсатори С2, C3 не розташовувати в безпосередній близькості від транзисторів VT1, VT2 і резистора R5.

У перетворювачі застосовані резистори МЛТ, конденсатори К73-17 (С1, С4, С5) на напругу 63, К50-35 (С2, C3) на напругу 25 В і К15-5 (С6, С7) на напругу 1,6 кВ. Транзистори КТ803А можна замінити на КТ908 із будь-якими буквеними індексами. Їх бажано вибрати з однаковим коефіцієнтом передачі струму бази. Кожен транзистор встановлений тепловідведення площею 50 см2.

Застосовані у пристрої діоди КД105 можуть мати будь-який літерний індекс. Підійдуть інші низькочастотні діоди з допустимим прямим струмом не менше 0,5 А. Діоди КД212 (VD3 - VD6) також можуть бути з будь-яким буквеним індексом. Їх допустимо замінити іншими кремнієвими, здатними працювати на частотах до 50 кГц і такими, що допускають прямий струм не менше 2 А і зворотна напруга не менше 50В.

Дроселі та трансформатори намотані на кільцевих магнітопроводах з фериту М2000НМ-1. Обмотки дроселів L1, L2 розміщені на магнітопроводах К7х4х2 і К40х25х11 і містять 5 витків дроту ПЕВ-2 0,63 та 140 витків дроту ПЕВ-2 0,41 відповідно. Обмотки трансформаторів Т1, Т2 намотані на магнітопроводах К20х12х6 та К40х25х11 відповідно. Обмотки I, III і III трансформатора Т1 містять по 3 витка дроту ПЕВ-2 0,63, а II і II' - по 12 витків дроту ПЕВ-2 0,41. Кожна з обмоток I і I' трансформатора Т2 складається з 11 витків дроту ПЕВ-2 0,8, а обмотка II - з 140 витків дроту ПЕВ-2 0,41.

Обмотки I та I' трансформатора Т2 намотані одночасно в два дроти поверх обмотки II. Між обмотками слід прокласти лакотіння. Обмотки трансформатора Т1 необхідно розташувати відповідно до схеми, показаної на рис. 3. Обмотка I повинна розміщуватися симетрично щодо інших обмоток з метою забезпечення симетрії напівперіодів вихідної напруги та виключення одностороннього насичення магнітопроводу трансформатора, що призводить до збільшення втрат енергії. Дросель L2 повинен мати немагнітний зазор. Для цього в його осерді перед намотуванням потрібно зробити пропил шириною 0,8 мм.

Ріс.3

На час налагодження перетворювача замість лампи EL1 і С7 конденсатора послідовно з дроселем L2 включають резистор опором 1 кОм і потужністю 5... 10 Вт. Спочатку перевіряють надійність запуску перетворювача. Для цього на нього подають напругу живлення 5 В і, якщо він не починає генерувати прямокутні імпульси частотою 20...25 кГц, зменшують опір резисторів R1, R2, але не більше ніж у три рази.

Далі контролюють частоту генерації перетворювача. Для цього на нього подають номінальну напругу живлення 13,2. Вис допомогою осцилографа або частотоміра визначають частоту змінної напруги на обмотках трансформатора Т2. Якщо вона за межі 20...25 кГц, змінюють число витків дроселя L1. Для збільшення частоти його зменшують, а зниження збільшують. Після цього відновлюють вихідні ланцюги перетворювача та послідовно з дроселем L2 включають резистор опором 10 Ом і потужністю 0,5...1,0 Вт. Потім на перетворювач подають номінальну напругу живлення, і після загоряння лампи EL1 за допомогою осцилографа контролюють форму напруги на новому резисторі: вона повинна бути близькою до синусоїдальної. Струм через дросель L2 повинен становити близько 0,22 А. При подачі живлення на перетворювач лампа повинна спалахувати не пізніше 1 ... 2с.

Крім лампи ЛБУ-30 спільно з описаним перетворювачем можуть працювати й інші, розраховані на ту саму напругу і струм, наприклад, ЛБ-40.

Автор: Л. Зуєв, м. Дзержинськ Нижегородської обл.; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Сонні корови дають снодійне молоко 15.12.2015 Молоко, надоєне вночі, допомагає проти безсоння та нав'язливої ​​тривоги. Корейські дослідники порівнювали поведінку щурів, яких напували денним молоком, з поведінкою тих, яких напували нічним молоком. Було виявлено, що нічне молоко має великий заспокійливий, седативний ефект, що після нього тварини довше сплять і менш схильні до фізичної активності. З іншого боку, пильнуючи, вони активніше досліджують нові території, що говорить про знижену тривожність - грубо кажучи, після нічного молока щури починали менше боятися. Ефект був такий самий, як після діазепаму, широко відомого заспокійливого та снодійного препарату. (При цьому молоко давали після переробки: його спочатку перетворювали на порошковий вигляд, а потім молочний порошок розбавляли водою.) Денне молоко теж може працювати як розслаблюючий засіб, проте меншою мірою, ніж нічне. Наприклад, коли щурів, напоєних денним або нічним молоком, або розчином діазепаму, або просто водою, садили на барабан, що обертається і спостерігали за активністю і координацією рухів гризунів, то після нічного молока щури падали з барабана в два рази частіше, ніж після денного. (У свою чергу, після діазепаму тварини звалювалися з пристрою вдвічі частіше, ніж після нічного молока.) Порівняльний біохімічний аналіз показав, що в нічному молоці, порівняно з денним, міститься на 24% більше амінокислоти триптофану, який стимулює сон, і в 10 разів більше гормону мелатоніну, що регулює добові ритми. Очевидно, сонний стан корів позначається і на складі молока, яке утворюється у них ночами. З іншого боку, з електроенцефалографії нічого незвичайного в ритмах мозку після нічного молока не було, тоді як від діазепаму виникали характерні аномалії, що відображали седативний ефект ліків.

Інші цікаві новини:

▪ Термомаскування для електроніки

▪ Монітор Philips 284E5QHAD

▪ Точна карта дна світового океану

▪ Металева піна для теплоізоляції

▪ Контролер корекції коефіцієнта потужності NCP1603

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Підсилювачі потужності. Добірка статей

▪ стаття Казеїновий клей. Поради домашньому майстру

▪ стаття Чому Канада надала одній із палат пологового будинку в Оттаві статус поза канадською юрисдикцією? Детальна відповідь

▪ стаття Котовник угорський. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Керований одновібратор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Перевірка на розрив. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024