|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Проектування електронних пускорегулюючих апаратів для люмінесцентних ламп. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор Розробка високочастотних електронних пуско-регулюючих апаратів (ЕПРА) для люмінесцентних ламп – складне інженерне завдання з багатьма невідомими, що потребує солідних знань та чималих витрат часу. Щоб спростити її рішення, компанія International Rectifier розмістила на своєму Інтернет-сайті програму Ballast Designer - систему автоматизованого проектування ЕПРА на спеціалізованих мікросхемах власної розробки, що робить грамотне проектування цих приладів доступним навіть радіоаматору-початківцю. Програма Ballast Designer звільняє розробника ЕПРА (часто іменованих "електронними баластами") для освітлювальних люмінесцентних ламп від рутинної роботи за вибором елементів, тривалого і трудомісткого розрахунку номіналів компонентів схеми і моточних виробів, даючи можливість поповнити недолік досвіду в процесі роботи, що особливо розробок. Отриманий за кілька хвилин комплект документів достатній для виготовлення розрахованого виробу. Програма доступна безкоштовно за адресою (8,3 Мб). Архів bda.zip необхідно розпакувати в окрему папку на жорсткому диску комп'ютера, після чого знайти в ній та запустити програму Ballast Designer або установник Setup. В обох випадках комп'ютер розпочне процедуру встановлення, після завершення якої на "Робочому столі" з'явиться ярлик "Ballast Designer". Для запуску однойменної програми в робочому режимі достатньо клацнути мишкою по ярлику. Необхідно, щоб в установках Windows ("Мій комп'ютер" - "Панель управління" - "Мова і стандарти" - "Числа") як десятковий роздільник була вказана точка, а не звична російськомовному користувачу кома. В іншому випадку все закінчиться появою на екрані повідомлення про помилку і програма припинить роботу. У разі успішного запуску на екран буде виведено вікно, показане на рис. 1.
Пропонуються дві процедури проектування – стандартна та розширена. За замовчуванням буде використана стандартна, що надає користувачеві можливість "набрати" відповідний варіант із трьох схем вхідного вузла, п'яти типів мікросхем контролера та кількох десятків типів ламп, з'єднаних з ЕПРА за семи різними схемами. У процесі автоматичного проектування буде синтезована схема ЕПРА, що забезпечує оптимальні значення амплітуди та частоти напруги, що прикладається до лампи в режимах підігріву, підпалу та горіння, максимальний термін служби лампи, якість освітлення та ККД пристрою. Розширена процедура проектування дає користувачеві можливість активно впливати на рішення, що приймаються програмою, змінюючи на власний розсуд більше 20 параметрів, включаючи частоту, напругу і струм лампи в різних режимах і номінали основних компонентів. Передбачено можливість конструктивного розрахунку дроселів за заданими електричними параметрами. Щоб виконати стандартну процедуру, достатньо по черзі натиснути п'ять екранних кнопок, розташованих під написами "Step 1" - "Step 5" ("Крок Г - "Крок 5"), вибираючи на кожному кроці один із запропонованих варіантів. Крок 1 - вибір схеми випрямляча напруги. На екрані з'являється вікно "Select Line Input". Переміщаючи двигун у нижній частині вікна, вибирають один з варіантів випрямного вузла (рис. 2,а-в). Його схема з'явиться у вікні, поруч із нею - список з кількох варіантів допустимих меж зміни напруги. У списку необхідно виділити рядок з найкращим варіантом.
Для завершення кроку залишиться натиснути кнопку "Select". Вибрані межі будуть відображені у вікні "Input" над написом "Step 1". Їх можна змінити на будь-якій стадії проектування, натиснувши кнопку зі стрілкою поруч із згаданим віконцем і вибравши зі списку новий варіант. Аналогічні можливості (випадають списки варіантів у віконцях "Lamp", "Control 1С", "Configuration") програма надає і для зміни параметрів, що задаються на інших кроках стандартної процедури проектування. Схеми мостового випрямляча (рис. 2, б) та випрямляча з подвоєнням напруги (рис. 2, в) без жодного сумніву добре знайомі читачам. Про схему на рис. 2, а з активним коректором коефіцієнта потужності (англ. Power Factor Corrector, PFC) необхідно розповісти докладніше. імпульсні джерела електроживлення, до яких можна віднести і ЕПРА, - не дуже вдале навантаження для електромережі. Справа в тому, що вони споживають не синусоїдальний, а імпульсний струм з піковим значенням, що багаторазово перевершує ефективне. Високочастотні складові спектру імпульсів струму створюють потужні перешкоди радіо- та телевізійному прийому і можуть призвести навіть до збоїв комп'ютерів, підключених до мережі. Нещодавно прийняті рекомендації Міжнародного Електротехнічного Комітету МЕК 1000-3-2 встановлюють дуже маленькі граничні рівні гармонік (аж до 39-ї) у спектрі споживаного від мережі струму при коефіцієнті потужності, близькому до 1. Вимоги стандартів, що діють у країнах СНД, щодо цього поки що значно м'якше, але їх посилення можна очікувати в найближчому майбутньому. Активний коректор коефіцієнта потужності вирішує проблему, роблячи споживаний струм близьким формою до синусоїдального. Коректор являє собою імпульсний перетворювач-стабілізатор напруги, що підвищує. Завдяки його роботі потужний імпульс зарядного струму конденсатора С1 (рис. 2,а) подрібнений на безліч коротких імпульсів, розподілених за періодом таким чином, що їхнє середнє значення змінюється майже за синусоїдальним законом. Високочастотні складові струму, що утворюються, згладжує не показаний на спрощеній схемі фільтр. При живленні від мережі 220 В звичайна вихідна напруга коректора - 400 В. Вона стабілізована, тому яскравість свічення лампи практично не залежить від змін напруги мережі в широких межах. Програма Ballast Designer зазвичай будує вузол керування коректором на базі мікросхеми L6561 – спеціалізованого контролера PFC. Контролери ЕПРА IR2166, IR2167 мають вбудовані вузли управління коректором, за твердженням фірми, що перевершують за параметрами спеціалізовані мікросхеми. Крок 2 - вибір типу та потужності лампи. На екрані з'являється вікно "Select Lamp". У ньому, пересуваючи повзунок, вибирають лампу однієї з показаних на рис. 3 груп.
У кожному їх є лампи різної потужності. Ухвалені в програмі назви груп умовні. Відповідність між ними та літерними індексами в позначення найбільш поширених ламп деяких виробників можна визначити за таблицею (лампи групи Spiral перелічені в ній фірми не випускають)
До груп Т5, Т8, Т12 відносять звичайні лінійні люмінесцентні лампи (лампи денного світла) з діаметром колби відповідно 16, 26 і 38 мм, у тому числі з підвищеною ефективністю та покращеним спектральним складом світла. Передбачена можливість розширення списку ламп користувачем. Для цього достатньо у вікні "Select Lamp" вибрати групу "User Lamp" та натиснути кнопку "Edit List". Відкриється вікно редагування переліку ламп та їх параметрів. Крок 3 – вибір мікросхеми контролера ЕПРА. На екрані відкривається вікно "Select Target 1С". Переміщаючи двигун, вибирають одну з пропонованих мікросхем. Якщо в комп'ютері встановлено програму Adobe Acrobat Reader, натиснувши кнопку "Datasheet" у верхній частині головного вікна (див. мал. 1), можна переглянути опис та довідкові дані вибраної мікросхеми англійською мовою. У версії програми, що діяла під час підготовки статті, пропонувалися такі мікросхеми: IR21571 - для найпростіших ЕПРА, що порівняно просто адаптуються до люмінесцентних ламп різних типів. Російський переклад datasheet-a на цю мікросхему. IR2157 - забезпечує оптимальні режими запуску попереднього підігріву катодів, запалювання та роботи лампи та автоматичну зміну режимів. Забезпечена вузлами контролю стану та захисту ниток розжарення лампи, захисту від зниженої напруги живлення, від виходу з ладу при зміні лампи, від теплового навантаження, від електростатичних розрядів та деякими іншими засобами, що забезпечують надійну роботу ЕПРА та її автоматичний перезапуск після виходу з аварійної ситуації. IP2156 - "молодша сестра" IP2157, відрізняється від неї відсутністю деяких захисних функцій. IR2159 - збігається за функціональними можливостями з IR2157, додатково дозволяючи регулювати яскравість світіння лампи зміною від 0,5 до 5 В напруги, що подається на спеціальний вхід. Межі зміни яскравості (в інтервалі 1...100%) задають резисторами, що підключаються до висновків мікросхеми. Реалізовано метод керування потужністю, що підводиться до лампи, що не вимагає розділового трансформатора. Російський переклад datasheet-a на мікросхему. IR2166, IR2167 - забезпечені, як зазначалося, вбудованими контролерами коректора коефіцієнта потужності з динамічною адаптацією до режиму роботи ЭПРА. Забезпечується сумарний коефіцієнт гармонік менше 10% і коефіцієнт потужності більше 0,99 при живленні від мережі з номінальною напругою 120 і 220 В, що перекриває вимоги більшості європейських країн і перевищує показники багатьох спеціалізованих мікросхем управління коректором. Крок 4 - вибір числа ламп та схеми їх з'єднання з ЕПРА. На екран виводиться вікно "Select Lamp Configuration", в якому потрібно, переміщуючи двигун, вибрати відповідну схему з однією або двома лампами. Усі можливі варіанти показані на рис. 4, а-ж.
Крок 5 – автоматичне проектування ЕПРА. Після натискання клавіші "Design Ballast" на екрані з'являється вікно з логотипом фірми International Rectifier, в якому відзначається хід процесу проектування, що займає всього кілька секунд. По завершенні відкриваються вікна, в одному з яких знаходиться важлива схема спроектованого пристрою. Приклад синтезованої схеми наведено на рис. 5. Вона відрізняється від оригіналу лише використанням звичних читачам журналу умовних позначень елементів. Ланцюги, виділені кольором, повинні бути виконані наскільки можна короткими проводами великого перерізу. Типи та номінали елементів на оригінальній схемі відсутні, натомість в окремому вікні наведено їх перелік (англ. Bill of Materials, BOM).
Ще одне або кілька (за кількістю елементів) вікон містять дані про індуктивні елементи, що є в спроектованому ЕПРА. Приклад такого вікна – на рис. 6. Крім номінальної індуктивності, максимальних струму і температури, тут вказані всі необхідні для виготовлення дроселя або трансформатора дані: рекомендований типорозмір (core size) та марка матеріалу магнітопроводу (core material), довжина немагнітного зазору (gap length), число витків (turns) та діаметр дроту (wire diameter) обмотки. Наводиться навіть ескіз конструкції та розташування висновків.
Для переходу до розширеної процедури проектування у головному вікні програми (див. рис. 1) потрібно натиснути кнопку Advanced. В результаті головне вікно буде перетворено на показане на рис. 7.
Воно забезпечує доступ до значень різних параметрів, які можна змінювати в процесі проектування. Положення робочої точки лампи (в координатах напруга-частота) у різних режимах та траєкторію її переміщення при їх зміні можна отримати у графічному вигляді (рис. 8). Надається можливість відкрити вікна проектування індуктивних елементів (кнопка Inductor) або вибору номіналів елементів, що задають режим роботи контролера ЕПРА (кнопка Program 1С).
Під час підготовки статті використано інформацію, знайдену в Інтернеті за адресами: , , , , , . Автор: Ю.Давиденко, м.Луганськ, Україна
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Чистячи зуби, важливо не перестаратися ▪ Заміна кремнію для зменшення розміру транзистора
▪ розділ сайту Мистецтво аудіо. Добірка статей ▪ стаття І безглуздо любить він, і безглуздо ненавидить. Крилатий вислів ▪ стаття Чи існувала дискримінація за кольором волосся? Детальна відповідь ▪ стаття Лікар-методист. Посадова інструкція ▪ стаття Замазка для каучукових виробів. Прості рецепти та поради ▪ стаття Заряджання стабільним струмом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page