Безкоштовна технічна бібліотека

Електронні стартери. Принцип дії електронного стартера мікросхемою UBA2000T. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Пускорегулюючі апарати люмінесцентних ламп

 Коментарі до статті

Розглянемо детальніше електронний стартер, реалізований на спеціалізованій мікросхемі фірми PHILIPS - UBA2000T. UBA2000T є інтегральною схемою, що використовується в електронних стартерах для люмінесцентних ламп, призначених для заміни звичайних біметалічних стартерів.

Мікросхема управляє попереднім прогріванням електродів лампи та її підпалом. Час прогрівання лампи суворо визначено шляхом використання дільника частоти мережі живлення. При виході лампи з ладу схема автоматично відключається після семи невдалих спроб підпалу, запобігаючи таким чином перегріву баластного пристрою. У разі виникнення перебоїв у напрузі живлення схема автоматично скидається у вихідний стан та забезпечує повторне запалювання лампи.

Мікросхема UBA2000T забезпечує виконання послідовності дій, необхідних для запалювання люмінесцентної лампи. Способи включення мікросхеми до ланцюга живлення лампи наведено на рис. 3.4 а функціональна блок-схема UBA2000T представлена ​​на рис. 3.5.

Мережева напруга випрямляється і ділиться за допомогою зовнішніх резцстор R1 і R2 до необхідного рівня. При включенні живлення буферний конденсатор С1 заряджається через дільник резистивний і внутрішній ключ S1; Напруга на конденсаторі використовується для живлення мікросхеми.

Доки напруга на буферному конденсаторі V_cc не перевищить пускового рівня V_cc (гst) здійснюється ініціалізація внутрішніх ланцюгів мікросхеми. Коли напруга живлення V_cc досягне порога запуску V_cc (гst), а пікове значення VlN стане більше FIGN (тобто мережна напруга знаходиться поблизу свого пікового значення) відбувається відкривання зовнішнього силового ключа. В результаті через електроди лампи, силовий ключ та інтегральний датчик струму починає протікати струм прогрівання електродів лампи.

Протягом усього періоду часу, поки замкнено зовнішній силовий ключ, живлення мікросхеми здійснюється за рахунок буферного конденсатора С1. Типова форма напруги на виводі 6 (V_cc) представлена ​​на рис. 3.6.

Мал. 3.4. Способи включення мікросхеми в ланцюги живлення ЛЛ (натисніть , щоб збільшити)

Рис. 3.5. Функціональна блок-схема UBA2000T

Рис. 3.6. Напруга на виводі 6 (Vcc)

Протягом періоду прогріву електродів лампи відбувається розряд конденсатора. Напруга з струмовимірювального резистора надходить на компаратор, вихідний сигнал якого використовується як тактовий сигнал для внутрішнього лічильника. Цим лічильником визначається час прогріву електродів лампи, що дорівнює 1,52 с при частоті мережі живлення 50 Гц. Завдяки використанню лічильника час прогрівання витримується дуже точно, оскільки залежить тільки від частоти мережі живлення.

Після попереднього прогрівання електродів лампи зовнішній силовий ключ розмикається в момент часу, коли напруга на струмовимірювальному резисторі відповідає струму, що протікає, не менше 285 мА. В результаті переривання струму в ланцюзі, що містить індуктивне навантаження відбувається генерація високовольтного імпульсу, який здійснює підпал люмінесцентної лампи.

Після успішного запалювання лампи напруга на ній стає значно нижчою за мережну. Через війну напруга живлення мікросхеми вбирається у порогового рівня, який буде необхідний її роботи. На рис. 3.6 наведено форму напруги живлення мікросхеми при запаленні лампи після другої спроби.

Під час прогрівання електродів лампи живлення мікросхеми здійснюється за рахунок енергії, запасеної в буферному конденсаторі, і напруга живлення поступово знижується. Якщо після подачі високовольтного імпульсу не сталося підпалу лампи, то зовнішній силовий ключ залишається закритим, і напруга на буферному конденсаторі знову підвищується вище за стартовий рівень. Зовнішній силовий ключ знову замикається, і починається наступний цикл прогріву та запалювання лампи. При всіх наступних спробах підпалу, крім першої, час прогріву зменшено до 0,64 с, оскільки електроди лампи ще не остигли після попередніх невдалих спроб підпалу. Внутрішній лічильник обмежує кількість невдалих спроб підпалу до 7. Це запобігає миготінню лампи в кінці терміну її служби.

Мікросхема UBA2000T містить вбудовані ланцюги захисту струму. Коли струм через резистор датчика перевищує поріг захисту (I_ПРОТ), силовий ключ закривається, і мікросхема перетворюється на режим спокою. Вимкнення та повторне включення напруги живлення призводять до скидання ланцюгів захисту. Діаграма станів мікросхеми у процесі запалювання лампи наведено на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Діаграма станів мікросхеми UBA2000Te процесі запалювання лампи

Джерело живлення. При подачі напруги живлення на мікросхему відбувається заряд буферної ємності та дозволяється робота внутрішнього джерела струму. Внутрішня напруга живлення мікросхеми стабілізована і не залежить від напруги на буферному конденсаторі. Вбудований стабілітрон обмежує напругу на виводі 6 (V_cc) лише на рівні Vcc (sl).

Компаратори напруги. Компаратори відстежують напругу на буферному конденсаторі та дозволяють роботу внутрішніх ланцюгів мікросхеми при досягненні напругою живлення стартового рівня - V_cc (sl). Для початкової зарядки конденсатора потрібен певний період t_ini (Див. рис. 3.6). Цей час залежить від номіналу конденсатора С1, струму споживання мікросхеми та опору зовнішнього дільника на вході V_in (R1IIR2). Після заряду конденсатора С1 та за умови, що мережна напруга знаходиться поблизу свого максимального значення, генерується імпульс струму, що відкриває зовнішній силовий ключ.

У разі якщо напруга живлення падає до рівня, що вказує на відсутність напруги, внутрішні ланцюги мікросхеми скидаються, і вона стає готова для здійснення прогріву і пуску лампи при повторному включенні напруги.

Триггер. Стан внутрішнього тригера відбиває стан зовнішнього силового ключа. Процес установки тригера визначається станом компараторів напруги, лічильника числа підпалів та режимом спокою мікросхеми. Скидання тригера управляється таймером, датчиком струму та ланцюгами захисту струму.

Датчик струму. Датчик струму керує моментом вимкнення силового ключа та здійснює генерацію тактових імпульсів для управління внутрішніми лічильниками мікросхеми (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Генерація тактових імпульсів

Для правильної роботи струм прогріву електродів лампи повинен знаходитись у межах допустимого діапазону I_PR. Завдяки деякому гістерези окремі піки струму прогріву електродів не впливають на стан лічильника. Крім того, ланцюги датчика струму здійснюють додаткову низькочастотну фільтрацію сигналу, що усуває вплив коротких імпульсів струму на час прогрівання електродів лампи.

Датчик фронту. Датчик фронту забезпечує закривання зовнішнього силового ключа на фронті, що випадає, випрямленого струму прогріву.

Лічильник. При подачі на лічильник тактового сигналу з подвоєною частотою мережі живлення лічильник задає тривалість першого прогріву електродів лампи і, якщо необхідно, тривалість наступних шести прогрівів.

Схема керування часом прогріву. Залежно стану лічильника числа запусків вибирається велике (t_PRF = 1,25 с) або мале (t_PRN = 0,64 c) час прогріву.

Лічильник числа запусків. Число запусків підраховується окремим лічильником. Після семи невдалих спроб запуску мікросхема перетворюється на стан спокою. У стані спокою струм, що споживається, збільшується, завдяки чому буферний конденсатор швидко розряджається при відключенні стартера від джерела живлення. Це забезпечує автоматичне скидання стартера при "гарячій" заміні несправної лампи.

Ланцюги захисту струму. Якщо струм через вимірювальний резистор перевищує граничне значення I_ПРОТ, зовнішній силовий ключ закривається. Протягом кількох перших періодів відкритого стану силового ключа (часу блокування t_D) робота ланцюгів захисту струму забороняється. Завдяки цьому перехідні процеси при відкриванні ключа не призводять до спрацьовування ланцюгів струмового захисту. У разі перевищення струмом порогового значення відбувається відключення силового ключа, і мікросхема перетворюється на стан спокою, запобігаючи подальшому відкриванню ключа. З цього стану мікросхема може бути виведена лише шляхом відключення напруги живлення.

Вихідний буфер. Вихідний буфер призначений керувати зовнішнім тиристором з мінімальним вхідним струмом чи потужним польовим транзистором. У процесі включення мікросхеми її виході підтримується низький рівень, що запобігає відкривання силового ключа.

Силовий ключ на тиристорі. Як згадувалося, UBA2000T може працювати разом із високовольтним тиристором TN22 (рис. 3.9). Він є високоякісним несиметричним тиристором, виготовленим за високовольтною pnpn дифузійною планарною технологією. Виробник – фірма STMicroelectronics (st.com). Тиристор випускається у пластмасових корпусах IPAK (ТО-251), DPAK (ТО-252) та призначений для використання в електронних пускових пристроях люмінесцентних ламп.

Основні технічні характеристики тиристора TN22:

• напруга лавинного пробою Vbr – 1200-1500 В;
• струм утримання у відкритому стані 1Н, щонайменше -175 мА;
• керуючий струм трохи більше -1,5 мА.

Рис. 3.9. Схема та зовнішній вигляд тиристора TN22

Максимальні значення параметрів та режимів TN22:

• значення напруги, що повторюється, в закритому стані (при температурі кристала T_j= 110 ° С) V_DRM - 400 В;
• середньоквадратичне значення струму відкритого тиристора (при куті провідності 180° та температурі корпусу T_C = 95 ° С) I_T (rms) – 2 А;
• середнє значення струму відкритого тиристора (при куті провідності 180° та температурі корпусу T_C = 95 ° С) I_T (av) -1,8 А;
• неповторне пікове значення струму відкритого тиристора (при початковій температурі переходу T_j = 25 ° С):
• при t_P = 8,3 мс – 22 А;
• при t_P = 10 мс – 20 А;
• граничне значення I2t при t_P = 10 мс – 2 А2-с;
• критична швидкість наростання струму у відкритому стані (при I_G = 5 мА та dI_G/dt = 70 мА/мкс) – 50 А/мкс;
• робоча температура кристала Т_j - -40 ... +110 ° С;
• температура зберігання T_STG 40...+150 °С.

Типовий приклад використання мікросхеми разом із тиристором з малим вхідним струмом (типу TN22), що використовується як зовнішній силовий ключ, наведено на рис. 3.4 а. При цьому резистивний дільник вхідної напруги підключається не до загального дроту, а до електрода керуючого зовнішнього ключа. Оскільки напруга на електроді, що управляє, ключа мало, це не призводить до помітної зміни коефіцієнта поділу.

Вихідний буферний підсилювач здійснює генерацію імпульсу струму, необхідного для відкриття зовнішнього ключа ТН1. Цей імпульс струму синхронізований з напругою на виводі 4 (V_IN). Силовий ключ відкривається, коли напруга V_IN досягне рівня V_IGN . При цьому струм через дільник R1 і R2 є складовою струму, необхідного для відкривання ключа. Якщо необхідно, то імпульс струму повторюється кожні півперіоду напруги. Коли потрібно закрити зовнішній ключ, вихідний буфер здатний забезпечити великий струм, що втікає, необхідний для надійного закривання ключа.

Іноді буває необхідно обмежити імпульсний струм, що протікає при відкриванні ключа за рахунок розряду перешкододавляючого конденсатора С2. Для цього послідовно з конденсатором може бути увімкнений резистор R3.

Силовий ключ на польовому транзисторі. Типова схема використання мікросхеми UBA2000T разом із силовим ключем на польовому транзисторі наведено на рис. 3.4 б. І тут резистивний дільник підключається до загального проводу. Вихідний буфер мікросхеми працює аналогічно до попереднього випадку. Імпульс вихідного струму заряджає затвор польового транзистора. В результаті транзистор відкривається.

Для утримання транзистора у провідному стані використовується високоомний резистор, включений між затвором транзистора та буферним конденсатором С1. Необхідність цього резистора викликана тим, що вихідний струм має імпульсний, а не безперервний характер. Слід зазначитищо використання резистора призводить до збільшення струму розряду буферної ємності С1.

Внутрішній стабілітрон обмежує напругу на виході мікросхеми, а, отже, і затворі польового транзистора лише на рівні приблизно 6,8 У.

Обидві схеми застосування вимагають використання силового ключа з напругою пробою V_(BR)AC або V_(BR)DS, що перевищує напругу запалювання люмінесцентної лампи.

У табл. 3.1 наведено граничні значення параметрів мікросхеми UBA2000T.

Таблиця 3.1. Граничні значення параметрів мікросхеми UBA2000T

Примітки до таблиці.

1. Висновок підключений до внутрішнього стабілітрону з напругою пробою близько 6,8 Ст.

2. Висновок підключений до внутрішнього стабілітрону з напругою пробою 130-230 В. Струм через висновок повинен бути обмежений на рівні 10 мА.

3. Імпульсне значення за тривалості імпульсу 2 мс.

Автор: Корякін-Черняк С.Л.

Дивіться інші статті розділу Пускорегулюючі апарати люмінесцентних ламп.

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 Трансформатор на олії 05.08.2007 Англійська філія французької енергетичної компанії ЕДФ сконструювала промисловий трансформатор, в якому як ізолюючу та охолоджувальну рідину використовується рослинна олія. Зараз використовуються або мінеральні олії, або спеціальні синтетичні рідини. І ті й інші у разі аварії та потрапляння у навколишнє середовище завдають екологічної шкоди. Автори ідеї кажуть, що олія продовжує термін служби трансформатора і зменшує можливість займання. Вже цього року поблизу Лондона має почати трансформатор на 132 кіловольти, наповнений 30 тисячами літрів рослинної олії.

Інші цікаві новини:

▪ Стовбурові клітини - генератори волосяних цибулин

▪ Світовий океан рятує нашу планету

▪ Розумна пов'язка для лікування хронічних ран

▪ 75-дюймовий 4K телевізор на базі технології MicroLED

▪ Морське повітря не таке чисте

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Охорона праці. Добірка статей

▪ стаття Грабуй награбоване. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке американський футбол? Детальна відповідь

▪ стаття Зварювальник на електронно-променевих. Посадова інструкція

▪ стаття Стабілізатор напруги велофари. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Умовні графічні позначення електричних машин. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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