Безкоштовна технічна бібліотека

Електронні пускорегулюючі апарати. Простий електронний баласт на мікросхемі IR2153. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Пускорегулюючі апарати люмінесцентних ламп

 Коментарі до статті

Розглянемо просту схему електронного баласту мікросхемі IR2153 (IR2151), представлену на рис. 3.14. Основні параметри IR2153 такі:

• максимальна напруга на виведенні VB щодо загального дроту – 600 В;
• напруга живлення (V_cc) - 15 В;
• струм споживання (I_cc) - 5 мА;
• максимальний струм управління I_o -+100 мА/-210 мА;
• час включення (t_оп) - 80 нс;
• час вимкнення (t_від) - 40 нс;
• пауза комутації (затримка) –1,2 мкс.

Мал. 3.14. Структурна схема ІМС IR2153 (натисніть, щоб збільшити)

Принципова електрична схема електронного баласту, виконаного з урахуванням IR2153, зображено на рис. 3.15.

IR2153 - це драйвер потужних польових транзисторів із ізольованим затвором (MOSFET), із внутрішнім генератором. Він є точною копією генератора, що використовується в таймері серії 555, вітчизняний аналог - КР1006ВІ1. Працює безпосередньо від шини постійної напруги через резистор R1, що гасить.

Внутрішня стабілізація напруги запобігає перевищенню напруги V_cc вище 15,6 В. Блокування за зниженою напругою блокує обидва виходи управління затворами VT1 ​​і VT2, коли напруга V_cc нижче 9 ст.

DA1 має два керуючі виходи:

• нижній 5 для керування VT2;
• верхній вихід 7 для управління VT1, "плаваючий", т. к. формувач імпульсів управління польовим транзистором VT1 живиться від плаваючого джерела живлення, який утворюють елементи VD2, С7).

Мал. 3.15. Принципова схема електронного баласту, виконаного на основі IR2153 (натисніть , щоб збільшити)

При керуванні силовими ключами (VT1, VT2) мікросхема IR2151 забезпечує затримку комутації тривалістю 1,2 мкс для запобігання ситуації, коли транзистори VT1 ​​і VT2 одночасно відкриті і через них протікає наскрізний струм, який моментально виводить обидва транзистори з ладу.

Цей баласт розрахований на живлення однієї або двох ламп потужністю 40 (36) Вт (струм лампи-0,43 А) від мережі змінного струму 220 В 50 Гц. При використанні двох ламп 40 Вт необхідно додати елементи, виділені пунктиром (EL2, L3, C11, RK3). Слід зауважити, що для стійкої роботи номінали елементів у паралельних гілках повинні бути рівними (L3, С11 = L2, C10), а довжина проводів, що підводяться до ламп, – однаковою.

Порада. При роботі одного драйвера на дві лампи краще використовувати частотний прогрів електродів (без позисторів). Про цей спосіб буде розказано нижче (при описі ЕПР на мікросхемі IR53HD420).

У разі використання ламп іншої потужності (18-30 Вт) слід змінити номінали L2 = 1,8-1,5 мГн (відповідно); при використанні ламп потужністю 60-80 Вт - L2 = 1-0,85 мГн, a R2 - з умови виконання F_г ~ F_б (Формули розрахунку цих частот наведені нижче).

Напруга мережі 220 В надходить на мережевий фільтр (фільтр електромагнітної сумісності), утворений елементами C1, L1, C2, C3. Необхідність його застосування викликана тим, що ключові перетворювачі є джерелами електромагнітних радіочастотних перешкод, які випромінюють мережні проводи в навколишній простір як антени.

Чинні російські та зарубіжні стандарти нормують рівні радіоперешкод, створюваних цими пристроями. Хороші результати дають дволанкові LC-фільтри та екранування всієї конструкції.

На вході мережевого фільтра включений традиційний вузол захисту від мережевих перенапруг та імпульсних перешкод, що включає варистор RU1 та запобіжник FU1. Терморезистор RK1 з негативним температурним коефіцієнтом (NTC) обмежує кидок вхідного струму, обумовлений зарядом ємнісного фільтра на вході інвертора С4 при підключенні електронного баласту до мережі.

Далі напруга мережі випрямляється діодним мостом VD1 та згладжується конденсатором С4. Ланцюжок R1C5 живить мікросхему DAI – IR2153. Частота внутрішнього генератора FT мікросхеми визначається елементами R2 = 15 кОм; С6 = 1 нФ відповідно до формули

Резонансна частота баластної схеми F6 визначається елементами L2 = 1,24 мГн; C10 = 10 нФ відповідно до формули

Для забезпечення хорошого резонансу потрібно виконання наступної умови: частота внутрішнього генератора повинна бути приблизно дорівнює резонансній частоті баластної схеми, тобто Fг ~ Fб.

У разі це правило виконується. Елементи VD2, С7 утворюють плаваюче (бутстрепне) джерело живлення формувача імпульсів керування польовим транзистором .VT1. Елементи R5, С9 - демпфуючий ланцюг (snubber), що запобігає замиканню (спрацьовування паразитного тиристора в структурі КМОП драйвера) вихідних каскадів мікросхеми. R3, R4 - обмежувальні затворні резистори, обмежують наведені струми і теж оберігають вихідні каскади мікросхеми від клацання. Збільшувати (у великих межах) опір цих резисторів не рекомендується, оскільки це може призвести до мимовільного відкриття силових транзисторів.

Конструкція і деталі. Дросель мережевого фільтра L1 намотаний на феритовому кільці К32х20х6 М2000НМ двожильним мережним дротом до повного заповнення вікна. Можлива заміна на дросель від ПФП блоку живлення телевізора, відеомагнітофона, комп'ютера.

Хороші результати помеходавлення дають спеціалізовані фільтри EPCOS: B8414-D-B30; В8410-В-А14.

Для виготовлення зазору необхідно прокласти прокладки з немагнітного матеріалу (нефольгований склотекстоліт або гетинакс) відповідної товщини між поверхнями, що стикаються, половинок магнітопроводу і скріпити епоксидним клеєм.

Від величини немагнітного зазору залежить величина індуктивності дроселя (за постійної кількості витків). При зменшенні проміжку індуктивність зростає, при збільшенні - зменшується. Зменшувати величину зазору не рекомендується, тому що це призводить до насичення сердечника.

При насиченні сердечника його відносна магнітна проникність різко зменшується, що спричиняє пропорційне зменшення індуктивності. Зниження індуктивності викликає прискорене зростання струму через дросель та його нагрівання. Зростає і струм, що проходить через ЛЛ, що негативно впливає на термін її служби. Прискорено наростаючий струм через дросель викликає ударні струмові перевантаження силових ключів VT1, VT2, підвищені омічні втрати в ключах, їх перегрів і передчасний вихід з ладу.

Обмотка L2 - 143 витки дроту ПЕВ-2 діаметром 0,25 мм. Міжшарова ізоляція – лакоткань. Намотування - виток до витка. Основні розміри Ш-подібних осердя(складаються з двох однакових Ш-подібних сердечників) з магнітом'яких феритів (за ГОСТ 18614-79) наведені в табл. 3.2.

Таблиця 3.2. Основні розміри Ш-подібних сердечників

Транзистори VT1, VT2 - IRF720потужні польові транзистори з ізольованим затвором. MOSFET-це Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; у вітчизняному варіанті МОП ПТ - польові транзистори структури метал-окис-напівпровідник.

Розглянемо їх параметри:

• постійний струм стоку (I_D) - 3,3 А;
• імпульсний струм стоку (I_DM)-13 А;
• максимальна напруга сток-витік (V_DS) - 400 В;
• максимальна потужність, що розсіюється (P_D) - 50 Вт;
• діапазон робочих температур (Tj) – від -55 до +150 °С;
• опір у відкритому стані -1,8 Ом;
• загальний заряд затвора (Q_G) - 20 нКл;
• вхідна ємність (C_МКС) - 410 пФ.

При виборі та заміні транзисторів (порівняння у табл. 3.3) для електронних баластів слід пам'ятати, Що на сьогоднішній день кількість фірм, що виробляють польові транзистори, досить велика (IR, STMicro, Toshiba, Fairchild, Infineon і т. д.). Асортимент транзисторів постійно розширюється, з'являються досконаліші з покращеними характеристиками. Параметри, на які слід звертати особливу увагу:

• постійний струм стоку (ID);
• максимальна напруга сток-витік (VDS);
• опір у відкритому стані, RDS(on);
• загальний заряд затвора (QG);
• вхідна ємність CISS.

можливі заміни транзисторів для електронного баласту: IRF730, IRF820, IRFBC30A (International Rectifier); STP4NC50, STP4NB50, STP6NC50, STP6NB50 (STMicroelectronics); польові транзистори фірми Infineon (infineon.com) серії LightMos, CoolMOS, SPD03N60C3, ILD03E60, STP03NK60Z; PHX3N50E фірми PHILIPS і т.п.

Транзистори встановлені на маленькі пластинчасті радіатори. Довжина провідників між виходами драйвера 5, 7, резисторами ланцюгах затворів R3, R4 і затворами польових транзисторів повинна бути мінімальною.

Таблиця 3.3. Порівняльна таблиця з параметрами деяких транзисторів для електронних баластів

Рис. 3.16. Основні розміри осердя (до табл. 3.2)

Діодний міст VD1 – імпортний RS207; допустимий прямий струм 2 А; зворотна напруга 1000 В. Можна замінити на чотири діоди з відповідними параметрами.

Діод VD2 класу ultra-fast (надшвидкий) – зворотна напруга не менше 400 В; допустимий прямий постійний струм – 1 А; час зворотного відновлення – 35 нс. Підійдуть 11DF4, BYV26B/C/D, HER156, HER157, HER105-HER108, HER205-HER208, SF18, SF28, SF106-SF109, BYT1-600. Цей діод повинен розташовуватися якомога ближче до мікросхеми.

Мікросхема DAI - IR2153, вона замінна IR2152, IR2151, IR2153D, IR21531, IR2154, IR2155, L6569, МС2151, MPIC2151. При використанні IR2153D діод VD2 не потрібний, тому що він встановлений усередині мікросхеми.

Резистори R1-R5 - ОМЛТ чи МЛТ.

Конденсатори С1-C3 – К73-17 на 630 В; С4 - електролітичний (імпортний) на номінальну напругу не менше ніж 350 В; С5 – електролітичний на 25 В; С6 – керамічний на 50 В; С7 - керамічний або К73-17 на напругу не менше ніж 60 В; С8, С9 – К73-17 на 400 В; СЮ – поліпропіленовий К78-2 на 1600 6.

Варистор RU1 фірми EPCOS - S14K275, S20K275, замінимо на TVR (FNR) 14431, TVR (FNR) 20431 або вітчизняний СН2-1а-430.

Терморезистор (термістор) RK1 з негативним температурним коефіцієнтом (NTC – Negative Temperature Coefficient) – SCK 105 (10 Ом, 5 А) або фірми EPCOS – B57234-S10-M, B57364-S100-M.

Термістор можна замінити на дротяний резистор 4,7 Ом потужністю 3-5 Вт.

Позистор RK2 – термістор РТС (Positive Temperature Coefficient) з позитивним температурним коефіцієнтом. Розробники IR2153 рекомендують використовувати позистор фірми Vishay Cera-Mite – 307С1260. Його Основні параметри:

• номінальний опір при +25 ° С - 850 Ом;
• миттєва (максимально допустима) середньоквадратична напруга, що прикладається до позистора при запаленні лампи - 520 В;
• постійна (максимально допустима) середньоквадратична напруга, що прикладається до позистора при нормальній роботі лампи -175 В;
• максимальний допустимий струм перемикання (перекладає позистор у високоомний стан) -190 мА;
• діаметр позистора – 7 мм.

Можлива заміна позистора RK2 - імпульсні позистори фірми EPCOS (кількість циклів перемикання 50000-100000): В59339-А1801-Р20, В59339-А1501-Р20, B59320-J120-20.

Позистори з необхідними параметрами в кількості, достатній для восьми електронних баластів, можна виготовити з поширеного позистора СТ15-2-220 від системи розмагнічування телевізора ЗУСЦТ. Розібравши пластмасовий корпус, витягують дві "пігулки". Алмазним надфілем роблять на кожній два надпили навхрест, як показано на рис. 3.17 і розламують її по надпилах на чотири частини.

Порада. До металізованих поверхонь виготовленого таким чином позистора дуже важко припаяти висновки. Тому, як показано на рис. 3.18 роблять у друкованій платі (поз. 3) прямокутний отвір і затискаю уламок "таблетки" (поз. 1) між пружними контактами (поз. 2), припаяними до друкованих провідників. Підбираючи розмір уламка, можна досягти бажаної тривалості прогріву лампи.

Рис. 3.17. "Таблетка" позистора з надпилом

Рис. 3.18. Кріплення саморобного позистора на платі

Порада. Якщо люмінесцентну лампу передбачається використовувати в режимі нечастого увімкнення-вимкнення, то позистор можна виключити.

Налаштування. Розкид параметрів елементів С6, L2, СЮ може вимагати підстроювання частоти драйвера. Рівності частоти генератора мікросхеми IR2153, що задає, резонансній частоті контуру L2C10 найпростіше домагатися добіркою частотозадаючого резистора R2. Для цього його зручно тимчасово замінити парою послідовно з'єднаних резисторів: постійного (10-12 кОм) та підстроювального (10-15 кОм). Критерієм правильного налаштування є надійний запуск (запалювання) і стійке горіння лампи.

Баласт зібраний на друкованій платі з фольгованого склотекстоліту і поміщений в алюмінієвий кожух, що екранує. Друкована плата та розташування елементів показано на рис. 3.19.

Рис. 3.19. Друкована плата та розташування елементів

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:

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. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Ігрові миші Elecom дозволяють налаштовувати дозвіл по двох осях незалежно 11.01.2012 Японська компанія Elecom випустила нову лінійку ігрових мишей, які можуть здивувати можливістю незалежного налаштування чутливості по осях X та Y. Вибрані значення відображаються на двох окремих індикаторах поряд з лівою кнопкою миші. Дротова модель M-H1ULBK оснащена оптичним датчиком, роздільну здатність якого можна регулювати в межах від 90 до 5310 dpi. Модель M-H2DLBK, що підтримує бездротовий варіант роботи, має датчик з максимальною роздільною здатністю 5600 dpi. Частота опитування датчика при дротовому підключенні становить 1000 Гц, бездротовому обмежується 500 Гц. Обидва маніпулятори мають сім кнопок. Розміри пристроїв рівні 124,5 х77,6, 41,8х137, 187 мм, маса - 1 г (без дроту) або 128 г (з дротом). Випуск новинок заплановано на травень. На японському ринку ціна моделі M-H2ULBK складе близько $200, моделі M-HXNUMXDLBK – близько $XNUMX.

Інші цікаві новини:

▪ Визначення рівня забруднення повітря по бджолиним вуликам

▪ Мурахи не люблять працювати

▪ Вікно, що виробляє електрику та теплову енергію

▪ Компактний зарядник для електромобілів BMW

▪ Небезпека зникнення шоколаду

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Телебачення. Добірка статей

▪ стаття Відповідність моделей та шасі телевізорів PHILIPS. Довідник

▪ стаття Хто і чому ділив Річ Посполиту у XVIII столітті? Детальна відповідь

▪ стаття Інспектор-дезінфектор. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Бездросельне включення лампи денного світла. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Чудо-телефон. 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