Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

Коментарі до статті

Під час автоподорожей життя в наметах добре зарекомендували себе перетворювачі для газорозрядних ламп. Батарейне освітлення – річ дуже дорога. Набагато дешевше використовувати як джерело енергії автомобільний акумулятор. Лампи розжарювання 10 або 15 Вт практично достатньо для освітлення всередині намету. У той самий час, за однієї й тієї енергії світловий потік від газорозрядної лампи значно більше, оскільки її ККД набагато вище, ніж в традиційної лампи розжарювання. Крім того, додаткова перевага газорозрядної лампи полягає в тому, що джерело світла – не точкове, так що освітлення буде більш рівномірним.

Наводжу опис двох перетворювачів для газорозрядних ламп; для обох необхідна напруга живлення 12В. Перший використовується для ламп потужністю 6 Вт, а другий - для ламп 18 Вт.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Принципова схема перетворювача для газорозрядних ламп 6 Вт
Рис. 1. Принципова схема перетворювача газорозрядних ламп 6 Вт

Перетворювач для газорозрядних ламп 6 Вт. Його важлива схема наведена на рис.1. Конденсатор С1 заряджається через резистори Р1 та R1. Коли напруга на конденсаторі досягає близько 0,6, відкривається транзистор Т1. Струм колектора створює з допомогою обмотки п1 магнітне поле. Під дією змін магнітного потоку в обмотці п2 індукується напруга, яка додається до напруги, що є на конденсаторі С1. Перебіг процесу забезпечується належним підключенням початку та кінця обмотки n2. Зі збільшенням струму бази транзистор Т1 виявляється у стані насичення; збільшення струму колектора припиняється. Разом з цим припиняється зростання магнітного потоку в осерді трансформатора. Якщо магнітний потік перестає змінюватися, індукована напруга не виникає.

Струм бази транзистора Т1 різко падає. Внаслідок цього зменшується і струм колектора. Як тільки магнітний потік починає зменшуватися, напруга, що індукується на кінцях обмотки зворотного зв'язку змінює полярність, тому воно віднімається з напруги на конденсаторі С1. Транзистор Т1 закривається. Внаслідок наявності позитивного зворотного зв'язку, процеси відкривання та закривання відбуваються дуже швидко. Описаний процес періодично повторюється. Частота коливань залежить від опору потенціометра Р1. Чим менший опір, тим більше струм зарядки і, отже, тим вища частота коливань. Розмір опору R2 визначає струм бази транзистора Т1. За допомогою цього опору коефіцієнт корисної дії блокінг-генератора можна налаштувати оптимальну величину. Форма сигналу на колекторі транзистора схематично показано на рис.2.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Форма сигналу на колекторі транзистора T1
Рис. 2. Форма сигналу на колекторі транзистора T1

Трансформатор Тr намотується на феритовому сердечнику. У дослідному екземплярі приладу був використаний горщиковий (сегментний) сердечник з діаметром 26 мм, А_L= 630, фірми " Siemens " . У цьому випадку частота коливань використаних газорозрядних ламп становила 40 кГц. Послідовність намотування обмоток трансформатора показана на рис.3. Обмотка nЗ забезпечує напругу запалювання для газорозрядної лампи. Ємність конденсатора С2 визначає величину струму, що протікає в лампі. Чим більша ця ємність, тим менший ємнісний опір Х_C і, отже, тим більше струм, що протікає в лампі. Зі зростанням струму збільшується і величина світлового потоку, що випускається лампою.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Послідовність намоток обмоток трансформатора
Рис. 3. Послідовність намотоку обмоток трансформатора

Газорозрядна лампа є, насправді, заповнену газом розрядну трубку. У ньому з'являється газовий розряд низького тиску. УФ-випромінювання перетворюється на видиме світло за допомогою люмінесцентного порошку, нанесеного на стінки лампи. Переваги газорозрядних ламп в тому, що їх термін служби набагато більше, ніж у ламп розжарювання, і при однаковій споживаній потужності кількість світла, що випускається (світловий потік), у люмінесцентних ламп також набагато більше.

Щодо роботи цих ламп необхідно звернути увагу на таке. Для збудження розряду потрібна так звана напруга запалювання. Після запалення розряду в міру збільшення струму необхідно знижувати величину напруги, що прикладається до клем лампи. При роботі лампи у звичайній мережі це завдання виконує послідовно з нею включений дросель.

У нашому випадку це забезпечується блокінг-генератором. Існує багато можливостей для запуску лампи. Суть методу "холодного запуску" в тому, що в момент підключення на лампу подається в 5...10 разів більше напруги. Після запалювання лампи на ній виявляється напруга нормального горіння.

Другим, набагато надійнішим, є спосіб "гарячого запалення". У цьому випадку розігріваються нитки розжарення, що знаходяться на кінцях газорозрядної лампи; потім, у момент їх вимкнення, на лампу подається імпульс напруги, який її запалює. Час затримки забезпечується спеціальною лампою розряду, що тліє (стартером), який застосовується при використанні ламп в електромережі. Недолік цього в тому, що термін служби лампи зменшується. Іншим істотним моментом є те, що тривале напруження ниток лампи значно зменшує ККД перетворювача.

Усі ці моменти враховуються у транзисторному блоці запалювання. У момент включення незаряджений електролітичний конденсатор C3 утворює своєрідне коротке замикання. Цей конденсатор починає заряджатися через резистор R4 і перехід бази-емітера транзистора Т2. Виниклий під впливом струму бази струм колектора призводить до спрацьовування реле J. Контакти реле замикають електроди газорозрядної лампи, і вони розігріваються. Щойно конденсатор C3 заряджається, струм бази транзистора Т2 зникає. Реле розмикається; стрибок напруги, що виник на обмотці пЗ, запалює лампу. Резистор R3 сприяє повному закриванню транзистора Т2. Діод D1 захищає транзистор Т2 від індуктивних стрибків напруги, що виникають у момент вимкнення реле.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Друкована плата перетворювача для газорозрядних ламп 6 Вт
Рис. 4. Друкована плата перетворювача для газорозрядних ламп 6 Вт

Цей перетворювач має захист від підключення акумулятора з неправильною полярністю. При зміні полярності відкривається діод D3 та перегорає запобіжник Bi.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Схема розміщення деталей перетворювача для газорозрядних ламп 6 Вт
Рис. 5. Схема розміщення деталей перетворювача для газорозрядних ламп 6 Вт

Друкована плата перетворювача газорозрядних ламп 6 Вт наведена на рис.4; Схема розміщення деталей на ній показана на рис.5. Ті доріжки, якими проходить великий струм, повинні мати збільшену ширину і бути добре залужені. Для поліпшення тепловідведення між радіатором (рис.6) і транзистором Т1 наноситься тонкий шар силіконової мастила. У дослідному зразку було використано герконове реле з опором обмотки 1 ком на робочу напругу 12 (типу MGR04-А3). Звичайно, тут можна використовувати й інші реле з подібними параметрами. Щоправда, внаслідок іншого розташування висновків необхідно буде дещо модифікувати друковану плату. Щоб уникнути можливих пробоїв, висновки обмоток трансформатора ізолюються тонкими пластиковими трубками.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Конструкція радіатора
Рис. 6. Конструкція радіатора

Параметри трансформатора наведено у табл.1. Горщиковий сердечник пригвинчується до плати мідним або алюмінієвим гвинтом. Між сердечником і друкованою платою міститься гумова прокладка - кріплення сердечника буде пружним, і він не тріскатиметься.

Таблиця 1

Номер обмотки	Число витків	Діаметр дроту, мм	Примітка
n1	17	0,6	Між обмотками n1 та n2 – ізоляція з двох шарів трансформаторного паперу 0,02 мм.
n2	4	0,35
n3	140	0,3

Перетворювач для газорозрядних ламп можна розмістити у пластмасовому корпусі. Щоб уникнути підключення перетворювача в неправильній полярності, доцільно встановити на кінці кабелю живлення роз'єм від "прикурювача".

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Принципова схема перетворювача для газорозрядних ламп 18 Вт
Рис. 7. Принципова схема перетворювача газорозрядних ламп 18 Вт

Налаштування приладу дуже просте. На зібраний перетворювач подається напруга живлення 12 від блоку живлення або автомобільного акумулятора. Вимірюється споживаний струм, і за допомогою потенціометра Р1 його величина встановлюється рівною 200...220 мА. В цьому випадку сила світла газорозрядної лампи буде значною. Робота перетворювача була перевірена лампами різних типів; у всіх випадках він працював нормально. Необхідно стежити, щоб напруга акумулятора знаходилася в діапазоні 10...14 В; лампа запалюється надійно і її світловий потік не змінюється.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Послідовність намоток обмоток трансформатора
Рис. 8. Послідовність намотування обмоток трансформатора

Перетворювач для газорозрядних ламп 18 Вт. Його схема наведена на рис.7, і вона повністю така сама, як і схема на рис.1; відрізняються лише типи та номінали деталей. Звичайно, і принцип дії у них однаковий. Оскільки використовується лампа 18 Вт, транзистор, що перемикає, повинен бути більш потужним; горщикоподібний сердечник трансформатора також має великі розміри. Послідовність обмоток трансформатора схематично показано на рис.8; число витків обмоток та діаметр дроту наведено в табл.2. Збільшення феритового осердя призвело до необхідності модифікації друкованої плати. Друкована плата перетворювача для газорозрядних ламп 18 Вт наведено на рис.9, а схема розміщення деталей на ній – на рис.10. Нитки розжарювання лампи 18 Вт мають велику площу, а тому для надійного запалювання необхідно більше часу, внаслідок чого резистор R4 має більший опір.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Друкована плата перетворювача для газорозрядних ламп 18 Вт
Рис. 9. Друкована плата перетворювача для газорозрядних ламп 18 Вт

Перетворювач для ламп 18 Вт налаштовується так само, як і для ламп 6 Вт. Потенціометром Р1 встановлюється струм 1,1...1,3 А. І тут частота коливань перетворювача приблизно дорівнює 10 кГц, а лампа має значну світловіддачу. При такому налаштуванні та напрузі живлення в діапазоні 10...14 лампа надійно запалюється, а світловий потік практично рівномірний. Цей перетворювач був випробуваний з лампами різних типів та з усіма добре працював.

Газорозрядне освітлення – від акумулятора. Схема розміщення деталей перетворювача для газорозрядних ламп 18 Вт
Рис. 10. Схема розміщення деталей перетворювача для газорозрядних ламп 18 Вт

Таблиця 2

Номер обмотки	Число витків	Діаметр дроту, мм	Примітка
n1	12	0,9	Між обмотками n1 і n2 - два шари ізолюючого трансформаторного паперу 0,02 мм; між обмотками n2 і n3 - три шари цього паперу
n2	4	0,4
n3	135	0,4
Сердечник: N22 AL600, діаметром 35 мм

Rediotechnika Evkonyve 2000, переклад А. Бєльського; Публікація: radioradar.net

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

Вплив мікробів на геологічні процеси Землі 08.05.2019

Мікробіологи з Університету Теннессі (США) з'ясували, що мікроби відіграють велику роль - майже таку ж, як вулкани, - у геологічних процесах, внаслідок яких вуглець переноситься із поверхні землі на глибину.

У землі міститься величезна кількість вуглецю - навіть більше, ніж в атмосфері або в океанах, згідно з оцінками вчених. Частина цього вуглецю повільно вивільняється з гірських порід у вигляді СО2 (вуглекислого газу) через вулкани та гарячі джерела, це є важливою частиною природного кругообігу вуглецю. При цьому вулкани викидають в атмосферу навіть більше вуглекислоти, ніж людина. Мікроби ж, як виявилося, можуть трохи затримати цей викид.

Дослідники змогли зробити такий висновок, вивчивши зону субдукції Коста-Ріки – місце, де дно океану (інакше: океанічна кора) занурюється під континентальну плиту. Результати показали, що мікроби поглинають і затримують невелику, але вимірну кількість вуглецю, який "тоне" в траншеї біля узбережжя Тихого океану в Коста-Ріці. Мікроби також можуть брати участь у хімічних процесах, які витягують ще більше вуглецю, залишаючи цементоподібні "вени" мінералу кальциту в корі.

Несподівані результати мають значення для оцінки того, скільки вуглецю переміщається з поверхні Землі в її внутрішню частину, особливо в геологічних часових масштабах. Дослідження є частиною проекту Subduction біологічної обсерваторії Deep Carbon Meets.

Інші цікаві новини:

▪ Luminous Carpet - розумний провідник у просторі

▪ Тривимірне УЗД

▪ КМОП-регулятор напруги LP3883

▪ Двохдіапазонний високошвидкісний повторювач ASUS RP-AC87

▪ Застосування компонентів модульного смартфона Ara для електроніки, що носиться.

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Антени. Добірка статей

▪ стаття Етапи великого шляху. Крилатий вислів

▪ статья Яка тварина зображена на логотипі браузера Mozilla Firefox? Детальна відповідь

▪ стаття Старший телеоператор технічного відділу Посадова інструкція

▪ стаття Ремонт та модернізація побутового холодильника. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Гальмо в яйці. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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