40 watin elektroninen liitäntäpiiri

Ehdotettu 40 watin elektroninen liitäntälaite on suunniteltu valaisemaan kaikki 40 watin loistelamput suurella hyötysuhteella ja optimaalisella kirkkaudella.

Ehdotetun elektronisen fluoresoivan liitäntälaitteen PCB-asettelu tarjotaan myös yhdessä torroidin ja puskurikuristinkäämityksen yksityiskohtien kanssa.

Johdanto

Jopa lupaava ja eniten puhuttu LED-tekniikka ei ehkä pysty tuottamaan valoja, jotka ovat yhtä suuret kuin modernit elektroniset loistelamput. Yhden tällaisen elektronisen putkivalon piiriä käsitellään täällä, hyötysuhde parempi kuin LED-valot.

Vain kymmenen vuotta sitten elektroniset liitäntälaitteet olivat suhteellisen uusia, eivätkä kaikki yleensä pitäneet yleisten vikojen ja korkeiden kustannusten takia. Mutta ajan myötä laite koki joitain vakavia parannuksia ja tulokset olivat rohkaisevia, kun niistä alkoi tulla luotettavampia ja kestävämpiä. Nykyaikaiset elektroniset liitäntälaitteet ovat tehokkaampia ja kestävämpiä.

Ero sähköisen liitäntälaitteen ja elektronisen liitäntälaitteen välillä

Joten mikä on elektronisen hehkuvalolastin käytön täsmällinen etu verrattuna vanhaan sähköiseen liitäntälaitteeseen? Erojen ymmärtämiseksi oikein on tärkeää tietää, kuinka tavalliset sähköiset liitäntälaitteet toimivat.

Sähköinen liitäntälaite ei ole muuta kuin yksinkertainen suurivirtainen verkkojännite-induktori, joka tehdään käämittämällä useita kuparilangan kierroksia laminoidun rautasydämen päälle.

Pohjimmiltaan, kuten me kaikki tiedämme, loisteputki vaatii suurta alkuvirtapainetta sytyttääkseen ja saamaan elektronit virtaamaan kytkeytymään päätelankojensa väliin. Kun tämä johto on kytketty, virrankulutus ylläpitää tätä johtumista ja valaistus muuttuu minimaaliseksi. Sähköisiä liitäntälaitteita käytetään vain 'käynnistämään' tämä alkuvirta ja sitten ohjaamaan virran syöttöä tarjoamalla suurempaa impedanssia, kun sytytys on valmis.

Käynnistimen käyttö sähköisissä liitäntälaitteissa

Käynnistin varmistaa, että alkupotkut suoritetaan ajoittaisten koskettimien kautta, jolloin kuparikäämityksen varastoitua energiaa käytetään tarvittavien suurten virtojen tuottamiseen.

Käynnistin lakkaa toimimasta, kun putki syttyy ja nyt kun liitäntälaite ohjataan putken läpi, se alkaa saada jatkuvaa vaihtovirtaa sen läpi ja tarjoaa sen luonnollisten ominaisuuksiensa vuoksi korkean impedanssin, säätämällä virtaa ja auttamalla ylläpitämään optimaalista hehkua.

Jännitteiden vaihteluista ja ihanteellisen laskennan puuttumisesta johtuen sähköiset liitäntälaitteet voivat kuitenkin olla melko tehotonta, haihduttavia ja tuhlaavia paljon energiaa lämmön kautta. Jos mitat todella, huomaat, että 40 watin sähköinen rikastin voi kuluttaa jopa 70 wattia tehoa, melkein kaksinkertainen vaadittu määrä. Myöskään ensimmäisiä välkähdyksiä ei voida arvostaa.

Elektroniset liitäntälaitteet ovat tehokkaampia

Elektroniset liitäntälaitteet ovat toisaalta päinvastoin tehokkuuden suhteen. Rakentamani kului vain 0,13 ampeeria virtaa @ 230 volttia ja tuotti valon voimakkuutta, joka näytti paljon kirkkaammalta kuin normaalisti. Ne ovat käyttäneet tätä virtapiiriä viimeisten 3 vuoden ajan ilman minkäänlaisia ​​ongelmia (vaikka minun täytyi vaihtaa putki kerran, kun se mustui päistään ja alkoi tuottaa vähemmän valoa.)

Nykyinen lukema itse osoittaa, kuinka tehokas piiri on, virrankulutus on vain noin 30 wattia ja lähtövalo vastaa 50 wattia.

Kuinka elektroninen liitäntälaite toimii

Sen toimintaperiaate ehdotetusta elektronisesta hehkuvasta liitäntälaitteesta on melko yksinkertainen. AC-signaali korjataan ensin ja suodatetaan käyttämällä silta / kondensaattorikonfiguraatiota. Seuraava käsittää yksinkertaisen kahden transistorin ristikytketyn oskillaattorin vaiheen. Tasoitettu tasavirta syötetään tähän vaiheeseen, joka alkaa välittömästi värähtelemään vaaditulla suurella taajuudella. Värähtelyt ovat tyypillisesti neliöaaltoja, jotka puskuroidaan asianmukaisesti induktorin kautta ennen kuin sitä lopulta käytetään liitetyn putken sytyttämiseen ja valaisemiseen. Kaavio esittää 110 V: n version, joka voidaan helposti muuttaa 230 voltin malliksi yksinkertaisilla muutoksilla.

Seuraavissa kuvissa selitetään selvästi, miten kotitekoinen elektroninen 40 watin elektroninen loistelamppu voidaan käyttää kotona tavallisilla osilla.

Piirilevykomponenttien asettelu

VAROITUS: LISÄÄ MOVE JA LÄMPÖTILA TOIMITTIMEN TULOSSA, Muussa tapauksessa virtapiiristä tulee huomaamaton ja se voi puhaltaa milloin tahansa.

ASENNA MYÖS TRANSISTORIT YLI ERITTÄIN, 4 * 1 TUUMAN LÄMPÖALTAAT, PAREMMAN TEHOKKUUDEN JA PITKEMMÄN ELÄMÄN OSALTA.

PCB-raidan asettelu

Torroid-kela

Rikastin kela

Osaluettelo

• R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
• R3, R4, R6, R7 = 47 ohmia, CFR 5%
• R8 = 2,2 ohmia, 2 wattia
• C1, C2 = 0,0047 / 400 V PPC 220 V: lle, 0,047 uF / 400 V 110 V AC -tulolle
• C3, C4 = 0,033 / 400 V PPC
• C5 = 4,7uF / 400V elektrolyyttinen
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• Jäähdytyselementti vaaditaan T1: lle ja T2: lle.

Elektroninen liitäntäpiiri 40 watin loisteputkille

Seuraava alla oleva käsite selittää, kuinka rakennetaan yksinkertainen mutta erittäin luotettava elektroninen liitäntäpiiri kahden 40 watin loisteputken ajamiseksi tai käyttämiseksi aktiivisella tehonkorjauksella.

Kohteliaisuus: https://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-995a.pdf

Piirin tärkeimmät sähköiset ominaisuudet

Kansainväliset tasasuuntaajanohjauspiirit ovat monoliittisia teho-integroituja piirejä, jotka soveltuvat matalan ja korkean puolen MOSFETien tai lgbt: n käyttämiseen logiikkatasolla maadoitusjohtimiin viitaten.

Niillä on jopa 600 VDC: n tasapainotettu ulostulojännitetoiminto, ja toisin kuin tavalliset ohjainmuuntajat, ne voivat tuottaa erittäin puhtaita aaltomuotoja käytännöllisesti katsoen millä tahansa käyttöjaksolla 0-99%.

IR215X-sekvenssi on itse asiassa äskettäin saatavilla oleva lisävaruste Control IC -perheeseen, ja edellä mainittujen ominaisuuksien lisäksi tuotteessa on huippuluokan suorituskyky, joka on suorituskyvyltään verrattavissa LM 555 -ajastin-IC: hen.

Tämäntyyppiset ohjainpiirit antavat kehittäjälle itsevärähtely- tai koordinoidut värähtelyominaisuudet puhtaasti vaihtoehtoisten RT- ja CT-komponenttien avulla. Katso alla oleva kuva

Osaluettelo

• Ct / Rt = sama kuin annettu alla olevissa kaavioissa
• alemmat diodit = BA159
• Mosfets: kuten alla olevissa kaavioissa suositellaan
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0,01 uF / 630 V PPC
• L1 = Kuten alla olevassa kaaviossa suositellaan, saattaa tarvita kokeiluja

Heillä on myös sisäänrakennettu piiri, joka tarjoaa kohtuullisen 1,2 mikrosekunnin kuolleen ajan lähtöjen ja ylä- ja matalan sivukomponenttien välillä puolisillan voimalaitteiden ajamiseksi.

Oskillaattorin taajuuden laskeminen

Aina kun se sisällytetään itsensä värähtelevään muotoon, värähtelytaajuus lasketaan yksinkertaisesti seuraavasti:

f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 ohm) x Ct

Kolme käytettävissä olevaa itsensä värähtelevää laitetta ovat IR2151, IR2152 ja IR2155. IR2I55: lla näyttää olevan merkittävämpiä lähtöpuskureita, jotka kääntävät 1000 pF: n kapasitiivisen kuorman tr = 80 ns ja tf = 40 ns.

Se sisältää pienen virran käynnistyksen ja 150 ohmin RT-syötteen. IR2151: llä on tr ja tf 100 ns ja 50 ns, ja se on samanlainen kuin IR2l55. IR2152: ta ei voida erottaa IR2151: stä, vaikkakin vaihekambion kanssa Rt: stä Lo: iin. IR2l5l ja 2152 sisältävät 75 ohmin Rt-lähteen (yhtälö l.)

Tämän tyyppiset liitäntälaitteet ovat yleensä tarkoitettu varustetuksi tasasuuntaistetulla vaihtovirran tulojännitteellä, ja näin ollen ne on tarkoitettu minimaaliseen lepovirtaan ja niissä on silti sisäänrakennettu l5V: n shuntisäädin sen varmistamiseksi, että vain yksi rajoittava vastus toimii erittäin hyvin tasavirran kautta oikaistu väyläjännite.

Zero Crossing -verkon määritys

Kun taas katsot kuvaa 2, ole tietoinen ohjaimen synkronointipotentiaalista. Molemmat taaksepäin diodit linjassa lamppupiirin kanssa on konfiguroitu tehokkaasti nollaristeilijäksi lampun virralle. Lampun iskun edessä resonanssipiiri sisältää L: n, Cl: n ja C2: n kaikki merkkijonossa.

Cl on tasavirtaa estävä kondensaattori, jolla on pieni reaktanssi, jotta resonanssipiiri on onnistuneesti L ja C2. C2: n ympärillä oleva jännite vahvistetaan L: n ja C2: n Q-kertoimella resonanssilla ja osuu lamppuun.

Kuinka resonanssitaajuus määritetään

Heti kun lamppu lyö, C on oikosulussa lampun potentiaalihäviöllä, ja L ja Cl määrittävät resonanssipiirin taajuuden tässä vaiheessa.

Tämä johtaa muutokseen pienemmälle resonanssitaajuudelle vakiotoimintojen aikana, aivan kuten ennen koordinointia havaitsemalla vaihtovirran nolla-ylitys ja hyödyntämällä tuloksena olevaa jännitettä kuljettajan oskillaattorin säätämiseksi.

Ohjaimen lepotilan virran lisäksi löydät muutaman lisäelementin tasavirtajännitteestä, jotka ovat hyvin sovelluspiirin toimintoja:

Virran ja latauksen purkautumisparametrien arviointi

l) Virta FET: n tulokapasitanssin lataamisen seurauksena

2) virta, joka syntyy kansainvälisen tasasuuntaajan porttiohjainlaitteiden liitoseristyskapasitanssin lataamisesta ja purkamisesta. Jokainen nykyisen kaaren lataus-relatcd-komponentti noudattaa sääntöjä:

• Q = CV

Tästä syystä voitiin kätevästi havaita, että voidakseen ladata ja purkaa virtalähteen tulokapasitansseja, odotettu varaus voi olla tulo hilaohjausjännitteestä ja todelliset tulokapasitanssit ja myös suositeltu tuloteho ovat erityisesti suhteessa latauksen ja taajuuden ja jännitteen tulo neliöin:

• Teho = QV ^ 2 x F / f

Edellä mainitut yhdistykset ehdottavat seuraavia tekijöitä, kun tehdään todellinen liitäntäpiiri:

1) valitse pienin toimintataajuus induktorikoon pienenemisen mukaan

2) valitse pienimmän suuttimen tilavuus voimalaitteille, jotka ovat luotettavia pienemmillä johtumisvajeilla (mikä minimoi latausmääritykset)

3) DC-väyläjännite valitaan normaalisti, mutta jos on olemassa vaihtoehto, käytä minimijännitettä.

HUOMAUTUS: Lataus ei yksinkertaisesti ole kytkentänopeuden toiminto. Lähetetty varaus on aivan sama I0 ns: n tai 10 mikrosekunnin siirtymäajan suhteen.

Otamme tässä vaiheessa huomioon muutaman hyödyllisen liitäntäpiirin, jotka voidaan saavuttaa käyttämällä itsensä värähteleviä ohjaimia. Todennäköisesti suosituin loisteputkivalaisin voi olla ns. Double 40 -tyyppi, jossa käytetään usein pari tyypillistä Tl2- tai TS-lamppua yhteisessä heijastimessa.

Pari suositeltua liitäntäpiiriä on esitetty seuraavissa kuvissa. Ensimmäinen on pienin tehokerroinpiiri yhdessä muiden uusien diodi / kondensaattori-asetusten kanssa tehokertoimen saavuttamiseksi> 0,95. Kuvassa 3 osoitettu pienempi tehokerroinpiiri tukee 115 VAC: n tai 230 VAC: n 50/60/400 Hz: n tuloja kohtuullisen 320 VDC: n DC-väylän muodostamiseksi.

Twin 40 watin painolastipiirikaavio

Ottaen huomioon, että tulotasasuuntaajat toimivat vain lähellä vaihtovirtajännitteen huippuja, tulotehokerroin on noin 0,6 jäljessä ei-sinimuotoisen virran aaltomuodon kanssa.

Tällaista tasasuuntaajatyyppiä ei yksinkertaisesti suositella lainkaan lukuun ottamatta arviointipiiriä tai pienitehoista pienloistelamppua, ja epäilemättä siitä voi tulla epätoivottavaa, koska virtalähteen rajoitukset vähentävät virtalähteiden harmonisia virtoja.

IC käyttää vain rajoittavaa vastusta toimiakseen

Huomaa, että kansainvälinen tasasuuntaaja IR2151 Control IC toimii suoraan DC-väylän ulkopuolella rajoittavan vastuksen ja nivelten avulla lähellä 45 kHz: tä annetun suhteen mukaan:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 ohm) x Ct

Korkean sivukytkimen porttikäytön teho syntyy 0,1 pF: n bootstrap-kondensaattorista, joka ladataan noin 14 V: iin milloin tahansa, kun V5 (johto 6) vedetään matalalle matalan puolen virtakytkimen johtamisessa.

Käynnistysdiodi l IDF4 estää DC-väyläjännitteen heti, kun korkea sivumuunnos tapahtuu.

Nopea palautumisdiodi (<100 ns) is necessary to be certain that the bootstrap capacitor will not be moderately discharged since the diode comes back and obstructs the high voltage bus.

Puolisillan korkeataajuinen lähtö on itse asiassa neliöaalto, jolla on erittäin nopeat siirtymäajat (noin 50 ns). Nopean aallon etenemisen epänormaalien pitkittyneiden äänien välttämiseksi käytetään 0,5 W: n 10 ohmin ja 0,001 pF: n kennoa kytkentäjaksojen minimoimiseksi vain noin 0,5 ps: iin.

Sisältää sisäänrakennetun Dead Time Facility -ominaisuuden

Huomaa, että IR2151-ohjaimessa on sisäänrakennettu 1,2 ps: n kuollut aika lopettaa läpivirtaukset puolisillassa. 40 watin loistelamppuja ohjataan rinnakkain, joista kukin käyttää omaa L-C-resonanssipiirinsä. Noin neljää putkipiiriä voitiin käyttää yhdestä kahdesta MOSFET-sarjasta mitattuna vastaamaan tehotasoa.

Lampun piirin reaktanssiarvot valitaan L-C-reaktanssitaulukoista tai sarjaresonanssikaavan kautta:

• f = 1 / 2pi x LC: n neliöjuuri

Lamppupiirien Q on melko pieni yksinkertaisesti johtuen toiminnon eduista kiinteästä toistumisnopeudesta, joka yleensä voi ilmeisesti poiketa RT- ja CT-toleranssien vuoksi.

Loisteputket eivät yleensä tarvitse erittäin korkeita iskuja, joten Q on 2 tai 3. 'Litteät Q' -käyrät ovat usein peräisin suuremmista induktoreista ja pienistä kondensaattorisuhteista, joissa:

Q = 2pi x fL / R, jossa R on usein suurempi, koska käytetään paljon enemmän käännöksiä.

Pehmeä käynnistys putken hehkulangan esikuumennuksen aikana voidaan haluttaessa hillitä käyttämällä PTC: tä. termistorit jokaisen lampun ympärillä.

Tällä tavalla lampun pitkin oleva jännite kasvaa tasaisesti RTC: nä. itsestään kuumenee, kunnes lopulta saavutetaan iskevä jännite yhdessä kuumien filamenttien kanssa ja lamppu syttyy.