40 watt Elektronik Balast Devresi

Önerilen 40 watt'lık elektronik balast, herhangi bir 40 watt floresan tüpü yüksek verimlilik ve optimum parlaklık ile aydınlatmak için tasarlanmıştır.

Önerilen elektronik floresan balastın PCB yerleşimi, torroid ve tampon boğucu sargı ayrıntılarıyla birlikte sağlanır.

Giriş

Gelecek vaat eden ve hakkında en çok konuşulan LED teknolojisi bile, belki de modern elektronik flüoresan balast ışıklarına eşit ışıklar üretemiyor. Böyle bir elektronik tüp ışığının devresi, LED ışıklardan daha iyi verimlilikle burada tartışılmaktadır.

Sadece on yıl önce elektronik balastlar nispeten yeniydi ve sık görülen arızalar ve yüksek maliyetler nedeniyle genellikle herkes tarafından tercih edilmiyordu. Ancak zaman geçtikçe cihaz bazı ciddi iyileştirmelerden geçti ve daha güvenilir ve uzun ömürlü olmaya başladıkça sonuçlar cesaret vericiydi. Modern elektronik balastlar daha verimli ve arızaya karşı dayanıklıdır.

Elektrikli Balast ve Elektronik Balast Arasındaki Fark

Öyleyse, elektronik floresan balast kullanmanın, eski elektrik balastına kıyasla tam olarak avantajı nedir? Farklılıkları doğru anlamak için sıradan elektrikli balastların nasıl çalıştığını bilmek önemlidir.

Elektrik balastı, bakır telin lamine demir çekirdek üzerine sarılmasıyla yapılan basit bir yüksek akım, şebeke voltajı indüktöründen başka bir şey değildir.

Temel olarak, hepimizin bildiği gibi, bir flüoresan tüpün tutuşması ve elektronların uç filamentleri arasında akmasını sağlamak için yüksek bir başlangıç ​​akımı itişi gerekir. Bu iletim bağlandığında, bu iletimi sürdürmek için akım tüketimi ve aydınlatma minimum hale gelir. Elektrikli balastlar, sadece bu başlangıç ​​akımını 'tekmelemek' için kullanılır ve ardından ateşleme tamamlandığında artırılmış empedans sunarak akım beslemesini kontrol eder.

Elektrikli Balastlarda Starter Kullanımı

Bir marş motoru, gerekli yüksek akımları üretmek için bakır sargının depolanan enerjisinin kullanıldığı aralıklı kontaklar yoluyla ilk 'vuruşların' uygulanmasını sağlar.

Marş motoru, tüp ateşlendiğinde çalışmayı durdurur ve artık balast tüp üzerinden yönlendirildiği için, içinden sürekli bir AC akışı almaya başlar ve doğal özellikleri nedeniyle yüksek empedans sunar, akımı kontrol eder ve optimum ışımayı sürdürmeye yardımcı olur.

Bununla birlikte, gerilimlerdeki farklılıklar ve ideal bir hesaplamanın olmaması nedeniyle, elektrik balastları oldukça verimsiz hale gelebilir, ısı yoluyla çok fazla enerji harcanabilir ve boşa harcanabilir. Gerçekte ölçüm yaparsanız, 40 watt'lık bir elektrik şok armatürünün 70 watt kadar yüksek güç tüketebileceğini göreceksiniz, bu da gereken miktarın neredeyse iki katı. Ayrıca, dahil olan ilk titreşimler takdir edilemez.

Elektronik Balastlar Daha Verimli

Öte yandan elektronik balastlar, verimlilik söz konusu olduğunda tam tersidir. Yaptığım, sadece 0,13 Amper akım @ 230 volt tüketti ve normalden çok daha parlak görünen ışık yoğunluğu üretti. Bu devreyi son 3 yıldan beri sorunsuz bir şekilde kullanıyorlar (uçları karardığında ve daha az ışık üretmeye başladığında bir kez tüpü değiştirmek zorunda kaldım.)

Mevcut okuma, devrenin ne kadar verimli olduğunu, güç tüketiminin yaklaşık 30 watt ve 50 watt'a eşdeğer bir çıkış ışığı olduğunu kanıtlıyor.

Elektronik Balast Devresi Nasıl Çalışır?

Önerilen elektronik floresan balastın çalışma prensibi oldukça basittir. AC sinyali önce bir köprü / kapasitör konfigürasyonu kullanılarak düzeltilir ve filtrelenir. Sonraki, basit bir iki transistörlü çapraz bağlı osilatör aşaması içerir. Düzeltilmiş DC, gerekli yüksek frekansta hemen salınmaya başlayan bu aşamaya uygulanır. Salınımlar tipik olarak, bağlı tüpü ateşlemek ve aydınlatmak için kullanılmadan önce bir indüktör aracılığıyla uygun şekilde tamponlanan kare dalgadır. Şemada, basit değişikliklerle kolayca 230 volt modele dönüştürülebilen 110 V versiyonu gösterilmektedir.

Aşağıdaki resimler, sıradan parçalar kullanılarak evde ev yapımı bir elektronik 40 watt'lık elektronik floresan balast devresinin nasıl oluşturulacağını açıkça açıklamaktadır.

PCB Bileşen Düzeni

UYARI: LÜTFEN BESLEME GİRİŞİNE BİR HAREKET VE TERMİSTER DAHİL OLUN, AKSİ TAKDİRDE DEVRE HERHANGİ BİR ANDA ÖNGÖRÜLEBİLİR VE PATLAMA OLABİLİR.

AYRICA, DAHA İYİ VERİMLİLİK VE DAHA UZUN ÖMÜR İÇİN TRANSİSTÖRLERİ AYRI 4 * 1 İNÇ SOĞUTUCULAR ÜZERİNE MONTE EDİN.

PCB Parça Düzeni

Torroid İndüktör

Choke Indüktör

Parça listesi

• R1, R2, R5 = 330K MFR% 1
• R3, R4, R6, R7 = 47 Ohm, CFR% 5
• R8 = 2,2 Ohm, 2 watt
• C1, C2 = 0.0047 / 400V PPC, 220V için, 0.047uF / 400V, 110V AC giriş için
• C3, C4 = 0.033 / 400V PPC
• C5 = 4.7uF / 400V Elektrolitik
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• T1 ve T2 için soğutucu gereklidir.

İkiz 40 Watt Floresan Tüpler için Elektronik Balast Devresi

Aşağıdaki bir sonraki konsept, aktif güç düzeltmesi ile iki 40 watt floresan tüpü çalıştırmak veya çalıştırmak için basit ama son derece güvenilir bir elektronik balast devresinin nasıl oluşturulacağını açıklamaktadır.

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

IC'nin Ana Elektriksel Özellikleri

Uluslararası Doğrultucu Kontrol IC'leri, toprak giriş uçlarına referansla mantık seviyesi aracılığıyla alçak ve yüksek taraf MOSFET'leri veya lGBT'leri çalıştırmak için uygun monolitik güç entegre devreleridir.

600 VDC'ye kadar dengeli çıkış voltajı işlevselliğine sahiptirler ve sıradan sürücü transformatörlerinin aksine,% 0'dan% 99'a kadar neredeyse tüm görev döngüleriyle süper temiz dalga formları getirebilirler.

IR215X dizisi aslında Control IC ailesinin yakın zamanda temin edilebilen bir aksesuarıdır ve daha önce bahsedilen özelliklerin yanı sıra, ürün performans açısından LM 555 zamanlayıcı IC ile karşılaştırılabilir bir üst uç kullanır.

Bu tür sürücü yongaları, geliştiriciye tamamen alternatif RT ve CT bileşenlerinin yardımıyla kendi kendine salınımlı veya koordineli yalpalama yetenekleri sağlar Aşağıdaki şekle bakın

Parça listesi

• Ct / Rt = aşağıda verilen diyagramlarda verilenle aynı
• alt diyotlar = BA159
• Mosfetler: aşağıdaki diyagramlarda önerildiği gibi
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0.01uF / 630V PPC
• L1 = Aşağıdaki şemada önerildiği gibi, bazı deneylere ihtiyaç olabilir

Aynı şekilde, çıkışlar arasında orta derecede 1,2 mikrosaniye ölü zaman sunan ve yarım köprü güç cihazlarını çalıştırmak için yüksek taraf ve alçak taraf bileşenlerini değiştiren dahili devrelere sahiptirler.

Osilatör Frekansının Hesaplanması

Kendi kendine salınımlı forma dahil edildiğinde, salınım frekansı basitçe şu şekilde hesaplanır:

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

Üç erişilebilir kendinden salınımlı cihaz IR2151, IR2152 ve IR2155'tir. IR2I55, tr = 80 ns ve tf = 40 ns ile 1000 pF kapasitif yükü döndürecek daha önemli çıktı tamponlarına sahip görünüyor.

Küçük güç başlatma ve 150 ohm RT beslemesi içerir. IR2151, 100 ns ve 50 ns'lik tr ve tf'ye sahiptir ve IR2l55'e çok benzer performans gösterir. IR2152, Rt'den Lo'ya faz cambio olmasına rağmen IR2151'den ayırt edilemez. IR2l5l ve 2152, 75 ohm Rt kaynağı içerir (Denklem l.)

Bu tür balast sürücülerinin genellikle düzeltilmiş AC giriş voltajı ile donatılması amaçlanmıştır ve sonuç olarak bunlar, minimum sessiz akım için tasarlanmıştır ve DC üzerinden yalnızca bir sınırlama direncinin son derece iyi çalışmasını sağlamak için hala bir 15V dahili şönt regülatörüne sahiptir. düzeltilmiş bara voltajı.

Zero Crossing ağını yapılandırma

Yine Şekil 2'ye baktığımızda, sürücünün senkronizasyon potansiyelinin farkında olun. Lamba devresiyle birlikte sıralı her iki arka arkaya diyot, lamba akımı için bir sıfır geçiş detektörü olarak verimli bir şekilde yapılandırılır. Lamba çarpmasının önünde, rezonans devresi L, Cl ve C2'yi bir dizide içerir.

Cl, rezonans devresinin başarılı bir şekilde L ve C2 olması için düşük reaktansa sahip bir DC engelleme kapasitörüdür. Rezonansta C2 etrafındaki voltaj, L ve C2'nin Q faktörü yoluyla yükseltilir ve lambaya çarpar.

Rezonans Frekansı Nasıl Belirlenir

Lamba çarptığı anda, C, lamba potansiyeli düşüşü tarafından uygun şekilde kısa devre edilir ve bu noktada rezonans devresinin frekansı L ve Cl tarafından belirlenir.

Bu, AC akımının sıfır geçişini algılayarak ve sürücü osilatörünü düzenlemek için ortaya çıkan voltajdan yararlanarak koordine edilmeden önce olduğu gibi, standart işlemler sırasında bazı daha düşük rezonans frekansında bir değişikliğe yol açar.

Sürücü hareketsiz akımla birlikte, DC besleme akımında, uygulama devresinin bir işlevselliği olan birkaç ek eleman bulacaksınız:

Akım ve Şarj Deşarj Parametrelerinin Değerlendirilmesi

l) Güç FET'lerinin giriş kapasitansının yüklenmesinin bir sonucu olarak akım

2) Uluslararası Doğrultucu kapısı sürücü cihazlarının bağlantı izolasyon kapasitansının şarj edilmesi ve boşaltılmasından kaynaklanan akım. Mevcut ark yükünün her bir bileşeni ve bu nedenle kurallara bağlı kalın:

• Q = CV

Sonuç olarak, güç cihazı giriş kapasitanslarını şarj edip deşarj edebilmek için, beklenen şarjın kapı sürücü voltajının ve gerçek giriş kapasitelerinin bir ürünü olabileceği ve ayrıca önerilen giriş gücünün özellikle orantılı olacağı gözlemlenebilir. yük ve frekansın ve gerilimin karesinin çarpımı:

• Güç = QV ^ 2 x F / f

Yukarıda belirtilen dernekler, gerçek bir balast devresi yaparken aşağıdaki faktörleri önerir:

1) azalan indüktör boyutuna göre en küçük çalışma frekansını seçin

2) daha az iletim eksikliğine sahip (şarj özelliklerini en aza indiren) güvenilir güç cihazları için en kompakt kalıp hacmini seçin

3) Normalde DC bara voltajı seçilir, ancak, bir alternatif varsa, minimum voltajı kullanın.

NOT: Şarj, anahtarlama hızının bir işlevi değildir. İletilen yük, 10 mikrosaniye veya 10 mikrosaniye geçiş süreleri açısından çok aynıdır.

Bu noktada, kendiliğinden salınan sürücüler kullanılarak elde edilebilecek birkaç yararlı balast devresini dikkate alacağız. Muhtemelen en çok sevilen flüoresan aydınlatma armatürü, ortak bir reflektörde genellikle birkaç tipik Tl2 veya TS lamba kullanan 'Double 40' tipi olabilir.

Aşağıdaki şekillerde bir çift önerilen balast devresi gösterilmektedir. Birincisi, minimum güç faktörü devresidir, diğeri ise> 0.95 güç faktörü elde etmek için yeni bir diyot / kapasitör ayarlarıyla çalışır. Şekil 3'te kanıtlanmış düşük güç faktörü devresi, 320 VDC'lik orta düzeyde bir DC veri yolu oluşturmak için 115 VAC veya 230 VAC 50/60/400 Hz girişleri memnuniyetle karşılar.

İkiz 40 Watt Balast Devre Şeması

Giriş redresörlerinin AC giriş voltajının tepe noktalarına çok yakın bir yerde çalıştığı göz önüne alındığında, giriş güç faktörü sinüzoidal olmayan bir akım dalgası formu ile yaklaşık 0,6 gecikmeli.

Bu tür bir redresör, bir değerlendirme devresi veya düşük güçlü kompakt flüoresan dışında hiçbir şey için tavsiye edilmez ve şüphesiz, güç kaynağı cihazlarındaki harmonik akımlar ek olarak güç kalitesi kısıtlamaları ile azaldığı için istenmeyen hale gelebilir.

IC, yalnızca Çalıştırmak için bir Sınırlayıcı Direnç kullanır

Uluslararası Doğrultucu IR2151 Kontrol IC'nin, bir sınırlayıcı direnç yoluyla doğrudan DC veri yolu dışında gerçekleştirdiğini ve verilen ilişkiye uygun olarak 45 kHz'e yakın bir hızda döndüğünü gözlemleyin:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75ohm) x Ct

Yüksek taraf anahtar kapısı sürücüsü için güç, 0.1 pF'lik bir önyükleme kapasitöründen kaynaklanır ve bu, V5'in (kurşun 6) düşük taraf güç anahtarı iletimi içinde aşağıya sürüklendiği her zaman kabaca 14V'a kadar şarj edilir.

Önyükleme diyotu l IDF4, yüksek taraf değişimi gerçekleştirir iletmez DC bara gerilimini önler.

Hızlı bir kurtarma diyotu (<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.

Yarım köprüdeki yüksek frekans çıkışı, aslında son derece hızlı geçiş dönemlerine sahip (yaklaşık 50 ns) bir kare dalgadır. Hızlı dalga cephelerinde anormal genişletilmiş seslerden kaçınmak için, geçiş sürelerini yaklaşık 0,5 ps'ye düşürmek için 0,5W 10 ohm ve 0,001 pF'lik bir söndürücü kullanılır.

Yerleşik Ölü Zaman Tesisine Sahip

Yarım köprüdeki ateşleme akımlarını durdurmak için IR2151 sürücüsünde 1,2 ps'lik yerleşik bir ölü zamanımız olduğunu gözlemleyin. 40 watt floresan lambalar, her biri kendi L-C rezonans devresini kullanarak paralel olarak kontrol edilir. Güç seviyesine uyacak şekilde ölçülen tek bir iki MOSFET setinden yaklaşık dört tüplü devre çalıştırılabilir.

Lamba devresi için reaktans değerleri, L-C reaktans tablolarından veya seri rezonans formülünden seçilir:

• f = 1 / 2pi x LC'nin karekökü

Lamba devrelerinin Q değeri, genellikle RT ve CT toleranslarına bağlı olarak farklılık gösterebilen sabit bir nüks oranından işlev görmenin avantajları nedeniyle oldukça küçüktür.

Floresan ışıklar genellikle aşırı derecede yüksek vurucu voltajlara ihtiyaç duymazlar, bu nedenle 2 veya 3 Q yeterlidir. 'Düz Q' eğrileri genellikle daha büyük indüktörlerden ve küçük kapasitör oranlarından kaynaklanır;

Q = 2pi x fL / R, burada R genellikle daha büyüktür çünkü çok daha fazla dönüş kullanılır.

Tüp filaman ön ısıtma sırasında yumuşak başlatma, PTC kullanılarak ucuz bir şekilde kontrol altına alınabilir. her lambanın etrafında termistörler.

Bu şekilde, lamba boyunca voltaj RTC olarak sürekli artar. En sonunda sıcak filamanlarla birlikte çarpma gerilimi elde edilene ve lamba yanana kadar kendi kendine ısınır.