ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Chấn lưu điện tử khởi động ấm đa năng cho đèn huỳnh quang T8. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / ánh sáng Tác giả đề xuất thiết kế chấn lưu điện tử cho đèn huỳnh quang T8, lắp ráp trên vi mạch chuyên dụng ICB1FL02G. Thiết bị được trang bị bộ điều chỉnh nguồn hoạt động, bảo vệ khỏi các chế độ khẩn cấp và có bảy tùy chọn khác nhau để kết nối các đèn có công suất khác nhau. Chấn lưu điện tử - chấn lưu điện tử, thường gọi là chấn lưu điện tử, được dùng để đánh lửa và duy trì chế độ hoạt động của đèn phóng điện bằng khí (trong trường hợp này là đèn huỳnh quang). Ưu điểm của chấn lưu điện tử so với van tiết lưu và bộ khởi động thông thường là rõ ràng: không có hiện tượng nhấp nháy đèn khi khởi động, hệ số công suất cao hơn, hệ số xung của quang thông thấp hơn đáng kể, cũng như chi phí thấp hơn, v.v. Ngày nay, hầu hết mọi đèn huỳnh quang dù ở văn phòng hay gia đình đều được trang bị chấn lưu điện tử. Dựa trên thiết kế mạch, chấn lưu điện tử được sản xuất thương mại có thể được chia thành hai loại. Đầu tiên là bộ chuyển đổi nửa cầu có khả năng tự động khởi động dựa trên hai bóng bán dẫn điện áp cao mạnh mẽ của dòng 13007 với bộ hiệu chỉnh nguồn thụ động. Chấn lưu loại này là loại rẻ tiền và phổ biến nhất, hoạt động ở tần số 36...38 kHz. Chấn lưu điện tử thứ hai - đắt tiền hơn, được lắp ráp trên các vi mạch chuyên dụng, có bộ điều chỉnh công suất hoạt động và chức năng khởi động “ấm”. Chúng thường có tần số máy phát là 36...48 kHz và được đặc trưng bởi hệ số xung của thông lượng ánh sáng rất thấp - 2...5%. Để so sánh: đối với một bóng đèn được bật bằng cuộn cảm và bộ khởi động thông thường, xung của luồng ánh sáng xấp xỉ bằng 40...60%, với chấn lưu điện tử rẻ tiền - khoảng 15%. Phiên bản chấn lưu điện tử trên một vi mạch chuyên dụng sẽ được thảo luận trong bài viết này. Đặc điểm kỹ thuật chính
Chấn lưu được lắp ráp trên bộ điều khiển vi mạch chuyên dụng cho chấn lưu điện tử của đèn huỳnh quang - ICB1FL02G do Infineon phát triển. Chấn lưu trên vi mạch này có thiết kế mạch tương tự như chấn lưu trên vi mạch chỉnh lưu quốc tế, chẳng hạn như IR2168, IR2166, nhưng yêu cầu ít yếu tố bên ngoài hơn và như thực tế đã cho thấy, ổn định và đáng tin cậy hơn (đây là ý kiến chủ quan của tác giả) . Sơ đồ thiết bị được hiển thị trong Hình. 1. Đặc điểm nổi bật chính của nó là bảy cấu hình (tùy chọn) để kết nối đèn: 1x18 (một đèn huỳnh quang loại T8 có công suất 18 W), 1x36, 1x58, 2x18, 2x36, 3x18, 4x18 (Hình 2). Mô tả chi tiết về hoạt động của vi mạch được đưa ra trong [1]. Hoạt động của chấn lưu có thể được chia thành ba giai đoạn: làm nóng trước cực âm của đèn, đánh lửa và chế độ vận hành. Việc làm nóng sơ bộ được thực hiện như thế này. Ngay sau khi bật, bộ tạo xung nhịp của chip bắt đầu hoạt động ở tần số khoảng 125 kHz. Sau 10 ms, tần số của nó giảm dần xuống 65 kHz - đây là tần số làm nóng trước, được đặt bởi điện trở R22. Giá trị này cao hơn nhiều so với tần số cộng hưởng của mạch chấn lưu đầu ra L2C14 nên điện áp đặt vào cực âm của đèn sẽ không đủ để đốt cháy chúng. Quá trình làm nóng trước của đèn bắt đầu, thời lượng được đặt bằng điện trở R26 và được chọn trong khoảng từ 0 đến 2 giây (trong trường hợp của chúng tôi - 1 giây). Trong thời gian này tần số không thay đổi. Trong quá trình làm nóng trước, cực âm của đèn sẽ được làm nóng đủ bởi dòng điện tần số cao và khí trong đèn sẽ bắt đầu bị ion hóa một phần. Do đó, quá trình đánh lửa tiếp theo sẽ diễn ra ở chế độ ít “căng thẳng” hơn đối với dây tóc đèn và với dòng điện tăng thấp hơn qua các bóng bán dẫn VT2, VT3. Chức năng làm nóng trước đáng kể, đôi khi nhiều lần, làm tăng tuổi thọ của đèn huỳnh quang một cách đáng kể.
Sau khi hết thời gian khởi động trước, tần số bộ tạo xung nhịp của chip sẽ bắt đầu giảm trở lại trong 40 ms tiếp theo. Khi tiến đến tần số cộng hưởng của mạch L2C14, điện áp đặt từ các bản của tụ C14 đến cực âm của đèn sẽ bắt đầu tăng mạnh và khi đạt tới 600...800 V thì sẽ xảy ra hiện tượng cháy. Nếu tại thời điểm này, điện áp trên cảm biến dòng điện - điện trở R27 đạt đến ngưỡng 0,8 V và điều này có thể xảy ra, chẳng hạn như khi cố gắng bật chấn lưu mà không tải hoặc khi một trong các đèn gặp trục trặc, bộ điều khiển vi mạch sẽ dừng việc giảm thêm tần số của bộ chuyển đổi và bắt đầu tăng trở lại, điều này sẽ làm giảm điện áp trên tụ C14. Điều này được thực hiện để tránh dòng điện và điện áp tăng quá mức ở đầu ra của bộ chuyển đổi. Khi điện áp rơi xuống dưới 0,8 V trên điện trở R27 thì tần số sẽ bắt đầu giảm trở lại. Quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần cho đến khi nhận được tín hiệu đánh lửa thành công. Tín hiệu này là sự xuất hiện của dòng điện hình sin có biên độ không quá 2,5 mA ở đầu vào LVS1 (LVS - Cảm biến điện áp đèn, chân 13) DA1 và điện áp hình thang có dao động không quá 3,2 V ở đầu vào RES (Khởi động lại, chân 12) DA1 . Thời gian đánh lửa tối đa có thể đạt tới 235 ms. Nếu đèn không cháy, vi mạch sẽ chuyển sang chế độ khẩn cấp và dừng chuyển mạch bóng bán dẫn VT2 và VT3. Nếu đánh lửa thành công, DA1 sẽ chuyển sang chế độ hoạt động, tần số của bộ tạo xung nhịp sẽ giảm về giá trị hoạt động được đặt bởi điện trở R18. Tất cả ba giai đoạn hoạt động của chấn lưu: khởi động, đánh lửa và vận hành được minh họa bằng biểu đồ dao động trong Hình 3. 3 (máy hiện sóng nối với chân 9, 1 của đầu nối XS4). Trong bộ lễ phục. Hình 18 cho thấy biểu đồ dao động điện áp ở chế độ vận hành ở trạng thái ổn định với bốn đèn XNUMX W mỗi đèn được kết nối.
Ở chế độ vận hành, các chức năng bảo vệ bổ sung được kích hoạt: EOL (End Of Life) - hết tuổi thọ của đèn, bảo vệ chống lại hoạt động ở chế độ điện dung, bảo vệ chống lại hiệu ứng chỉnh lưu của đèn. Trong trường hợp dòng điện qua đèn tăng mạnh, có thể xảy ra khi đèn hết tuổi thọ sử dụng, dòng điện trong mạch sẽ tăng lên 215 µA: cộng với nguồn điện R14, R16, R21, R23, R30, dây tóc đèn, R17, R15, R13, R12, cảm biến dòng điện bên trong của chip DA1. Điều này sẽ kích hoạt bảo vệ EOL và chấn lưu sẽ tắt. Nếu nửa chu kỳ dương và âm của dòng điện chạy qua mạch này có biên độ không bằng nhau thì điều này có nghĩa là đèn đang hoạt động ở chế độ chỉnh lưu. Nói cách khác, có nhiều dòng điện chạy qua đèn theo một hướng hơn so với hướng kia. Hiệu ứng này là do một trong các cực âm của đèn bị mòn sớm. Trong trường hợp này, chấn lưu cũng chuyển sang chế độ khẩn cấp. Nếu trong quá trình hoạt động của chấn lưu, tiếp điểm trong mạch đèn bị đứt, chẳng hạn do đui đèn bị lỗi hoặc một trong các dây tóc bị cháy, điện trở của mạch sẽ tăng mạnh và giai đoạn đầu ra sẽ chuyển sang hoạt động điện dung, điều này , đến lượt nó, có thể gây ra sự cộng hưởng. Trong trường hợp này, điện áp ở đầu vào RES sẽ vượt quá mức 1,6 V, điều này sẽ kích hoạt bảo vệ và tắt chấn lưu. Ngoài ra, đầu vào LVS1 và RES của vi mạch DA1 được sử dụng để điều khiển kết nối các đèn trong toàn bộ thời gian hoạt động của chấn lưu. Nếu tháo một trong các bóng đèn ra khi chấn lưu đang hoạt động thì chấn lưu sẽ tắt. Bộ hiệu chỉnh công suất tác dụng được lắp ráp trên máy biến áp T1, bóng bán dẫn VT1, diode VD2 và tụ điện C5. Mục đích của nó là làm cho hình dạng của dòng điện tiêu thụ càng gần với hình dạng của điện áp càng tốt, để giảm sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp, từ đó giảm thiểu công suất phản kháng. Nguyên lý hoạt động của nó được mô tả chi tiết trong [1] và [2]. Điểm đặc biệt của bộ hiệu chỉnh này là khả năng hoạt động ở cả Chế độ dẫn truyền tới hạn (CCM) và Chế độ dẫn truyền không liên tục (DCM). Bộ chia R8-R11C6 dùng để điều khiển giá trị tức thời của điện áp nguồn và xác định thời điểm đóng của bóng bán dẫn VT1. Cuộn dây thứ cấp của máy biến áp T1, được nối qua điện trở giới hạn dòng điện R3 với đầu vào PFCZCD (chân 7) của DA1, là cần thiết để xác định thời điểm dòng điện qua cuộn sơ cấp của máy biến áp đạt đến 1. Ngay khi điều này xảy ra, một xung mở sẽ được áp vào cổng của bóng bán dẫn VT1. Cả hai cuộn dây của máy biến áp TXNUMX phải cùng pha. Vi mạch được cấp nguồn ngay giây phút đầu tiên sau khi bật từ mạch R1, R2, R5. Trong tương lai - từ giai đoạn đầu ra thông qua bộ ổn định C12C13R28VD5VD6C10. Để nối bốn bóng đèn với chấn lưu, nhà sản xuất chip khuyến nghị sử dụng hai mạch chấn lưu đầu ra mắc song song, với hai bóng đèn mắc nối tiếp trong mỗi mạch [1]. Nhưng sau đó vấn đề tiếp theo phát sinh. Ngay cả khi có sự chênh lệch một chút về các thông số của mạch LC đầu ra, các cặp đèn có thể không sáng đồng thời, điều này không dễ chịu cho lắm. Mặt khác, việc chiếu sáng bốn bóng đèn mắc nối tiếp là một vấn đề khá khó khăn, vì chúng không có đủ thời gian để làm nóng đủ trong quá trình làm nóng trước và cần nhiều năng lượng hơn để đánh lửa. Ngoài ra, chúng ta không được quên tổn thất trên dây kết nối. Giải pháp là để lại một mạch đầu ra nhưng thêm một máy biến áp giảm áp phụ trợ công suất thấp T2. Nó bù đắp tổn thất tại các điểm giao nhau của đèn, cải thiện khả năng sưởi ấm của đèn và tạo điều kiện cho chúng bắt lửa. Thực nghiệm đã chứng minh rằng công suất của máy biến áp T2 phải bằng 8... 10% tổng công suất của đèn, tỷ số biến đổi phải là 20.30. Khi nối các đèn 1x18, 2x18, 1x36 vào chấn lưu, phải tháo biến áp T2 và các tụ điện ngăn cách C11, C16, C18 để tránh cấp nguồn dư thừa cho đèn. Tài liệu [1] cung cấp cách tính toán tất cả các phần tử chính của chấn lưu, ngoại trừ mạch đầu ra L2C14. Độ tự cảm của cuộn cảm L2 và điện dung của tụ C14 được tính như sau. Công suất đèn tối đa (4x18 hoặc 2x36) P=72 W, tần số hoạt động chọn f=41 kHz, tần số đánh lửa fbỏ qua=48 kHz [1], sử dụng khởi động “ấm”, điện áp đánh lửa tối ưu Ubỏ qua≈700 V. Từ tỉ số năng lượng ta thu được E = P/f = CU2/ 2, do đó C14 = 2P/(fbỏ qua·Bạnbỏ qua2) = 2·72/(48·103· Xuất khẩu2) ≈ 6,1 nF. Từ những cái có sẵn, một tụ điện có công suất 6,8 nF đã được chọn. Bây giờ chúng ta xác định độ tự cảm của cuộn cảm L2. Tần số là f = 1/(2π√LC), do đó L2 = 1/(4π2·С·f2) = 1/(4π26,8 412· Xuất khẩu6) = 2,2 mH. Mặt khác, độ tự cảm của cuộn cảm chấn lưu phải thỏa mãn điều kiện L2 = (Uhố - Uл)·tmở/Iл , bạn ở đâuhố - Cung cấp hiệu điện thế; bạnл - điện áp làm việc trên bóng đèn (điện áp làm việc của bóng đèn 18 W xấp xỉ bằng khoảng 56 V, do đó, Uл=4·56=224 V); tmở - thời gian mở bóng bán dẫn ở f=41 kHz, tmở ≈11,5 μs (theo [1]); TÔIл≈0,33 A - dòng điện hoạt động của đèn. Từ đây L2 = (290 - 224) 11/330 = 2,2 mH. Ta xác định được dòng điện cực đại của cuộn cảm L2 thì nó sẽ bằng dòng điện của tụ C14 tại thời điểm cộng hưởng IL2 =Uđộ phân giải·2π·fđộ phân giải·C = 700·2π·48·1036,8 10-9 = 1,4 A. Chúng tôi chọn mạch từ phù hợp với công suất tổng thể, ví dụ EV25/13/13. Hãy ước tính khoảng cách yêu cầu g: g = (4 10-4·π·L·Itối đa2)/(S·B2), trong đó S là diện tích tiết diện của lõi từ, m (đối với EV25/13/13 S=75 mm2); B - cảm ứng cực đại, T; L - độ tự cảm, H; TÔItối đa - dòng điện cực đại, A. Lấy cảm ứng B = 0,22 T. Chúng tôi nhận được g = (4 10-4·π·2,2·10-3· Xuất khẩu2)/(75·10-6· Xuất khẩu2) = 1,5 mm. Hãy tính số vòng N của cuộn cảm L2: L=N2· AL, do đó N = √(T/AL) ; MỘTL = (AL0·λ)/(μeg) nơi mộtL - độ tự cảm mỗi vòng (lõi từ có khe hở), H; MỘTL0 - độ tự cảm mỗi vòng (lõi từ không có khe hở, thông tin từ sách tham khảo), H; λ - chiều dài đường sức trung bình của mạch từ, mm; μe - Độ thấm từ ban đầu của vật liệu lõi từ (thông tin từ sách tham khảo). Dùng cho lõi từ EV25/13/13, vật liệu N87 - AL0=2400 nH, λ=59 mm, μe= 1520. Từ đây AL = (2400·10-959 10-3)/(152 1,5 10-3) = 6,7·10-8 Gn, N = √(2,2 10-3/6,7·10-8) = 181 lượt. Hãy kiểm tra cảm ứng tối đa B = (tôitối đa·μ0·N)/g, trong đó μ0 = 4π·10-7 Gn/m ; B = (1,4 4π 10-7·181)/(1,5·10-3) = 0,212 T Cuộn cảm được quấn bằng dây 4x0,2 mm (bốn dây có đường kính 0,2 mm). Nếu có thể, nên chia cuộn dây thành nhiều phần. Thiết bị được lắp ráp trên một bảng mạch in làm bằng lá sợi thủy tinh ở một mặt. Bản vẽ bảng mạch in được thể hiện trong hình. 5. Tất cả các phần tử để gắn trên bề mặt đều được đặt ở phía bên của dây dẫn được in, tất cả các phần tử đầu ra ở phía đối diện. Sự sắp xếp của các phần tử được thể hiện trong hình. 6. Hình ảnh của thiết bị đã lắp ráp được hiển thị trong Hình. 7 và hình. 8. Tụ điện C14 - màng kim loại, cho điện áp 1600 V, tụ điện C11-C13 - màng kim loại hoặc đĩa gốm cho điện áp 1000 V, tụ điện C16, C18 - 100 V. Điốt VD2, VD4 - hoạt động nhanh với một điện áp ngược cho phép ít nhất là 600 V. Transitor FQD5N50 (VT1-VT3) có thể được thay thế bằng SPP03N60C3 hoặc tương tự. Máy biến áp T1 được quấn trên lõi từ E25/13/7, vật liệu N27, khe hở không từ 1,6 mm. Cuộn sơ cấp gồm 184 vòng dây 4x0,2 mm, cuộn thứ cấp gồm 14 vòng dây có đường kính 0,3 mm. Máy biến áp T2 được quấn trên lõi từ E16/8/5, vật liệu N27, không có khe hở. Cuộn 1-2 gồm 208 vòng, các cuộn 11 - 14, 6 - 7, 10 -13 - 24 vòng, các cuộn 4 - 5, 8 - 9 - 12 vòng. Đường kính dây của tất cả các cuộn dây là 0,18 mm. Nên chọn các điện trở cài đặt tần số R18, R22, R26 có dung sai 0,5-1%. Một thiết bị được lắp ráp chính xác thường bắt đầu hoạt động ngay lập tức và không yêu cầu bất kỳ thiết lập nào.
Văn chương
Tác giả: V. Lazarev Xem các bài viết khác razdela ánh sáng. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Hình ảnh về Dragonfly của Máy bay không người lái Mới ▪ Micrô MEMS áp điện cho điện thoại thông minh ▪ Xe buýt chạy pin nhiên liệu của Toyota ▪ Một loại chuẩn tinh kỳ lạ mới ▪ Hố đen bất khả thi được phát hiện Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Đơn vị thiết bị vô tuyến nghiệp dư. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Bạn ủng hộ những người Bolshevik hay Cộng sản? biểu thức phổ biến ▪ bài viết Tên lửa lần đầu tiên được sử dụng khi nào? đáp án chi tiết ▪ Bài viết Thợ may, tham gia may bìa và vật liệu lót sàn. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Ampe kế cao tần sóng ngắn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Lấy nét với một màn hình và một hộp. bí mật tập trung
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |