Ekonomiczny konwerter do zasilania świetlówki z akumulatora. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ekonomiczna przetwornica do zasilania świetlówki z akumulatora. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

Komentarze do artykułu

Opisywane urządzenie przeznaczone jest do zasilania świetlówek podczas oświetlania garażu, altana lub innych niewielkich pomieszczeń. Wykonany jest na dostępnych elementach i może być łatwo powtórzony przez radioamatorów o przeciętnych kwalifikacjach. Do zalet urządzenia należy w szczególności jego zdolność do pracy przy napięciu zasilania obniżonym do 5 V.

Ostatnie badania wykazały, że gdy lampy fluorescencyjne są zasilane prądem o wysokiej (> 20 kHz) częstotliwości, ich skuteczność świetlna znacznie wzrasta (patrz artykuł S. D. Rudyka, V. E. Turchaninova, S. N. Florentseva „Przetwornica napięcia wysokiej częstotliwości z wysokim współczynnikiem mocy wejściowej do zasilania świetlówki.” – Elektrotechnika, 1996, nr 4, s. 31 - 33). Czyli dla lamp kompaktowych o mocy do 50 W osiąga 26…35%. Wynika to głównie ze zmniejszenia strat mocy w pobliżu elektrod. Kiedy lampy są pulsowane prądami o wysokiej częstotliwości, zmniejszają się od dwóch do trzech razy.

Opracowany przez autora przekształtnik przeznaczony jest do zasilania świetlówek LBU-30 o mocy 30 W i posiada następujące parametry techniczne: nominalne napięcie zasilania - 13,2 V; znamionowy prąd wejściowy - 2,6 A; częstotliwość konwersji - 20...25 kHz; Wydajność urządzenia wynosi 85%.

Schemat blokowy konwertera pokazano na ryc. 1. Wykonany jest w oparciu o falownik napięcia obciążony szeregowym obwodem oscylacyjnym utworzonym przez cewkę indukcyjną L1 i kondensator C1, z którym równolegle podłączona jest lampa fluorescencyjna EL1.

Ekonomiczny konwerter do zasilania świetlówki z akumulatora

Falownik przetwarza napięcie akumulatora DC 13,2 V na AC, w postaci impulsów prostokątnych o amplitudzie 150 V, podawanych na szeregowy obwód oscylacyjny L1C1. Częstotliwość rezonansowa obwodu jest równa częstotliwości napięcia zasilającego, a prąd płynący przez obciążenie podłączone do kondensatora obwodu nie zależy od jego rezystancji. Jednocześnie w momencie podania napięcia zasilającego rezystancja lampy EL1 jest wysoka, na kondensator C1 podawane jest wysokie napięcie, a przez cewkę indukcyjną L1 przepływa prąd przekraczający wartość nominalną. Prąd ten przepływa również przez żarniki EL1, podgrzewając je, co zapewnia niezawodne włączenie lampy. Gdy lampka zapala się, jej rezystancja spada i bocznikuje kondensator C1. W rezultacie napięcie na nim spada do wartości podtrzymującej płonącą lampę, a prąd płynący przez cewkę indukcyjną L1 spada do wartości nominalnej.

Schemat obwodu konwertera pokazano na ryc. 2. Obwód oscylacyjny tworzą elementy 12, C7. Falownik jest wykonany zgodnie ze schematem oscylatora push-pull z dodatnim sprzężeniem prądowym (POST) na elementach T1, T2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, C2-C5, R1-R4. Taka konstrukcja falownika pozwala zminimalizować energię zużywaną na sterowanie kluczowymi tranzystorami VT1, VT2 i zmniejszyć wpływ napięcia zasilania na stabilność konwertera. W takim przypadku można również łatwo zapewnić optymalne częstotliwości konwersji.

(kliknij, aby powiększyć)

Oprócz powyższych elementów konwerter zawiera bezpiecznik FU1, kondensator C1, który chroni zasilacz przed prądami udarowymi oraz obwód C6R5, który tłumi wahania napięcia o wysokiej częstotliwości na uzwojeniach transformatora T2.

Konwerter działa w następujący sposób. W momencie podania napięcia zasilania tranzystory VT1, VT2 są zwarte, a napięcie na ich kolektorach jest równe napięciu zasilania. Prąd płynie przez rezystory R1, R2, ładując kondensatory C2, C3 w kierunku przeciwnym do ich biegunowości wskazanej na schemacie. Po pewnym czasie napięcie na bazie jednego z tranzystorów (na przykład VT1) osiągnie próg otwarcia i przez obwód kolektora popłynie prąd, który również przejdzie przez źródło zasilania, uzwojenie I transformatora T2 i uzwojenie III transformatora T1. W rezultacie prąd pojawi się również w uzwojeniu II transformatora T1, który z kolei przepłynie przez kondensator C2 i złącze baza-emiter tranzystora VT1. W takim przypadku VT1 przechodzi w tryb nasycenia, a kondensator C2 jest ładowany zgodnie z polaryzacją wskazaną na schemacie. Jego ładowanie jest ograniczone przez diodę VD1. W ten sposób konwerter jest uruchamiany. Tranzystor VT1 będzie w stanie nasycenia do momentu ustania prądu bazowego, co może nastąpić w wyniku spadku prądu przez uzwojenie pierwotne transformatora T2 lub zwarcia uzwojeń transformatora T1.

Konwerter uruchamia się przy częstotliwości rezonansowej obwodu L2C7, a tranzystory VT1, VT2 przełączają się w momencie przejścia prądu cewki L2 przez zero. Po zapaleniu lampy EL1 i zbocznikowaniu przez nią kondensatora C7, transfer energii cewki indukcyjnej L2 do lampy i kondensatora C7 jest opóźniony, a częstotliwość konwersji jest zmniejszona. W tym przypadku jego stabilizacja następuje na poziomie określonym przez czas odwrócenia namagnesowania cewki indukcyjnej L1, która nasycając się, zwiera uzwojenie transformatora T1, co prowadzi do zamknięcia jednego tranzystora i otwarcia drugiego. Częstotliwość strojenia obwodu oscylacyjnego jest wybrana na 46 kHz, a częstotliwość robocza przetwornika to 20...25 kHz. Przy takim stosunku częstotliwości zapewniona jest maksymalna wydajność.

Łańcuchy C4VD5R3 i C5VD6R4 służą do zmniejszenia amplitudy impulsu przełączającego na kolektorach tranzystorów VT1, VT2, gdy są zamknięte.

Konwerter montowany jest na płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o wymiarach 200x50 mm. Może być wbudowana w oprawę lub umieszczona w oddzielnej obudowie. Podczas montażu cewki indukcyjnej L1 i transformatora T1 pożądane jest umieszczenie go jak najdalej od transformatora T2 i cewki indukcyjnej L2, a kondensatorów tlenkowych C2, C3 nie należy umieszczać w pobliżu tranzystorów VT1, VT2 i rezystor R5.

W przetwornicy zastosowano rezystory MLT, kondensatory K73-17 (C1, C4, C5) dla napięcia 63 V, K50-35 (C2, C3) dla napięcia 25 V i K15-5 (C6, C7) dla napięcia 1,6 kV. Tranzystory KT803A można zastąpić KT908 z dowolnym indeksem literowym. Pożądane jest wybranie ich z tym samym podstawowym współczynnikiem przenoszenia prądu. Każdy tranzystor jest zamontowany na radiatorze o powierzchni 50 cm2.

Zastosowane w urządzeniu diody KD105 mogą mieć dowolny indeks literowy. Odpowiednie są również inne diody niskiej częstotliwości o dopuszczalnym prądzie przewodzenia co najmniej 0,5 A. Diody KD212 (VD3 - VD6) mogą być również z dowolnym indeksem literowym. Dopuszcza się ich zastąpienie innymi krzemowymi, zdolnymi do pracy przy częstotliwościach do 50 kHz i pozwalających na prąd przewodzenia co najmniej 2 A i napięcie wsteczne co najmniej 50 V.

Dławiki i transformatory nawinięte są na pierścieniowych rdzeniach magnetycznych wykonanych z ferrytu M2000NM-1. Uzwojenia dławików L1, L2 są umieszczone na obwodach magnetycznych K7x4x2 i K40x25x11 i zawierają odpowiednio 5 zwojów drutu PEV-2 0,63 i 140 zwojów drutu PEV-2 0,41. Uzwojenia transformatorów T1, T2 są nawinięte odpowiednio na rdzeniach magnetycznych K20x12x6 i K40x25x11. Uzwojenia I, III i III' transformatora T1 zawierają 3 zwoje drutu PEV-2 0,63, a II i II' po 12 zwojów drutu PEV-2 0,41. Każde z uzwojeń I i I' transformatora T2 składa się z 11 zwojów drutu PEV-2 0,8, a uzwojenie II składa się ze 140 zwojów drutu PEV-2 0,41.

Uzwojenia I i I' transformatora T2 są nawinięte jednocześnie w dwóch przewodach nad uzwojeniem II. Lakotkan należy układać między uzwojeniami. Uzwojenia transformatora T1 muszą być ułożone zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 3. Uzwojenie I musi być umieszczone symetrycznie względem pozostałych uzwojeń, aby zapewnić symetrię półokresów napięcia wyjściowego i wykluczyć jednostronne nasycenie obwodu magnetycznego transformatora, co prowadzi do wzrostu strat energii . Dławik L2 musi mieć szczelinę niemagnetyczną. Aby to zrobić, w rdzeniu przed nawinięciem należy wykonać cięcie o szerokości 0,8 mm.

Ekonomiczny konwerter do zasilania świetlówki z akumulatora
Ris.3

Na czas założenia przekształtnika zamiast lampy EL1 i kondensatora C7 do cewki indukcyjnej L2 dołączony jest szeregowo rezystor o rezystancji 1 kOhm i mocy 5...10 W. Najpierw sprawdź niezawodność uruchomienia konwertera. W tym celu przykładane jest do niego napięcie zasilania 5 V, a jeśli nie zacznie generować prostokątnych impulsów o częstotliwości 20 ... 25 kHz, rezystancja rezystorów R1, R2 jest zmniejszona, ale nie więcej niż trzy razy.

Następnie skontroluj częstotliwość generowania konwertera. W tym celu jest zasilany znamionowym napięciem zasilania 13,2 Vis za pomocą oscyloskopu lub miernika częstotliwości w celu określenia częstotliwości napięcia przemiennego na uzwojeniach transformatora T2. Jeśli przekroczy 20 ... 25 kHz, zmień liczbę zwojów cewki indukcyjnej L1. Aby zwiększyć częstotliwość, zmniejsz ją, a aby ją zmniejszyć, zwiększ ją. Następnie obwody wyjściowe konwertera są przywracane i szeregowo z cewką indukcyjną L2 podłączony jest rezystor o rezystancji 10 omów i mocy 0,5 ... 1,0 W. Następnie do konwertera podawane jest nominalne napięcie zasilania, a po zapaleniu się lampki EL1 za pomocą oscyloskopu monitorowany jest kształt napięcia na nowo zainstalowanym rezystorze: powinien być zbliżony do sinusoidalnego. Prąd płynący przez cewkę indukcyjną L2 powinien wynosić około 0,22 A. Po dostarczeniu zasilania do konwertera lampa powinna zapalić się nie później niż 1 ... 2 s.

Oprócz lampy LBU-30 z opisywanym konwerterem mogą współpracować inne przetworniki przeznaczone na to samo napięcie i prąd, np. LB-40.

Autor: L. Zujew, Dzierżyńsk, obwód niżnonowogrodzki; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja oświetlenie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Technologia AOC zmniejszy uszkodzenia monitorów na wzrok 19.09.2014

Znany producent wyświetlaczy, firma AOC, zaprezentował nową technologię, która chroni wzrok użytkowników przed szkodliwym działaniem niebieskiego światła emitowanego przez ekran z podświetleniem LED. Twórcy złożyli już wniosek o rejestrację patentową swojego wynalazku, który otrzymał nieskomplikowaną nazwę Anti-Blue Light (ABL).

Dzięki nowej technologii szczytowa wartość długości fali emitowanej przez podświetlenie została zwiększona z 450 do 460 nm. Według AOC nawet tak niewielka zmiana pozwala na wyprowadzenie niebieskiego składnika z „niebezpiecznego” zakresu. Za „niebezpieczny” zakres uważa się długości fal od 380 do 450 nm. Podczas długiej pracy przy monitorze mają szkodliwy wpływ na widzenie.

Pomimo zmniejszenia intensywności podświetlenia, ogólna jakość obrazu nie ulega pogorszeniu podczas korzystania z tej technologii. Technologia nie wykorzystuje żadnych dodatkowych filtrów i oprogramowania, a tłumienie „niebezpiecznych” fal nie prowadzi do nierównowagi kolorów. AOC planuje wprowadzić swój nowy produkt do monitorów z serii 76V.

Pozostaje poczekać na szczegóły rozwoju, aby zrozumieć, jak jest lepszy od innych rozwiązań. Przykładowo, monitory Philips SoftBlue prezentowane na IFA 2014 również chronią widzów przed „szkodliwym” promieniowaniem i podobnie jak w AOC ABL, wszystko tutaj odbywa się na poziomie kontrolera podświetlenia LED. Istnieją inne przykłady realizacji.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Uruchomiono pierwszą na świecie kopalnianą elektrownię wodną

▪ Prąd z ubrań

▪ Philips Xenium E580 Super Standalone Telefon komórkowy

▪ LG kupi panele LCD od Sharp

▪ Czas i jakość snu zależy od płci.

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Baterie, ładowarki. Wybór artykułów

▪ artykuł Lord Taszkenters. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co to jest granat? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Mechanik rozlewni wódki. Opis pracy

▪ artykuł Obrotomierz samochodowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Konwerter tranzystorowy FM. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn