Пятница, 24.11.2017, 14:42
Приветствую Вас Гость | RSS

Радиолюбительский портал

Категории раздела

Мини-чат

200

Наш опрос

Оцените мой сайт
Всего ответов: 229

Статистика


Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Форма входа

схемы

Главная » Статьи » Бытовая электроника » все для дома

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) для питания люминесцентных ламп (электронный балласт)

Широкое использование электронных ПРА (они же ЭПРА, они же электронные балласты) связано с рядом их существенных достоинств и преимуществ по сравнению с электромагнитными ПРА:

1. Влияние на здоровье:

- приятный немерцающий свет без стробоскопических эффектов и отсутствие шума благодаря работе в высокочастотном диапазоне (30...100 кГц);

- слабое электромагнитное поле.

2. Комфортность:

- надежное и быстрое (без мигания) зажигание ламп;

- стабильность освещения независимо от колебаний сетевого напряжения;

3. Экономичность:

- уменьшенное на 20% энергопотребление (при сохранении светового потока) за счет повышения светоотдачи лампы на повышенной частоте и более высокий КПД ЭПРА по сравнению с классическими электромагнитными ПРА;

- увеличенный на 50% срок службы ламп благодаря щадящему режиму работы и пуска;

- снижение эксплуатационных расходов за счет сокращения числа заменяемых ламп и отсутствия необходимости замены стартеров.

Представленная схема электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА) для люминесцентных ламп типа Т8 и мощностью 18 Вт построена на микросхеме драйвера полевых транзисторов IR2153 

 

В представленной схеме реализованы два немаловажных режима: 

- режим прогрева нитей накала лампы перед  подачей на них высокого напряжения;

- режим защиты самой ЭПРА в случае перегорания или отсутствия лампы.

Краткое описание работы ЭПРА: 

через плавкую вставку FU1 и помехоподавляющий фильтр C13–TV1 сетевое напряжение поступает на диодный мост VD6–VD9; далее выпрямленное напряжение преобразуется в симметричные прямоугольные импульсы инвертором, построенным на DA1, VT2 и VT3. Частота импульсов зависит от времязадающей цепи R4, R5, C5 и C6 и в рабочем режиме составляет порядка 33 кГц. Между импульсами на выходах HO и LO микросхемы DA1 автоматически выдерживается пауза в 1,2 мкс, что предотвращает одновременное открытие транзисторов VT2 и VT3 и, соответственно, протекание через них «сквозного» тока. Напряжение питания микросхемы поступает через гасящий резистор R1, причем внутренний стабилитрон микросхемы не допускает превышение этого напряжения выше 15,6 В. Загорание лампы происходит в момент наступления резонанса в цепи C9–L1. После загорания лампы резонанс пропадает, т.к. лампа шунтирует  конденсатор C9, а дроссель L1 начинает выполнять функцию ограничителя тока, протекающего через лампу.

Режим прогрева нитей накала лампы реализован следующим образом:

в первоначальный момент подачи сетевого напряжения транзистор VT1 закрыт и частота управляющих импульсов микросхемы DA1 определяется цепочкой R4, R5 и C6. Эта частота выше резонансной частоты контура C9–L1, поэтому загорания лампы не происходит, а ток, протекающий в этот момент через нити накала лампы, подогревает их. По мере заряда конденсатора C4 напряжение на нем возрастает и при достижении порогового значения напряжения стабилитрона VD2 открывает его, что в свою очередь приводит к отпиранию транзистора VT1. После этого частота управляющих импульсов микросхемы DA1 определяется уже цепочкой R4, R5, C5 и C6 и становится равной частоте резонанса контура C9–L1, что приводит к загоранию лампы.

Режим защиты ЭПРА от перегорания или отсутствия лампы:

данный режим реализован на особом способе питания микросхемы IR2153. Элементы C10, VD4 и VD5 образуют своеобразную цепь подпитки микросхемы DA1. Резистор R1 подбирают таким образом, чтобы при установленной и исправной лампе совместно со схемой подпитки напряжение на выводе 1 микросхемы DA1 находилось в пределах 13..15 В, а при отсутствии лампы микросхема переходила в защитный режим работы, при котором происходит периодическая блокировка схемы управления силовыми транзисторами (т.е. напряжение на выводе 1 микросхемы должно проседать ниже 9 В).

Настройка схемы:

вместо перемычки S1 в цепи питания силовых транзисторов включаем обыкновенную лампу накаливания мощностью 60 Вт. Эта лампа защитит транзисторы VT2 и VT3 в процессе регулировки схемы, играя роль ограничителя тока в процессе настройки. Далее, замеряя напряжение между 1 и 4 выводами микросхемы DA1, подбираем резистор R1 согласно условию, описанному выше. Затем, подстраивая сопротивление резистора R5, добиваемся уверенного загорания и свечения лампы EL1 и минимального свечения лампы накаливания, что будет соответствовать максимальному равенству частоты  управляющих импульсов микросхемы DA1 и резонансной частоты контура C9–L1. После этого еще раз контролируем напряжение между 1 и 4 выводами микросхемы и, включив и выключив питание схемы, убеждаемся в уверенном загорании и стабильном свечении лампы.

Рекомендации и советы по изготовлению:

собранные по приведенной схеме ЭПРА в количестве 3-х штук (с исключенным из схемы помехоподавляющим фильтром на входе) проработали в составе системы подсветки аквариума уже в течение года, и за это время зарекомендовали своей надежностью. При сборке схемы можно порекомендовать силовые транзисторы установить на радиаторы, особенно если используются транзисторы с сопротивлением канала 5 Ом и более, т.к. они довольно сильно нагреваются в процессе работы. Так же радиаторы необходимы при использовании ЭПРА для более мощных ламп, но при этом так же следует учесть, что необходимо пересчитать индуктивность дросселя. Для расчета индуктивности дросселя для конкретного типа ламп была использована программа Ballast Designer V4. При установке транзисторов на общий радиатор, их необходимо устанавливать через диэлектрические прокладки. Дроссели были изготовлены из Ш-образных ферритовых сердечников (были взяты из компьютерных блоков питания), количество витков и зазор сердечника подбирались путем подгона индуктивности по измерителю индуктивности (в среднем составило порядка 250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм при зазоре в сердечнике около 0,7 мм). Зазор в сердечнике обязателен, т.к. его отсутствие или недостаточный зазор приводят к насыщению сердечника и в итоге возрастанию тока через силовые транзисторы и лампу, что может привести к выходу из строя всего ЭПРА. Диод VD3 можно заменить на 1N4007, т.к. это не сказывается принципиально на работе устройства. Емкость конденсатора C7 может варьироваться от 0,1 до 10 мкФ, но нужно учесть, что при использовании электролитического конденсатора, его плюсовой электрод находится на 8 выводе микросхемы DA1 и рассчитан он должен быть не менее чем на 25В. Собранную схему желательно, но не обязательно  помещать в металлический корпус для уменьшения создаваемых ею помех.

Материал по данной теме будет обновляться и дорабатываться!

При сборке очередного экземпляра постараюсь составить фотоотчет!

Свои вопросы оставляйте в комментариях к данной теме. Постараюсь ответить на них.

Категория: все для дома | Добавил: ganibal1987 (24.02.2012)
Просмотров: 8529 | Комментарии: 4 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 4
1  
К сожалению или к счасть, собранные мною по данной схеме ПРА уже работают 3 год и повода собирать очередной экземпляр пока не нашлось, потому с фотоотчётом задержка smile

2  
Хорошо было бы выложить печатку в спринте. Мучаюсь с трасировкой

3  
Добрый день, а в схеме номиналы С5-С6 точно в НФ? :), а то частота по калькулятору для ирки огого smile >140 кГц она не "потянет" smile

4  
Зачем питание на двух електоролитах ?

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Поиск по сайту

Друзья сайта