Схема балласта для люминесцентной лампы: ЭПРА – электронный балласт для люминесцентных ламп на IR2155. Схема

Содержание

ЭПРА – электронный балласт для люминесцентных ламп на IR2155. Схема

Что такое ЭПРА? ЭПРА — это электронный пускорегулирующий аппарат, который является балластом для люминесцентных ламп.

По сравнению со стандартным дросселем и стартером использование схемы ЭПРА  для люминесцентных ламп имеет ряд преимуществ:

  1. Люминесцентная лампа ЭПРА включается сразу без предварительного мерцания.
  2. Лампа питается высокочастотным напряжением, что в свою очередь снижает зрительное напряжение.
  3. Продевает срок службы лампы.
  4. Выше энергоэффективность (КПД).

Пожалуй, единственным недостатком является высокая цена в магазине.

Схема приведенного в данной статье электронного балласта для люминесцентных ламп построена на микросхеме IR2155, которая представляет собой драйвер МОП транзисторов (MGD) с внутренним генератором.

Несколько моментов, которые необходимо учитывать при проектировании ЭПРА:

  • Частота коммутации должна быть выше 30 кГц.
  • Частота переключения должна быть низкой для минимизации размеров дросселя.
  • Стартовый конденсатор для ламп с током I > 300mA должен иметь емкость около 10nF

Схему балласта образно можно поделить на три части.

Первая часть является источником питания. На входе источника питания установлены входной предохранитель и NTC термистор. Это необходимо для ограничения пускового тока и защиты выпрямительных диодов. Термистор при подаче питания через некоторое время разогревается и его сопротивление падает до нуля. Термистор можно найти в любом нерабочем блоке питания компьютера.

Конденсаторы C1 и C2 вместе с дросселем Lf образуют фильтр. Эти элементы так же можно взять из БП компьютера. Значения C1 и C2 не являются критическими и могут быть в пределах 100n…470n на 250 вольт.

Далее идет стандартный выпрямительный мост на диодах 1N4007. Величина емкости фильтрующего конденсатора С3 выбирают равной 0,5мкФ — 1мкФ на каждый ватт мощности используемой лампы и рассчитанного на напряжение не менее 400В.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Сопротивление балластного резистора R1 составляет около 27к на 6 Вт. Он состоит из трех параллельно соединенных резисторов сопротивлением 82к/2Вт каждый.

Вторая часть является драйвером. Резистор R2 и конденсатор C5 образуют RC-цепь определяющую частоту работы внутреннего генератора микросхемы.

Частоту можно рассчитать следующим образом:

F = 1 / (1,4 * (R2 + 75) * C5)

К примеру, для получения частоты в 35кГц необходимо взять резистор R2 сопротивлением 36к и конденсатор C5 емкостью 560р.

Микросхема IR2155 содержит так же Hi и Lo драйвер MOSFET транзисторов. Таким образом, в схему добавлены диод D1 и конденсатор С6. Диод должен быть высокочастотным, например, FR105 или FR107. Обычные диоды здесь не подходят, такие как, например, 1N4007 и тому подобное. Конденсатор C6 емкостью 100n. Транзисторы T1 и T2 — полевые и рассчитанные на рабочее напряжение не менее 400 вольт. Я выбрал IRF740, но можно использовать и другие экземпляры: IRF840 и т.д. Элементы Rb (10 Ом) и Cb (1n на 600В) служат для уменьшения времени переключения.

Третья часть – цепь подключение лампы. Он состоит из блокирующего конденсатора 470n на 400 вольт. Значение это не является критическим и может быть в районе 100n…1000n. Дроссель Ls вместе с конденсатором Cs образуют резонансный контур. Резонанс должен быть близко к частоте возбуждения, в противном случае лампа не будет гореть. Индуктивность дросселя около 1,35mH. Дроссель намотан на катушку с сердечником EE площадью 40 мм2, его так же можно найти в БП от компьютера. Обмотка содержит 150 витков провода диаметром 0,4 мм. Немагнитный зазор должен быть около 0,8 мм.

Конденсатор Cs емкостью 15n и должны быть рассчитан, по крайней мере, на 630 вольт. Резонансная частота работы составляет 35 кГц. PTC (варистор) — является положительным термистором. В холодном состоянии его сопротивление имеет практически нулевое значение и поэтому шунтирует конденсатор Cs. При нагреве сопротивление увеличивается, и заряд на конденсаторе Cs зажигает люминесцентную лампу. PTC используется только для прогрев электродов лампы. Его, конечно же, можно не устанавливать, но с ним срок службы лампы значительно увеличивается.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, что схема не сложная, все детали, за исключением IR2155, можно «добыть» из старого БП компьютера. вместо IR2155 можно применить IR2153 и IR2151.

Внимание. Элементы схемы не имеют гальванической развязки с электросетью 220 вольт. Необходимо соблюдать технику безопасности при настройке и эксплуатации устройства!

http://choze.aspone.cz/ezp.aspx

Балласт для люминесцентной лампы на IR2151. Схема и описание

Всем известны преимущества люминесцентной лампы над лампой накаливания. Это и продолжительный срок службы, который может превосходить на порядок, и более мощная светоотдача. Но у люминесцентной лампы есть одна особенность при подключении.

Ее нельзя напрямую подключать к электросети. Поскольку у данного вида источника света большое внутреннее сопротивление, то для ее включения (появление разряда) необходим высоковольтный импульс.

Поэтому для осуществления этого существуют специальные устройства «ПускоРегулирующие Аппараты» для запуска люминесцентных ламп, или как еще их называют балласт. Одной из разновидностей является электронное ПРА  (ЭПРА).

Описание балласта для люминесцентной лампы

Балласт для люминесцентной лампы на IR2151 приведенный в этой статье предназначен для подключения люминесцентной лампы типа Т12 или Т8 мощностью 40 Вт. 

За основу взята специализированная микросхема IR2151. Балласт построен по схеме полумостового преобразователя имеющего среднюю точку, определенную конденсаторами C6 и C7.

Мост построенный на диодах VD1—VD4 выпрямляет входное напряжение электросети, которое затем сглаживается конденсаторами С6 и С7. Резистор R1 предназначен для уменьшения пускового тока. Генератор импульсов расположенный внутри микросхемы IR2151 аналогичен генератору имеющемуся в знаменитом таймере NE555.

Формула расчета частоты внутреннего генератора:

Формула расчета резонансной частоты:

Набор для Arduino

Cтартовый набор Keyestudio Super с платой V4.0 для Arduino…

Для большей эффективности работы балласта люминесцентной лампы необходимо чтобы частота внутреннего генератора и частота резонансная были примерно равны. При указанных на схеме номиналах деталей резонансная частота равна примерно 40 кГц.

Через элементы R2, С1 происходит питание микросхемы IR2151. Цепь из элементов R6, С5 является снаббером, который предупреждает отказ выходных каскадов IR2151 вследствие паразитных высокочастотных колебаний.

Детали балласта люминесцентной лампы

Электролитические конденсаторы типа К50-68, неполярные — К10-17б , К73-17. Минимальное напряжение конденсатора С5 должно быть не менее 400 В. Диод VD5 обязан быть типа ultra-fast рассчитанным на обратное напряжение не менее 400 В. Им могут быть следующие диоды: BYV26D, 11DF4, BYV26C, BYV26B, HER156, HER157, HER105, SF28, HER205, HER106, HER206, SF106. Микросхему IR2151 возможно заменить на  IR2153, IR2152, IR2155.

Возможна замена транзисторов:   КП728, КП726, IRF730, IRF740, IRF840, КП770Д, КП751А. Термистор R7 возможно поменять на В59339-А1801-Р20 или же на  В59339-А1501-Р20, B59320-J120-A20. Хотя иногда  данный термистор можно исключить из схемы. Для этого попробуйте запустить лампу без термистора. Если она включается уверенно, без многократных вспышек, то термистор можно не устанавливать.

Дроссель балласта люминесцентной лампы

  • Первый вариант: феррит марки 2500НМС1 имеющий размер Ш 5х5 с зазором  0,2 мм.  Обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и содержит 100 витков.
  • Второй вариант: феррит марки 2000НМ имеющий размер Ш 6х6 с зазором  0,25 мм.  Обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и содержит 135 витков.

Люминесцентные лампы можно питать не только от сети 220 вольт, но и от мощных стационарных источников питания, к примеру, питание люминесцентной лампы от 12 вольт.

Электронный балласт 4х18 для люминесцентных ламп: схемы

При упоминании люминесцентных ламп им всегда сопутствует слово балласт. Это устройство, которое не дает перегореть контактам лампочек при слишком большом токе. На первый взгляд они имеют сложную схему и устройство.

Что такое электронный балласт 4х18 (электронное пусковое устройство)

Балласт в схемах используется для ограничения величины тока. В момент появления заряда в газе лампы его величина возрастает мгновенно, а сопротивление падает. Это вызывает нагрев контактов светильника и их вероятное перегорание. Для предотвращения этого и применяются данные устройства.

Электронное пусковое устройство для люминесцентных ламп 4×18

К сведению! Наиболее широко распространены электронные и электромагнитные балласты. Электромагнитный модуль создает регулируемое индуктивное сопротивление катушки. Электронное устройство изменяет и регулирует сам сигнал.

Электромагнитный балласт

Электронное пусковое устройство для люминесцентных лампочек имеет несколько преимуществ:

  • предотвращает мерцание;
  • намного меньше в размерах и весе;
  • не создает постороннего шума;
  • имеет режим «горячего старта», при котором контакты светильника предварительно нагреваются, что увеличивает срок их службы.
Устройство электронного модуля

Технические параметры балласта 4×18 (на 18 В)

Электронный балласт 4×18 обладает следующими характеристиками, которые имеют большое значение в его работе:

  • максимальная мощность 72 В;
  • рабочее напряжение 220/230 В;
  • тип ламп, с которыми осуществляет работу — люминесцентные;
  • использование при подключении дросселя и трансформатора;
  • число источников освещения 4;
  • наличие защиты от замыкания.

Обратите внимание! При выборе аппарата необходимо учитывать все параметры сети, в которую он будет включен, иначе возможна порча светильника или самого устройства.

Назначение электронного балласта

При включении люминесцентной лампы разряд в газовом облаке возрастает мгновенно, что приводит к резкому уменьшению сопротивления. Это чревато сгоранием контактов и выводом устройства из строя от перегрева. Для предотвращения этого необходим модуль, который будет пускорегулировать работу цепи, то есть постепенно давать дополнительную нагрузку и ограничит величину проходящего тока.

Как правильно подключать электронный балласт для люминесцентных ламп

Правильное подключение светильника и модуля — залог долгой и успешной работы всей цепи. Подключение выполняется в несколько этапов:

  1. Подготовка лампы и ЭБ к установке.
  2. Удаление всех старых элементов освещения, питания и ненужной проводки.
  3. Крепление корпуса.
  4. Установка прибора в защитный корпус.
  5. Подключение двух контактов к сети.
  6. Согласно схеме, подключение лампы к остальным выводам модуля.
  7. Включение электричества в сети.
Подключение различными способами

Важно! Подключение лампочек должно производиться параллельно дросселю, так как только в этом случае все лампы будут гореть одинаково ярко. После установки желательно проверить работу устройства. Делать это нужно специальным оборудованием, которое даст показатели на каждой лампе.

При эксплуатации ламп рано или поздно можно столкнуться с их мерцанием. Это означает, что ЭБ начал работать некорректно, так как происходит перепад напряжения. Путем проверки всей схемы необходимо отыскать проблему и заменить неисправный элемент.

Если при включении устройства появился дым, это говорит о том, что его уже нельзя починить. Остается только купить новое и заменить им предыдущее.

Схемы электронного балласта 4×18 (2×36)

ЭБ 4×18 используется с инвертирующими конденсаторами, емкость которых 5 пФ. Таким образом, сопротивление данного модуля может повышаться до 40 Ом. Еще одной особенностью данной схемы является нахождение дроссельного элемента (его можно обнаружить ниже динистора).

Схема ЭПРА 4×18

В схеме выше используется только один транзистор. Трансформатор выполняет функцию понижения и выпрямления тока. Этот элемент защищает устройство от перегрузок, однако в схеме присутствует и предохранитель.

Схема для «Навигатора»

Еще один ЭБ 4×18 — «Навигатор». В схеме также присутствуют понижающий трансформатор и транзистор. Основное отличие заключается в наличии специального регулятора, который позволяет изменять выходное напряжение. Емкостный резистор также отличает эту схему от предыдущей.

Обратите внимание! Здесь используются два конденсатора с емкостью 5 и 7 пФ. Это позволяет создавать сопротивление до 40 Ом. В данной схеме не применяется предохранитель.

Схема 2×36

Схема балласта 2×36 включает в себя трансивер для расширения. Подключение устройства производится при помощи устройства-переходника. Так же как и в предыдущих вариантах, имеются конденсаторы, однако емкость их меньше, всего 4 пФ. Схему отличает наличие тиристоров и регуляторов частоты. У большинства моделей модулей такого типа можно увидеть в схеме два выпрямителя. Рабочее напряжение такого балласта равно 200 В, а частота — 55 Гц.

Электронный балласт 4×18 — необходимое устройство для сохранения целостности люминесцентных ламп. Схем, чтобы его подключить, существует несколько. Выбрать можно наиболее подходящую и простую в исполнении.

Схема электронного балласта на 40 Вт

Предлагаемый электронный балласт на 40 Вт разработан для освещения любой люминесцентной лампы мощностью 40 Вт с высокой эффективностью и оптимальной яркостью.


Компоновка печатной платы предлагаемого электронного люминесцентного балласта также предусмотрена вместе с тороидом и деталями обмотки буферного дросселя.

Вступление

Даже многообещающие и наиболее обсуждаемые светодиодные технологии, возможно, не в состоянии производить лампы, равные современным электронным люминесцентным балластным лампам. Здесь обсуждается схема одного такого электронного лампового светильника, эффективность которого выше, чем у светодиодных ламп.


Всего десять лет назад электронные балласты были относительно новыми и из-за частых отказов и высокой стоимости не все предпочитали. Но со временем устройство претерпело серьезные улучшения, и результаты были обнадеживающими, поскольку они стали более надежными и долговечными. Современные электронные балласты более эффективны и отказоустойчивы.

Разница между электрическим балластом и электронным балластом

Так в чем же преимущество использования электронного люминесцентного балласта по сравнению со старым электрическим балластом? Чтобы правильно понимать различия, важно знать, как работают обычные электрические балласты.


Электрический балласт — это не что иное, как простой сильноточный индуктор сетевого напряжения, состоящий из намотки нескольких витков медной проволоки на многослойный железный сердечник.

В принципе, как мы все знаем, люминесцентная лампа требует большого начального тока, чтобы зажечься и заставить поток электронов соединиться между ее концевыми нитями. Как только эта проводимость подключена, потребление тока для поддержания этой проводимости и освещения становится минимальным. Электрические балласты используются только для того, чтобы «поднять» этот начальный ток, а затем контролировать подачу тока, предлагая увеличенное сопротивление после завершения зажигания.

Использование стартера в электрических балластах

Пускатель гарантирует, что начальные «толчки» применяются через прерывистые контакты, во время которых накопленная энергия медной обмотки используется для создания требуемых высоких токов.

Стартер перестает функционировать, как только трубка воспламеняется, и теперь, когда балласт проходит через трубку, начинает получать через нее непрерывный поток переменного тока и благодаря своим естественным свойствам обеспечивает высокое сопротивление, контролируя ток и помогая поддерживать оптимальное свечение.

Однако из-за колебаний напряжений и отсутствия идеального расчета электрические балласты могут стать весьма неэффективными, рассеивая и теряя много энергии за счет тепла. Если вы действительно произведете измерения, то обнаружите, что 40-ваттный электрический дроссель может потреблять до 70 ватт мощности, что почти вдвое больше, чем требуется. Кроме того, нельзя оценить начальные мерцания.

Электронные балласты более эффективны

С другой стороны, электронные балласты прямо противоположны в том, что касается эффективности. Тот, который я построил, потреблял всего 0,13 А тока при 230 вольтах и ​​давал силу света, которая выглядела намного ярче, чем обычно. Они использовали эту схему последние 3 года без каких-либо проблем (хотя мне пришлось однажды заменить лампу, так как она почернела на концах и начала давать меньше света).

Текущее значение само по себе доказывает, насколько эффективна схема: потребляемая мощность составляет всего около 30 Вт, а выходной световой поток эквивалентен 50 Вт.

Как работает схема электронного балласта

Принцип работы предлагаемого электронного люминесцентного балласта довольно прост. Сигнал переменного тока сначала выпрямляется и фильтруется с использованием конфигурации мост / конденсатор. Следующая ступень состоит из простого двухтранзисторного генератора с перекрестной связью. Выпрямленный постоянный ток подается на этот каскад, который немедленно начинает колебаться с необходимой высокой частотой. Колебания, как правило, представляют собой прямоугольную волну, которая надлежащим образом буферизуется с помощью индуктора, прежде чем она, наконец, используется для зажигания и освещения подключенной трубки. На схеме показана версия на 110 В, которую можно легко преобразовать в модель на 230 В путем простых изменений.

На следующих рисунках ясно показано, как построить самодельную схему электронного балласта для люминесцентных ламп мощностью 40 Вт в домашних условиях с использованием обычных деталей.

Компоновка компонентов печатной платы

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ПОЖАЛУЙСТА, ВКЛЮЧИТЕ ДВИГАТЕЛЬ И ТЕРМИСТЕР НА ВХОДЕ ПИТАНИЯ, В противном случае ЦЕПЬ СТАНЕТ НЕПРЕДСКАЗУЕМОЙ И В ЛЮБОЙ МОМЕНТ МОЖЕТ ОТКРЫТЬСЯ.

ТАКЖЕ УСТАНАВЛИВАЙТЕ ТРАНЗИСТОРЫ НА ОТДЕЛЬНЫХ НАГРЕВАТЕЛЯХ 4 * 1 ДЮЙМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СЛУЖБЫ.

Схема расположения дорожек на печатной плате

Индуктор Torroid

Дроссель Индуктор

Список деталей
  • R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
  • R3, R4, R6, R7 = 47 Ом, CFR 5%
  • R8 = 2,2 Ом, 2 Вт
  • C1, C2 = 0,0047 / 400 В PPC для 220 В, 0,047 мкФ / 400 В для 110 В переменного тока
  • C3, C4 = 0,033 / 400 В PPC
  • C5 = 4,7 мкФ / 400 В, электролитический
  • D1 = Diac DB3
  • D2 …… D7 = 1N4007
  • D10, D13 = B159
  • D8, D9, D11, D12 = 1N4148
  • T1, T2 = 13005 Motorola
  • Радиатор необходим для T1 и T2.

Схема электронного балласта для сдвоенных люминесцентных ламп мощностью 40 Вт

Следующая концепция, представленная ниже, объясняет, как построить простую, но чрезвычайно надежную схему электронного балласта для управления двумя люминесцентными лампами мощностью 40 Вт с коррекцией активной мощности.

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

Основные электрические характеристики ИС

ИС управления выпрямителями International Rectifier Control ICs — это монолитные силовые интегральные схемы, подходящие для управления полевыми МОП-транзисторами с низким и высоким напряжением или lGBT через логический уровень, привязанный к проводам заземления.

Они обеспечивают сбалансированное напряжение до 600 В постоянного тока и, в отличие от обычных трансформаторов, могут создавать сверхчистые формы волны практически с любым рабочим циклом от 0 до 99%.

Последовательность IR215X на самом деле является недавно доступным аксессуаром к семейству управляющих ИС, и, помимо ранее упомянутых характеристик, в продукте используется верхний предел, сопоставимый по производительности с ИС таймера LM 555.

Эти типы микросхем драйвера предоставляют разработчику возможности автоколебания или скоординированных колебаний исключительно с помощью альтернативных компонентов RT и CT См. Рисунок ниже

Список деталей

  • Ct / Rt = то же, что указано на приведенных ниже диаграммах
  • нижние диоды = BA159
  • МОП-транзисторы: как рекомендовано на схемах ниже
  • C1 = 1 мкФ / 400 В PPC
  • C2 = 0,01 мкФ / 630 В PPC
  • L1 = Как рекомендовано на диаграмме ниже, могут потребоваться эксперименты.

Они также имеют встроенную схему, которая обеспечивает умеренное мертвое время 1,2 микросекунды между выходами и переключением компонентов высокого и низкого уровня для управления силовыми полумостовыми устройствами.

Расчет частоты осциллятора

При включении в автоколебательную форму частота колебаний вычисляется просто:

f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 Ом) x Ct

Три доступных автоколебательных устройства: IR2151, IR2152 и IR2155. IR2I55, похоже, имеет более мощные выходные буферы, которые будут включать емкостную нагрузку 1000 пФ с tr = 80 нс и tf = 40 нс.

Он включает в себя минимальную мощность запуска и питание 150 Ом RT. IR2151 имеет tr и tf, равные 100 нс и 50 нс, и работает так же, как IR2l55. IR2152 будет неотличим от IR2151, хотя с фазой камбио от Rt до Lo. IR2l5l и 2152 включают источник Rt с сопротивлением 75 Ом (уравнение 1.)

Эти типы балластных драйверов обычно предназначены для обеспечения выпрямленного входного напряжения переменного тока и, следовательно, они предназначены для минимального тока покоя и все еще имеют встроенный шунтирующий стабилизатор на 15 В, чтобы гарантировать, что только один ограничивающий резистор отлично работает через постоянный ток. выпрямленное напряжение на шине.

Настройка сети Zero Crossing

Еще раз посмотрев на рисунок 2, помните о синхронизирующем потенциале драйвера. Оба встречных диода, включенные в линию вместе со схемой лампы, эффективно сконфигурированы как детектор перехода через ноль для тока лампы. Перед зажиганием лампы резонансный контур включает L, Cl и C2 в цепочку.

Cl представляет собой блокирующий конденсатор постоянного тока, имеющий низкое реактивное сопротивление, чтобы резонансный контур успешно работал с L и C2. Напряжение вокруг C2 усиливается за счет добротности L и C2 при резонансе и попадает в лампу.

Как определяется резонансная частота

Как только лампа загорается, C соответственно замыкается накоротко из-за падения потенциала лампы, и частота резонансного контура в этой точке определяется L и Cl.

Это приводит к переходу на некоторую более низкую резонансную частоту в ходе стандартных операций, точно так же, как и раньше, координируемое путем определения перехода переменного тока через нуль и использования получаемого напряжения для регулирования задающего генератора.

Наряду с током покоя драйвера вы найдете пару дополнительных элементов постоянного тока питания, которые являются функциональными возможностями самой схемы приложения:

Оценка параметров тока и разрядки

l) Ток в результате зарядки входной емкости силовых полевых транзисторов. 2 x F / f

Вышеупомянутые ассоциации предлагают следующие факторы при создании схемы реального балласта:

1) выберите наименьшую рабочую частоту в соответствии с уменьшающимся размером индуктора

2) выберите наиболее компактный объем кристалла для надежных силовых устройств с пониженным дефицитом проводимости (что минимизирует требования к заряду)

3) Обычно выбирается напряжение шины постоянного тока, однако, если есть альтернатива, используйте минимальное напряжение.

ПРИМЕЧАНИЕ. Заряд — это просто не функция скорости переключения. Передаваемый заряд тот же самый, что касается времени перехода I0 нс или 10 микросекунд.

На этом этапе мы рассмотрим несколько полезных схем балласта, которые могут быть реализованы с помощью автоколебательных драйверов. Вероятно, наиболее популярным люминесцентным светильником может быть так называемый тип «Double 40», в котором часто используется пара типичных ламп Tl2 или TS в общем отражателе.

Пара рекомендуемых схем балласта показана на следующих рисунках. Первая — это схема с минимальным коэффициентом мощности, а другая работает с новыми настройками диодов / конденсаторов для достижения коэффициента мощности> 0,95. Схема с более низким коэффициентом мощности, показанная на рисунке 3, рассчитана на входы 115 В переменного тока или 230 В переменного тока 50/60/400 Гц для создания средней шины постоянного тока 320 В постоянного тока.

Схема двойного балласта мощностью 40 Вт

Принимая во внимание, что входные выпрямители работают очень близко к пикам входного переменного напряжения, коэффициент входной мощности составляет около 0,6 с запаздыванием с несинусоидальной формой волны тока.

Такой тип выпрямителя просто не рекомендуется для чего-либо, кроме схемы оценки или компактных люминесцентных ламп пониженной мощности, и, без сомнения, может стать нежелательным, поскольку гармонические токи в устройствах питания дополнительно уменьшаются из-за ограничений по качеству электроэнергии.

IC использует ограничительный резистор только для работы

Обратите внимание, что управляющая микросхема International Rectifier IR2151 работает напрямую от шины постоянного тока посредством ограничительного резистора и вращается на частоте около 45 кГц в соответствии с заданным соотношением:

  • f = 1 / 1,4 x (Rt + 75 Ом) x Ct

Электропитание для управления затвором переключателя высокой стороны происходит от конденсатора начальной загрузки 0,1 пФ, который заряжается примерно до 14 В каждый раз, когда V5 (вывод 6) опускается на низкий уровень в пределах проводимости переключателя мощности на низкой стороне.

Диод начальной загрузки IDF4 предотвращает возникновение напряжения на шине постоянного тока, как только происходит изменение стороны высокого напряжения.

Диод быстрого восстановления (

Высокочастотный выход полумоста представляет собой прямоугольную волну с очень быстрыми периодами переключения (около 50 нс). Чтобы избежать аномальных протяженных шумов на фронтах быстрых волн, используется демпфер 0,5 Вт с сопротивлением 10 Ом и 0,001 пФ, чтобы минимизировать периоды переключения до примерно 0,5 пс.

Имеет встроенный механизм мертвого времени

Обратите внимание на то, что в драйвере IR2151 есть встроенное мертвое время 1,2 пс для предотвращения сквозных токов в полумосте. Люминесцентные лампы мощностью 40 Вт управляются параллельно, каждая из которых использует свой собственный LC-резонансный контур. Приблизительно четыре ламповые схемы могут работать от одного набора из двух полевых МОП-транзисторов, измеренных для соответствия уровню мощности.

Значения реактивного сопротивления для цепи лампы выбираются из таблиц реактивного сопротивления L-C или по формуле для последовательного резонанса:

  • f = 1 / 2pi x квадратный корень из LC

Добротность цепей лампы довольно мала просто из-за преимуществ работы с фиксированной частотой повторения, которая обычно, очевидно, может отличаться из-за допусков RT и CT.

Люминесцентные лампы, как правило, не нуждаются в чрезвычайно высоких напряжениях зажигания, поэтому добротности 2 или 3 достаточно. Кривые «плоской добротности» часто возникают из-за больших катушек индуктивности и небольших соотношений конденсаторов, в которых:

Q = 2pi x fL / R, где R часто больше, потому что используется намного больше витков.

Мягкий пуск во время предварительного нагрева нити трубки можно недорого сдержать за счет использования PTC. термисторы вокруг каждой лампы.

Таким образом, напряжение вдоль лампы постоянно увеличивается по мере того, как RTC. самонагревается до тех пор, пока в конечном итоге не будет достигнуто напряжение зажигания вместе с горячими нитями нити и лампа не загорится.

Предыдущая статья: 2 простых автоматических выключателя утечки на землю (ELCB). Следующая статья: 3 точных схемы термостата холодильника — твердотельные электронные устройства

Люминесцентные лампы с электронным балластом



Люминесцентные лампы с электронным балластом

Люминесцентные лампы с электронным балластом

Люминесцентные лампы намного экономичнее ламп накаливания, имеют эффективность до 80 лм/Вт против 12 лм/Вт. Люминесцентные лампы могут выпускаться в вариантах с различными цветовыми температурами излучения, от 2700 К (тёплый свет, сопоставимый со светом от ламп накаливания) до 6500 К (холодный дневной). Современные люминесцентные лампы обладают хорошим спектром, обеспечивающим правильное восприятие цветовых оттенков предметов.

Преимущества люминесцентных ламп не остались незамеченными, они широко используются для освещения производственных помещений, офисов, а в последнее время всё чаще применяются в домашнем освещении. Ещё лучшие результаты эти лампы показывают при использовании электронного балласта, работающего на повышенных частотах, пришедшего на смену традиционным пускорегулирующим устройствам.

Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа представляет собой газоразрядную трубку, наполненную инертным газом — аргоном или криптоном под низким давлением, с добавлением небольшого количества ртути. С каждого конца в трубке находятся нити накаливания, в нагретом состоянии они поддерживают разряд за счёт эмиссии электронов. Лампы питаются переменным током, так что каждая из нитей поочерёдно играет роль катода прямого накала. Разряд в парах ртути является интенсивным источником ультрафиолетового излучения, которое преобразуется в видимый свет за счёт нанесённого на внутреннюю поверхность трубки слоя люминофора.


Рис. %img:lmp

Использовавшиеся ранее люминофоры белого свечения были далеки от идеала и ставили перед выбором: получить максимальную эффективность и плохую цветопередачу или потерять в эффективности ради лучшей цветопередачи. Новая трёхлюминофорная технология решила эту проблему. Подбор соотношения используемых люминофоров позволяет добиться очень высокой эффективности, прекрасной цветопередачи, а кроме того, даёт возможность выбора цветовой температуры лампы.

Выпускается множество вариантов ламп, различных по мощности и размерам. В последние годы наряду с линейными трубчатыми лампами всё большую популярность приобретают лампы более сложных форм. Придавая трубке U-образную форму, или свернув её в спираль, или используя какую-то иную пространственную конфигурацию, можно сделать трубку очень компактной. Объединяя такую трубку с электронным балластом, получаем лампу, сопоставимую по размерам с лампой накаливания. Её можно снабдить таким же цоколем, как у обычных ламп накаливания и использовать как более эффективную замену ламп накаливания. За компактными люминесцентными лампами закрепилось название «энергосберегающие» лампы, хотя оно не вполне точное, так как термин должен охватывать более широкий круг устройств. Например, светодиодные лампы являются не в меньшей степени эффективными и энергосберегающими.

Классическое пускорегулирующее устройство

Рассмотрим, как осуществляется зажигание разряда в лампе и поддержание рабочего режима. Перед зажиганием лампы требуется предварительный прогрев катодов. «Холодный старт» недопустим, так как значительно сокращает срок службы лампы из-за сильного катодного распыления в момент включения. В результате предварительного прогрева, за счёт термоэлектронной эмиссии, вокруг каждого из катодов образуется электронное облако, пространственный заряд которого уменьшает напряжённость поля вблизи катода и предотвращает его разрушение.

После прогрева катодов можно зажигать разряд в лампе, для этого требуется импульс высокого напряжения, порядка 1000 В. После зажигания разряда сопротивление лампы резко уменьшается. Происходит переход на падающий участок вольтамперной характеристики, когда с ростом тока через лампу напряжение на ней падает. В связи с этим возникает необходимость в устройстве ограничения тока для предотвращения разрушения лампы.

Питающий ток должен быть по возможности близок к идеально синусоидальному. В этом случае минимизируется уровень излучаемых помех от самой лампы и от питающих проводов. Кроме того, недопустимы большие пиковые значения питающего тока, которые сильно сокращают срок службы ламп. Недопустимо наличие постоянной составляющей питающего тока, иначе будет снижаться эмиссионная способность одного из катодов.

В связи с перечисленными особенностями требуется наличие специального пускорегулирующего устройства для включения люминесцентной лампы в сеть. На протяжении многих лет использовалась и до сих пор весьма распространена простейшая схема с дросселем, включённым последовательно с лампой.


Рис. %img:cir

Работает это пускорегулирующее устройство следующим образом. После включения в сеть зажигается неоновая лампа-стартер (starter). Она очень быстро разогревается проходящим током и один из её электродов, выполненный в виде биметаллической пластины изгибается и касается другого электрода, замыкая цепь. Обе нити накаливания люминесцентной лампы оказываются включены последовательно и через дроссель L подключены к сети. Начинается разогрев катодов. Одновременно с этим происходит охлаждение неоновой лампы, так как в замкнутом состоянии её сопротивление мало и рассеваемая на ней мощность незначительна. За время порядка 1..2 секунд неоновая лампа остывает, биметаллический контакт размыкает цепь. За счёт эдс самоиндукции дросселя L формируется импульс высокого напряжения между катодами люминесцентной лампы и она зажигается, после чего напряжение на ней падает. В рабочем режиме ток через лампу ограничивается дросселем L, напряжение на лампе падает до величины недостаточной для зажигания неоновой лампы-стартера.

Если с первого раза не произошло зажигания разряда, аналогичным образом происходят повторные циклы старта.

Конденсатор C1 компенсирует индуктивную составляющую потребляемого цепочкой лампа-дроссель тока, уменьшая сдвиг фаз между током, потребляемым от сети и напряжением в сети. Конденсатор C2 подавляет коммутационные помехи при замыкании и размыкании контактов неоновой лампы.

Несмотря на предельную простоту, схема отвечает основным требованиям к пускорегулирующему устройству для люминесцентных ламп: обеспечивает «мягкий старт» (предварительный прогрев катодов перед зажиганием) и стабилизацию тока в рабочем режиме; реактивное сопротивление дросселя растёт с частотой, что ограничивает ток высших гармоник и обеспечивает более или менее синусоидальный ток через лампу.

Преимущества электронного балласта

В электронном балласте, точно так же как в классическом пускорегулирующем устройстве, старт и стабилизация рабочей точки лампы осуществляются с помощью дросселя, только для питания используется высокочастотный ток. Естественно, схема усложняется, но появляется ряд преимуществ по отношению к низкочастотному варианту.


Рис. %img:eb

На рисунке изображена блок-схема электронного балласта. Как видим, в электронном балласте сетевое напряжение выпрямляется, полученное постоянное напряжение преобразуется с помощью инвертора в переменное с повышенной частотой, которое подаётся на люминесцентную трубку через дроссель.

Для защиты сети от высокочастотных помех, возникающих при работе электронного балласта, на входе схемы ставят фильтр. Электронный балласт может опционально содержать схему PFC (power factor correction), которая улучшает линейность электронного балласта как нагрузки для сети — за счёт этой схемы от сети потребляется ток в течении большей части каждого полупериода колебаний сетевого напряжения, в отличие от обычного выпрямителя, который потребляет ток в виде коротких импульсов большой амплитуды в моменты подзаряда сглаживающего конденсатора, в результате чего искажается форма сетевого напряжения. Рост количества потребителей с импульсным преобразованием напряжения делает необходимостью использовать схемы PFC, по крайней мере, в мощных устройствах.

Показанная на схеме пунктиром необязательная цепь обратной связи может использоваться для стабилизации режима лампы при изменениях входного напряжения и для осуществления защитного отключения устройства в случае аварийных режимов работы.

Переход на повышенные частоты питающего лампу тока даёт следующие преимущества.

Увеличение эффективности. Как показывают исследования, увеличение частоты питающего тока с 50 Гц до 20 кГц увеличивает световую отдачу лампы примерно на 10%. Что позволяет увеличить выход лампы при той же потребляемой мощности, либо снизить потребление при том же световом выходе.

Устранение мерцания. При использовании классического пускорегулирующего устройства, лампа мерцает с удвоенной частотой сети — вспыхивает дважды за период на каждой полуволне питающего напряжения. Это мерцание воспринимается многими людьми, раздражает, вызывает быстрое утомление. При работе с вращающимися механизмами, мерцание может вызывать опасный стробоскопический эффект, когда быстро вращающаяся деталь кажется неподвижной или медленно поворачивающейся. Если лампа питается током высокой частоты, она светит непрерывным светом, так как период колебаний тока оказывается меньше, чем время отклика люминофора (проявляется послесвечение люминофора). Возможна лишь незначительная модуляция светового потока с удвоенной сетевой частотой из-за наличий пульсаций после выпрямления сетевого напряжения в схеме электронного балласта. Эти пульсации совершенно незаметны даже при использовании простейших сглаживающих фильтров; использование упоминавшейся ранее цепи обратной связи практически полностью устраняет пульсацию светового потока.

Уменьшение размеров и веса. На высоких частотах требуется дроссель с малой индуктивностью и он может иметь очень малые размеры. Также уменьшается требующаяся ёмкость конденсаторов и, соответственно, их размер. В целом электронный балласт получается весьма компактным и недорогим.

Отсутствие шума. Даже качественные дроссели низкочастотных пускорегулирующих устройств гудят из-за вибрации пластин сердечника и витков катушки с частотой сети. Вибрация от дросселя передаётся на элементы светильника, за счёт чего уровень шума становится ещё выше. Во время включения стартер создаёт шум в виде громких щелчков. Электронный балласт обеспечивает бесшумный старт; с ростом частоты вибрация дросселя уменьшается; рабочая частота электронного балласта может быть выбрана выше верхней границы воспринимаемого слухом аудио-диапазона и тогда лампа не будет являться источником слышимого шума.

Высокая надёжность, длительный срок службы. В классическом пускорегулирующем устройстве весьма слабым местом является стартер. Стартеры в момент включения испытывают значительные электрические и тепловые нагрузки, содержат контакты, механически осуществляющие коммутацию цепи. Это серьёзно сказывается на надёжности и долговечности. Часто вышедший и строя стартер заодно выводит из строя и люминесцентную лампу (если он теряет способность зажечь лампу, переходя в бесконечный цикл попыток запуска или если происходит залипание контактов с переходом в режим непрерывного разогрева катодов). В электронном балласте отсутствуют подвижные механические контакты, проще точно выдержать режимы мягкого старта, есть возможность создать для всех элементов схемы благоприятные режимы работы, можно предусмотреть стабилизацию рабочего режима и защитное отключение в случае аварийной ситуации. Так что, несмотря на увеличение сложности, надёжность и срок службы оказываются больше.

Типовая схема электронного балласта

Схемы недорогих ламп небольшой мощности практически одинаковы, отличия если есть, то в незначительных деталях. Существуют большие сборники схем для лам разных моделей, но для того, чтобы разобраться с принципом работы, достаточно рассмотреть устройство одной лампы. На рис. %img:ebcir приведена схема NAKAi 25W/833 (220-240V, 50-60Hz; Warm white).


Рис. %img:ebcir

Выпрямитель, собранный по двухполупериодной схеме на диодах D1-D4, подключён к сети через предохранитель FUSE. К выходу выпрямителя подключён объединённый фильтр помех и сглаживающий фильтр на элементах C1, L1, C4. Инвертор собран на транзисторах Q1, Q2 по двухтактной автогенераторной схеме (вариант полумостового инвертора с питаемым напряжением последовательным резонансным контуром). Положительная обратная связь в автогенераторе осуществляется трансформатором L3 на ферритовом кольце (первичная обмотка содержит 8 витков, вторичные — по 2 витка). Диоды D7, D8 защищают транзисторы от пробоя в результате возникновения эдс самоиндукции в дросселе L2 при закрытии обоих транзисторов, ограничивая диапазон напряжений на выходе инвертора от 0 до выпрямленного напряжения сети. Одновременно с защитой, они осуществляют рекуперацию энергии, возвращая её в конденсаторы фильтра.

Здесь используется схема автогенератора с жёстким самовозбуждением. Сразу после включения в сеть, автогенерация отсутствует — оба транзистора закрыты. Для запуска автогенератора требуется внешнее воздействие, которое производится схемой запуска из элементов R1, R2, C2, D5, DIAC. Функционирует схема запуска автогенератора следующим образом. При закрытых транзисторах конденсатор C2 заряжается через резисторы R1, R2 напряжением, получаемым с выхода выпрямителя. Когда напряжение на C2 достигает напряжения пробоя динистора, динистор открывается и разряжает конденсатор через базу транзистора Q1. Этот импульс открывает транзистор, после чего начинается работа автогенератора. При работающем автогенераторе импульсы запуска не формируются, потому что каждый раз когда открывается Q1, происходит разряд конденсатора C2 через диод D5. Так что в рабочем режиме C2 не имеет шансов успеть зарядиться до напряжения пробоя DIAC, для этого сопротивление резистора R2 и, соответственно, постоянная времени RC-цепи слишком велики.

Нагрузкой инвертора и одновременно последовательным резонансным контуром, определяющим частоту колебаний автогенератора является цепь из элементов L2, C8, C7, X1 (люминесцентная трубка). Влиянием первичной обмотки трансформатора связи L3 на эту цепь можно пренебречь из-за крайне низкой индуктивности обмотки по сравнению с индуктивностью дросселя L2.

Рассмотрим теперь, как происходит зажигание лампы и обеспечение её рабочего режима. Для предварительного прогрева катодов лампы служит терморезистор с положительным ТКС R8. При комнатной температуре он имеет низкое сопротивление и поэтому сразу после включения инвертора шунтирует конденсатор C8. Переменное напряжение инвертора оказывается приложено к последовательному резонансному контуру, образованному элементами L2, C7, R8 и последовательно соединёнными нитями накала (катодами). Это этап предварительного разогрева катодов. В это же время терморезистор разогревается проходящим через него током. Сопротивление его возрастает, он «самоотключается» от цепи, зато включается в работу конденсатор C8, который до этого был зашунтирован терморезистором.

Ёмкость C8 во много раз меньше, чем ёмкость конденсатора C7 (в данном случае в 10 раз), поэтому можно считать, что C7 представляет короткое замыкание для переменного тока и определяющее значение будет иметь C8. За счёт уменьшения ёмкости последовательного резонансного контура, возрастает частота генерации и характеристическое сопротивление контура, резонансное напряжение на C7 увеличивается до величины, достаточной для зажигания разряда в трубке. После зажигания разряда, напряжение на трубке падает и конденсатор C8 перестаёт существенным образом влиять на частоту генерации. Частота генерации падает, теперь она определяется элементами L2 и С7. Лампа переходит в рабочий режим.

Нетрудно догадаться, что показанные на блок-схеме (рис. %img:eb) опциональные элементы в дешёвых лампах отсутствуют: нет блока PFC и обратной связи для стабилизации режима.

author: hamper; date: 2016-09-15

 

Все о ПРА — электромагнитном пускорегулирующем аппарате

Все о ПРА — электромагнитном пускорегулирующем аппарате

 

1. Общее описание электромагнитных ПРА :

Электромагнитныe ПРА для трубчатых люминесцентных и компактных люминесцентных ламп внутреннего применения. Иногда их называют: дроссель для ламп дневного света. Класс защиты от поражения электрическим током — I, степень защиты от воздействия от окружающей среды — IP 20. Применяется для двухламповых светильников. Простой монтаж и подключение.

 

Область применения:

  • магазины,
  • офисные центры,
  • гостиницы,
  • промышленные помещения.

Электромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель), подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер. Преимуществами электромагнитного дросселя для ламп дневного света является его простота и дешевизна. Недостатки электромагнитного балласта — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск пра (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом. Электромагнитный дроссель также может издавать низкочастотный гул.

Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один. При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования. Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания. 

2. Регламентирующие нормативные документы для электромагнитных ПРА
  • DIN VDE 0100 Предписание по устройству силовых электроустановок с номинальным напряжением ДО 1000 В
  • EN 60598-1 Осветительные приборы — часть 1: Общие требования и испытания
  • EN 61347-1 Устройства управления для ламп — часть 1: Общие требования и требования безопасности
  • ЕN 61 347-2-8 Устройства управления для ламп — часть 2-8: Особые требования к электромагнитным ПРА для люминесцентных ламп.
  • ЕN 60921 ПРА для трубчатых люминесцентных ламп. Требования к рабочим характеристикам.
  • ЕN 50294 Методы измерения общей потребляемой мощности соединения ПРА — лампа.
  • ЕN 61000-3-2 Электромагнитная совместимость. Предельно допустимые токи высших гармоник в питающей сети.
  • ЕN 61547 Осветительные приборы и системы общего назначения. — Требования к электромагнитной совместимости и устойчивости к электромагнитным помехам.

 

З. Общие данные ПРА

Электромагнитные (индуктивные) ПРА являются активными компонентами, которые совместно со стартерами нагревают электроды ламп, обеспечивают напряжение зажигания и стабилизируют ток лампы в течение ее работы. Для компенсации реактивного тока необходимы конденсаторы последовательного или параллельного соединения. 

При установке в светильники нужно обращать внимание на напряжение и частоту сети, габаритные размеры и температурные пределы, а также возможное генерирование шумов.

Электромагнитные ПРА оптимизированы в отношении к их магнитным полям и магнитным нагрузкам так, чтобы они обычно не ощущались. Поскольку магнитные колебания могут воздействовать в зависимости от конструкции светильников на другие области, то нужно учитывать при проектировании светильников.

Необходимо сделать конструкцию жесткой, чтобы вибрации не распространялись.

Срок службы индуктивного ПРА определяется выбором материала и изоляцией обмотки.

Предельная температура обмотки обозначает ту величину температуры (tw), которую выдерживает изоляция при непрерывной работе при номинальных условиях в течение 10 лет. Эта предельная температура обмотки не должна быть превышена в светильнике в реальных условиях, тогда можно достигнуть работы ПРА на весь срок службы. Установленная в светильнике температура обмотки электромагнитного балласта состоит из температуры окружающей среды, температурных условий в светильнике и потери мощности дросселя. Мерой потери мощности ПРА является Δt, значение которой находится на маркировке балласта. В дополнение к этому, потеря мощности схемы соединения дросселя и люминесцентной лампы измеряется по норме ЕN 50294. Этот метод измерений является основой классификации энергопотребления ПРА.

Кроме этого, применяется европейская директива 2000/55/ЕС «Предельные допустимые величины потребления мощности схемами люминесцентных ламп».

При включении электромагнитного балласта возникают кратковременные высокие импульсы тока из-за паразитарных нагрузок, которые суммируются в зависимости от количества светильников в осветительной установке. Эти высокие токи при включении системы нагружают автоматы защиты электропроводки, поэтому необходимо использовать соответствующим образом подобранные автоматические выключатели.

Индуктивные ПРА конструктивно вызывают токи утечки, которые отводятся заземлением светильника (устройство заземления). Максимально допустимая величина тока утечки у светильников класса защиты I составляет 1 мА.

4. Электромагнитная совместимость (ЭМС/ ЕМV)

Помехи:

Измерение напряжения помех должно проводиться у светильников с электромагнитными ПРА на

контактных зажимах, поскольку частота напряжения ламп этих систем ниже 100 Гц. Это низкочастотное напряжения помех, как правило, не критично у электромагнитных дросселей, если конструкция ПРА согласована в этом отношении.

Невосприимчивость к помехам:

Благодаря жесткой конструкции и специально отобранным материалам, электромагнитные ПРА обеспечивают высокую степень защиты от помех и не подвержены отрицательному влиянию присутствующих помех в сети.

Гармоники сети:

Люминесцентные лампы имеют пик перезажигания после каждого N-прохода тока ламп, лампы

гаснут на короткое время (почти незаметно глазом). За счет этих пиков перезажигания люминесцентных ламп создаются гармоники сети, которые сглаживаются с помощью импеданса ПРА. С помощью правильной конструкции, то есть выбора рабочей точки магнитного ПРА, ограничиваются гармоники сети на предельные значения нормы Е N 6100-3-2

5. Схемы соединения люминесцентных ламп с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ПРА)

 

6. Температурный режим ПРА

Предельные значения температур:

При нормальной работе температура обмотки tw не должна превышать 130º С. При аномальном режиме работы предельное значение температуры обмотки tw =232º С: Эти значения должны быть проверены методом «изменения сопротивления» в течение работы.

Повышение температур:

Ток лампы, который протекает через ПРА, обуславливает потерю мощности, что приводит к повышению температуры обмотки. Критерием для этого повышения является значение Δt как для нормальной так и для аномальной работы. Значение Δt определяется по стандартной схеме измерений и указывается на маркировке в градусах Кельвина.

Пример: Δt =55К/140К

Первое значение Δt указывает на превышение температуры для нормального режима при рабочем токе лампы. Второе значение (здесь 140К) означает превышение температуры обмотки, что является результатом протекания тока, когда разрядный промежуток лампы короткозамкнут. Ток, который течет в этом режиме, является током нагрева для электродов лампы.

7. Срок службы электромагнитного балласта

При условии, что температура обмотки будет соответствовать указанному предельному значению, можно рассчитывать на срок службы 10 лет. Интенсивность отказов < О,О2% / 1.000 час. 

8. Коэффициент мощности ПРА 

Индуктивные ПРА: λ ≤ 0,5. Параллельно компенсированные дроссели для ламп дневного света:

λ ≤ 0,9 

9. Рекомендации по монтажу электромагнитных дросселей
  • Положение встраивания: Любое
  • Место монтажа: электромагнитные ПРА спроектированы для установки в светильниках или в подобных приборах.
  • Независимые ПРА не нужно встраивать в корпус.
  • Крепление дросселей: Предпочтительно с помощью винтов М4

10. Электрический монтаж электромагнитного ПРА

Клеммные колодки (универсальные контактные зажимы)

  • Применять медный провод (негибкий провод)
  • Поперечные сечения для соединения безвинтового зажима 0,5—1,0 мм²
  • Длина зачищенного конца проводника 8 мм
  • Поперечное сечение соединительного надреза (IDС — зона) 0,5 мм² , с изоляцией максимум Ø2 мм, снятие изоляции не обязательно, монтаж возможен только со специальным инструментом.

Безвинтовые контактные зажимы

  • Встроенные контактные зажимы могут присоединять только жесткие проводники. Жесткие проводники:
  • 0,5—1,0 мм². Длина зачищенного конца проводника 8 мм.
  • Соединение проводников
  • Соединение между сетью, дросселем и люминесцентными лампами должно производиться согласно представленным схемам соединения. 

ЭПРА на дискретных элементах для ламп Т8

В статье предложен простой электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп Т8, собранный на дискретных элементах.

Люминесцентные лампы на протяжении многих десятилетий являются самым популярным источником света после ламп накаливания. Как известно, для их работы необходим пускорегулирующий аппарат (ПРА) — устройство, обеспечивающее стабильный розжиг и поддерживающее необходимый рабочий ток в лампе. Электронным пускорегулирующим аппаратам (ЭПРА), или электронным балластам, посвящено множество книг и публикаций, например [1, 2]. Универсальный ЭПРА, описанный в [1], обеспечивает «тёплый» старт для ламп и очень низкий коэффициент пульсаций светового потока (около 1 %). Но подобные устройства довольно сложны для повторения в радиолюбительских условиях, требуют редких компонентов и «чувствительны» к трассировке печатной платы, особенно к разводке общего провода. В предлагаемой статье рассмотрен более простой вариант электронного балласта, собранный из распространённых радиодеталей. Схема ЭПРА приведена на рис. 1. Он рассчитан на работу с четырьмя лампами Т8 мощностью 18 Вт либо с двумя лампами по 36 Вт (рис. 2).

Рис. 1. Схема ЭПРА

 

Рис. 2. Схема расположения ламп

 

Основные технические характеристики

Напряжение питания, В …..155…240

Максимальный потребляемый ток (4 лампы по 18 Вт), мА……………………..330

Коэффициент мощности (4 лампы по 18 Вт), не менее…………………….0,96

Коэффициент пульсаций светового потока, %, не более ……………………18

КПД, не менее……………….0,9

Частота преобразователя, кГц………………………65 

За основу взят полумостовой автогенератор «электронного трансформатора» для галогенных ламп, описанный в [3]. Отличия заключаются в выходном каскаде, в наличии пассивного корректора мощности (в «электронном трансформаторе» для галогенных ламп [3] он не нужен) и изменённой цепи запуска. В остальном принцип его работы аналогичен.

Выходной каскад — это два последовательных LC-контура, включённых параллельно: Т2 (обмотка I), С11 и Т3 (обмотка I), С12. Каждый контур рассчитан на нагрузку 36 Вт, т. е. две лампы по 18 Вт либо одна лампа мощностью 36 Вт. Резонансная частота контуров — около 60 кГц.

Пассивный корректор мощности собран на диодах VD5-VD8 и конденсаторах C5, C6. Он служит для корректировки формы потребляемого устройством тока. Это обеспечивает коэффициент потребляемой мощности близким к единице. При желании корректор можно исключить, но в этом случае коэффициент мощности не будет превышать 0,5…0,6.

Запуск автогенератора осуществляется без «привычного» в подобных устройствах динистора. Это позволило упростить устройство и избежать главного недостатка динисторного запуска, связанного, по мнению автора, с разбросом параметров самого динистора, который может приводить к нестабильному запуску автогенератора при пониженном напряжении сети. Запуск осуществляется подачей напряжения смещения «напрямую» на базу транзистора VT2 через резисторы R3, R4, а также на колебательный контур, образованный элементами С9, L2, обмоткой II трансформатора T1. Возникающие в нём колебания в сумме с приложенным напряжением смещения и приводят к открыванию транзистора VT2. Сопротивление резисторов R3, R4 подобрано так, что протекающий через них ток недостаточен для удержания в открытом состоянии VT2 в момент возникновения в обмотке II трансформатора T1 напряжения обратной полярности, т. е. в момент, когда откроется транзистор VT1.

Изменение цепи запуска и увеличение рабочей частоты преобразователя с 35 кГц (в «электронном трансформаторе» для галогенных ламп) до 65 кГц позволило добиться устойчивого пуска балласта при понижении напряжения в сети до 145…155 В, а также несколько уменьшить габариты выходных трансформаторов Т2 и Т3.

Балласт собран на печатной плате размерами 116×42 мм из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж проводников показан на рис. 3, расположение элементов — на рис. 4. Все элементы для поверхностного монтажа (VD1-VD4, R2-R5) расположены со стороны печатных проводников, выводные — на противоположной стороне платы. Конденсаторы С2-С4, С7, С10, С13 — любые плёночные, подходящих габаритов на номинальное напряжение не менее 400 В (постоянного тока — VDC), С11, С12 — на 1600 В (VDC), С1 — керамический на напряжение 1500 В (VDC), но лучше применить помехопо-давляющий конденсатор Y-класса на номинальное напряжение не менее 275 В (переменноготока — VAC). Диоды FR107 (VD5-VD12) можно заменить любыми быстродействующими выпрямительными с обратным напряжением не менее 600 В и прямым током не менее 300 мА. Трансформатор T1 намотан на кольцевом магнитопроводе (магнитная проницаемость — 2300) с внешним диаметром 9, внутренним — 5 и высотой кольца — 3,5 мм. Обмотки I и II содержат по четыре витка, обмотка III имеет два витка одножильного провода диаметром 0,3 мм. Направление всех обмоток должно быть одинаковым. Обмотки I и II должны иметь индуктивность 16 ±15 % мкГн, обмотка III — 4 мкГн. Выходные трансформаторы Т2 и Т3 намотаны на магнитопроводах Е20/10/6 из материала N27 (Epcos) или аналогичных с немагнитным зазором около 1 мм. Первичные обмотки содержат по 130 витков жгута из шести проводов диаметром 0,1…0,15 мм. При отсутствии шестижильного жгута можно использовать одножильный провод диаметром 0,25…0,35 мм, однако при этом нагрев трансформаторов увеличится на 10…15 оС. Вторичные обмотки имеют по 13 витков одножильного провода диаметром 0,3 мм. Индуктивность первичных обмоток должна быть 1±15 % мГн. Дроссели L1, L2 — стандартные, например ЕС24.

Рис. 3. Чертёж проводников

 

Рис. 4. Расположение элементов

 

Фотографии печатной платы собранного устройства приведены на рис. 5, рис. 6. Фотографии работающего балласта с лампами — на рис. 7 и рис. 8. Правильно собранное устройство начинает работать сразу и налаживания не требует.

Рис. 5. Печатная плата устройства в сборе 

 

Рис. 6. Печатная плата устройства в сборе

 

Рис. 7.  Работающий балласт с лампами

 

Рис. 8. Работающий балласт с лампами

 

Литература

1. Лазарев В. Универсальный ЭПРА с «тёплым» стартом для люминесцентных ламп Т8. — Радио, 2015, № 9, с. 31-35.

2. Давиденко Ю. Н. Настольная книга домашнего электрика: люминесцентные лампы. — СПб.: Наука и Техника, 2005.

3. Лазарев В. «Электронные трансформаторы» для галогенных ламп 12 В. — Радио, 2015, №8, с. 32-36.

Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.

Товары для боулинга Brunswick

Поиск Искать Брансуик
  • Боулеры
  • Боулинг-центры
  • Продукты

    Мячи

    • Все мячи
    • Текущий
    • На пенсии
    • ТОЧКА
    • DynamiCore
    • Индекс производительности
    • Инструкции по сверлению
    • Архив каталога мячей
    • Архив листов с информацией о мяче
    • Зарегистрируйте свой продукт
    • Гарантии

    Мешки

    • Все сумки
    • Нести сумки
    • Роликовые сумки
    • Зарегистрируйте свой продукт
    • Гарантии

    Обувь

    • Вся обувь
    • Зарегистрируйте свой продукт
    • Гарантии

    Аксессуары

    • Все аксессуары
    • Перчатки и поддержка
    • Уход за мячом
    • Обувные товары
    • Захватные изделия
    • Зарегистрируйте свой продукт
    • Гарантии

    Одежда

    • Вся одежда
  • Брансуик Прос
  • Найти профессиональный магазин

Боулеры Боулинг-центры

  • Боулеры Главная
  • Продукты Продукты
    • Яйца Яйца
      • Текущий
      • На пенсии
      • ТОЧКА
      • DynamiCore
      • Индекс производительности
      • Инструкции по сверлению
      • Архив каталога мячей
      • Архив листов с информацией о мяче
      • Зарегистрируйте свой продукт
      • Гарантии
      Сумки Сумки
      • Нести сумки
      • Роликовые сумки
      • Зарегистрируйте свой продукт
      • Гарантии
      обувь Аксессуары Аксессуары
      • Перчатки и поддержка
      • Уход за мячом
      • Обувные товары
      • Захватные изделия
      • Зарегистрируйте свой продукт
      • Гарантии
      Одежда
  • Брансуик Прос
  • Найти профессиональный магазин
  • Компания Боулеры
    • Новости и СМИ
    • Патенты
  • Политика конфиденциальности
  • Контакт
  • Боулинг-центры Главная
  • Оборудование, запчасти и расходные материалы Оборудование, запчасти и расходные материалы
    • Подсчет очков и управление Подсчет очков и управление
      • Подсчет очков
      • POS-система
      • Маркетинг
      • Управление
      • Синк® Прима™
      • Синхронизация® One™
      • Преимущество короны
      • Spark® · Зажги!
      • Приложение OpenLane
      • Пользовательский интерфейс Видения
      • Синхронизация передовых технологий
      • Боулер Опыт
      • Синхронизировать паспорт
      • Запланировать демонстрацию синхронизации
      • Запрос на демонстрацию Spark
      Центр окружающей среды Центр окружающей среды
      • Мебель Мебель
        • Места для сидения
        • Стол
        • Системы хранения мячей
        • Особенности и преимущества
        • Ткани и отделка
        • Тафтинговая мебель
        • Ресторан и бар
        • Зона боулеров
        • Зал
      • Единицы маскировки Единицы маскировки
        • Небесный
        • Прибрежный
        • промышленный
        • Современный
        • Деревенский
        • Традиционный
        • Винтажный паз
        • Пользовательские единицы маскировки
        • Блоки маскировки видео
      • переулки
      • Аксессуары для дорожек
      • Пинсеттеры
      • Пины
      • Прокат обуви
      • Домашние шары
      Центр обслуживания Центр обслуживания
      • Части Части
        • А2, Джетбэк, А
        • GS
        • Оборудование для боулинга
      • Расходные материалы для обслуживания дорожек
      • переулок машины
  • Модернизация Модернизация
    • Лучше вместе Истории успеха
  • Построить центр Построить центр
    • Планирование и ресурсы Планирование и ресурсы
      • Инвестиционная форма нового центра
      • Международная инвестиционная форма
      Модели и рынки Модели и рынки
      • Семейные развлекательные центры
      • Казино
      • Кинотеатр
      • Курортный отель
      • Ресторан и бар
      Дакпин Социальный Эпицентр Альянсы Жилой Жилой
      • У.S. Форма запроса на проживание
      • Форма запроса на проживание за пределами США
  • Фотогалерея
  • Служба поддержки Служба поддержки
    • Библиотека документов Гарантия Гарантия
      • Подавать иск
      • Партнеры по гарантийной поддержке
      Ремонт электроники Ремонт электроники
      • Места ремонта
      Техническая поддержка Техническая поддержка
      • Запросы на техническую поддержку
      Повышение квалификации Повышение квалификации
      • Календарь
  • Компания Боулинг-центры
    • Новости и СМИ
    • Патенты
  • Политика конфиденциальности
  • Контакт
  • Колумбия 300 Колумбия 300
  • DV8 Боулинг DV8 Боулинг
  • Эбонитовый боулинг Эбонит
  • Молот Боулинг Молоток
  • Радикальные технологии боулинга Радикальные технологии боулинга
  • Трек Боулинг Трек Боулинг
  • Лучшие товары для боулинга Лучшие товары для боулинга

Страница не найдена

Вернуться на главную

Брансуик
  • Компания
  • Контакт
  • Подписаться
  • Карьера
  • Политика конфиденциальности
  • Фейсбук
  • Твиттер
  • Инстаграм
  • YouTube

© 2022 Брансуик

Люминесцентные лампы — Руководство по электрическому монтажу

Подробную информацию см. также в разделе «Схемы освещения».

Люминесцентные лампы и сопутствующее оборудование

Мощность Pn (Вт), указанная на трубке люминесцентной лампы, не включает мощность, рассеиваемую в балласте.

Ток определяется по формуле: Ia=Pballast+PnUCosφ{\displaystyle {\mbox{Ia}}={\frac {{\mbox{P}}_{\mbox{ballast}}+{\mbox{Pn} }}{{\mbox{UCos}}\varphi }}}

Где U = напряжение, подаваемое на лампу в комплекте с соответствующим оборудованием.

Если для балласта не указано значение потерь мощности, можно использовать значение 25 % от Pn.

Стандартные трубчатые люминесцентные лампы

С (если не указано иное):

  • cos φ = 0,6 без коррекции коэффициента мощности (PF) [1] конденсатор
  • , потому что φ = 0.86 с коррекцией PF [1] (одиночная или двойная трубка)
  • cos φ = 0,96 для ЭПРА.

Если для балласта не указано значение потерь мощности, можно использовать значение 25 % от Pn.

На рис. A6 приведены эти значения для различных вариантов размещения балласта.

Рис. A6 – Потребляемый ток и потребляемая мощность люминесцентных ламп обычных размеров (при 230 В, 50 Гц)

Расположение ламп, стартеров и балластов Мощность лампы (Вт) [г] Ток (А) при 230 В Длина трубки (см)
Магнитный балласт Электронный балласт
Без корректирующего конденсатора коэффициента мощности С корректирующим конденсатором коэффициента мощности
Однотрубный 18 0.20 0,14 0,10 60
36 0,33 0,23 0,18 120
58 0,50 0,36 0,28 150
Двойные трубки 2 х 18 0,28 0,18 60
2 х 36 0,46 0.Мощность в ваттах указана на трубке

Компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы имеют те же характеристики экономичности и долговечности, что и классические лампы. Они обычно используются в общественных местах с постоянным освещением (например, в коридорах, холлах, барах и т. д.) и могут быть установлены в местах, где в противном случае используются лампы накаливания (см. , рис. A7).

Рис. A7 – Потребляемый ток и потребляемая мощность компактных люминесцентных ламп (при 230 В, 50 Гц)

2.4 Высокопроизводительный E Lectronic 50 B ALLAST B Уилт на ML4833

Рисунок 9 показывает полную принципиальную схему высокопроизводительного электронного балласта, построенного ML4833 . Схема представляет собой типичную структуру переменного/постоянного/переменного тока: схема фильтра подавления радиопомех добавлена ​​к входной клемме, схема коррекции коэффициента активной мощности бустера состоит из переменного/постоянного тока в передней ступени, а схема высокочастотного инвертора состоит из постоянного/переменного тока в задней ступени.Через T5, VD11, R23 и контакт 8 управления формируется замкнутый контур, обеспечивающий стабильную работу системы.

 

Рис. 9. Полная принципиальная схема высокопроизводительного электронного балласта, созданного на основе ML4833

 

 

Ⅲ Часто задаваемые вопросы

1. Для чего нужен электронный балласт?

Электронный балласт преобразует частоту сети в очень высокую частоту, чтобы инициировать процесс газового разряда в люминесцентных лампах, контролируя напряжение на лампе и ток через лампу.

 

2. Каково выходное напряжение электронного балласта?

Это устройство работает от сети переменного тока с напряжением 230 Вольт, а напряжение, генерируемое внутри устройства, может достигать от 600 до 800 Вольт.

 

3. Что находится внутри электронного балласта?

Осветительные балласты генерируют начальное высокое напряжение для запуска дуги, которая возбуждает газы в люминесцентных и газоразрядных лампах и заставляет их светиться. … Осветительные балласты для люминесцентных ламп и газоразрядных ламп, изготовленных до 1980 года, могут содержать полихлорированные дифенилы (ПХБ).

 

4. Как сделать электронный балласт для лампового освещения?

Электрический балласт представляет собой не что иное, как простой сильноточный индуктор сетевого напряжения, состоящий из нескольких витков медной проволоки, намотанной на многослойный железный сердечник. По сути, как мы все знаем, люминесцентной лампе требуется высокая начальная тяга тока, чтобы зажечь и заставить поток электронов соединиться между ее концами накаливания.

 

5. Как подключить электронный балласт?

Подключите балласт к источнику питания от панели выключателя, подключив черный провод от панели выключателя к черному проводу на балласте с помощью проволочной гайки.Подсоедините белый провод от выключателя к белому проводу от балласта.

 

6. В чем разница между электронным и магнитным балластом?

Магнитный балласт использует витой провод и создает магнитные поля для преобразования напряжения. … Электронный балласт использует твердотельные компоненты для преобразования напряжения. Он также изменяет частоту питания от 60 Гц до 20 000 Гц или выше в зависимости от балласта.

 

7.Как проверить электронный балласт мультиметром?

Вставьте один щуп мультиметра в разъем проводов, скрепляя белые провода. Прикоснитесь оставшимся щупом к концам синего, красного и желтого проводов, идущих от балласта. В зависимости от балласта у вас могут быть только красный и синий провода.

 

8. Являются ли ЭПРА нелинейными нагрузками?

Выпрямительный ввод, импульсные источники питания и электронные балласты освещения являются наиболее распространенными однофазными нелинейными нагрузками.

 

9. Что не является преимуществом электронного балласта?

Электронные балласты

более эффективны и компактны по размеру и весу. Они также обеспечивают возможность непрерывной регулировки мощности при различных настройках. Недостатком является то, что колебания мощности могут вызвать сбой, но это можно компенсировать добавлением буферного конденсатора. При работе балластов выделяется тепло.

 

10. Вы можете отремонтировать ЭПРА?

В конце концов я заменил 2 переключающих транзистора и в этом балласте, и он заработал.Так что в следующий раз, когда у вас возникнут проблемы с электронным балластом от люминесцентного светильника, откройте его и проверьте, прежде чем покупать новый. Они могут быть дорогими, и чаще всего их можно отремонтировать.

 

Альтернативные модели

Тип лампы Мощность лампы (Вт) Ток при 230 В (А)
Отдельный пускорегулирующий аппарат 10 0. 1 2 «Коррекция коэффициента мощности» часто упоминается как «компенсация» в терминологии газоразрядных осветительных трубок.
Cos φ составляет примерно 0,95 (нулевые значения V и I почти совпадают по фазе), но коэффициент мощности равен 0,5 из-за импульсной формы тока, пик которого приходится на «поздний» в каждом полупериоде

Исследование и применение электрической схемы электронного балласта

Категория

 

 Введение

В 1970-х годах разразился мировой энергетический кризис.Актуальность энергосбережения заставила многие компании сосредоточиться на энергосберегающих источниках света и электронных балластах для люминесцентных ламп. С бурным развитием полупроводниковой техники появляются различные силовые коммутационные устройства с высокой отдачей, что создает условия для развития электронных балластов.

В конце 1970-х годов иностранные производители первыми выпустили на рынок электронные балласты первого поколения, что стало крупным нововведением в истории развития освещения.Поскольку он имеет много преимуществ, таких как энергосбережение, он вызвал большое беспокойство и интерес во всем мире. Он считается идеальным продуктом для замены балласта индуктивности. Позже некоторые известные предприятия вложили значительные трудовые и материальные ресурсы в проведение исследований и разработок более высокого уровня.

 

В связи с быстрым развитием технологии микроэлектроники, разработка электронных балластов с высокой производительностью и высокой надежностью была обеспечена.Многие полупроводниковые компании представили ряд продуктов для специализированных силовых переключателей и управляющих ИС. В 1984 году компания Siemens разработала интегральную схему активной коррекции коэффициента мощности, такую ​​как TPA4812, с коэффициентом мощности 0,99. Впоследствии некоторые компании последовательно запускали интегрированные электронные балласты. В 1989 году финская компания Hell Valley успешно выпустила балласты с монолитной интегральной схемой с электронной регулировкой балласта. Электронные балласты продвигаются и применяются во всем мире, особенно в развитых странах.

 

Рисунок 1. Балласт

Китайские исследования и разработки электронных балластов начались с опозданием, технология не развита, раннее понимание сложности и сложности этого продукта недостаточно, разработка специальных полупроводниковых устройств не поспевает, качество продукции не прошло, и рынок крайне неравномерен. На рынок было выброшено большое количество дешевых некачественных товаров, что нанесло ущерб потребителям и серьезно подорвало имидж электронных балластов.

 

В конце 1990-х годов из-за быстрого развития и повышения уровня производства, от проектирования схем до электронных компонентов, продукты вошли в относительно зрелую стадию, и высококачественные продукты вошли в проект строительства. Реализация проекта зеленого освещения в Китае проложила путь к продвижению и применению электронных балластов.

 

знания из Electronic B 50650 B F Luorsent L AMPS и G Ermicidal L AMPS

 

Электронный балласт представляет собой электронное устройство управления, в котором используется полупроводниковый электронный компонент для преобразования напряжения постоянного тока или напряжения переменного тока низкой частоты в напряжение переменного тока высокой частоты, и приводится в действие источник света, такой как газоразрядная лампа низкого давления (стерилизационная лампа). ) или вольфрамово-галогенная лампа.Наиболее широко используется электронный балласт для люминесцентных ламп.

 

Благодаря внедрению современной инверторной технологии с плавным переключением и усовершенствованной технологии активной коррекции коэффициента мощности, а также мер электронной фильтрации электронный балласт обладает хорошей электромагнитной совместимостью и снижает собственные потери балласта.

  • 07

    Electronic B B C C Ircuit D IAGRAM R Esearch A Place

    2.1 Обзор

    1 октября 1997 г. был официально запущен китайский проект «Зеленое освещение». Это важное решение и мера в области технологии освещения, которая оказывает огромное влияние на энергетику Китая, электрические источники света и технологии освещения и даже на защиту окружающей среды.

     

    В качестве важной цели «проекта зеленого освещения» Китай заменит лампу накаливания на встроенную энергосберегающую лампу, состоящую из электронных балластов и компактных люминесцентных ламп, и продвинет более 300 миллионов энергосберегающих ламп, формируя способность терминала сэкономить 22 млрд кВтч, что эквивалентно экономии около 49-63 млрд юаней средств на электроэнергетическое строительство.Помимо экономии электроэнергии, это может реально сократить социальные расходы на 30-40 млрд юаней. По данным профильных специалистов Мининформпрома, при одинаковых условиях светового потока энергосберегающие лампы позволяют сэкономить 80% энергии по сравнению с лампами накаливания, а затраты на приобретение энергосберегающих ламп окупаются в 8-10 раз. месяцев экономии электроэнергии. Использование электронных энергосберегающих ламп в обычных домохозяйствах, на предприятиях и в учреждениях, гостиницах, ресторанах и торговых системах более рентабельно, чем ламп накаливания.

     

    Однако устаревшие балласты индуктивности, работающие в настоящее время на промышленной частоте, как правило, имеют недостатки, связанные с высоким энергопотреблением, низкой эффективностью, большим объемом и необходимостью большого количества меди. Поэтому штат установил политику, которая заключается в замене традиционных балластов индуктивности высокочастотными электронными балластами. В настоящее время на рынке появилось несколько электронных балластов, и в Таблице 1 приведено сравнение характеристик этих электронных балластов.Согласно стандарту Международной электротехнической комиссии IEC929 и китайскому профессиональному стандарту ZBK74012-90, электронный балласт следует использовать в «нормальных условиях, лампа должна быть активирована, но это не приводит к повреждению работы лампы»; «Кратчайшее время приложения напряжения предварительного нагрева катода не должно быть менее 0,4 с» и «коэффициент амплитуды напряжения холостого хода не должен превышать 1,8; в течение минимального периода прогрева не должно быть чрезвычайно узких пиков напряжения, не влияющих на должно быть сгенерировано среднеквадратичное значение» и т. д.

     

    Как указано в таблице 1, за исключением высококачественных электронных балластов, они не соответствуют требованиям. В частности, еще в 1982 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала стандарт под названием «помехи бытового оборудования и аналогичного электрооборудования в систему электроснабжения», а именно стандарт IEC555-2. В 1987 году в Европе также был разработан аналогичный стандарт EN60555-2.

     

    Оба стандарта строго ограничивают коэффициент мощности оборудования, чтобы он был близок к 1, а также четко указывалось, что все продукты, не соответствующие стандартам, не допускаются к продаже.Ввиду большого вреда, наносимого низким коэффициентом мощности, очень важно и необходимо установить нормы коэффициента мощности электронного оборудования и изделий, которые должны быть близки к 1.

     

    Рис. 2. Краткое сравнение электронных балластов низкого, среднего и высокого качества

     

    Мы считаем, что высокопроизводительный электронный балласт должен быть продуктом, который имеет как коррекцию коэффициента мощности, так и предварительный нагрев нити накала лампы, регулировку освещения и защиту цепи лампы, а также полностью соответствует IEC555-2 и аналогичным стандартам.В этой статье кратко обсуждаются основные принципы построения схемы и схемы коррекции коэффициента мощности, которые должны быть предусмотрены для высокопроизводительных электронных балластов. Выделены интегральные контроллеры ЭПРА ML4831, ML4832, ML4833 и составленные из них высокопроизводительные схемы ЭПРА.

  • 0107

    2.2 Схема S Tructure H IGE P Erformance E Lectronic B ALLAST

    RFI и EMI Фильтры на рисунке отфильтровывать кондуктивные РЧ-помехи и электромагнитные помехи из сети, препятствуя проникновению в сеть кондуктивных РЧ- и электромагнитных помех, генерируемых балластной цепью.Схема мостового выпрямителя преобразует входной переменный ток в постоянный. Схема коррекции коэффициента мощности улучшает форму входного переменного тока, гарантируя синусоидальность входного тока и его фазу с входным напряжением, обеспечивая коэффициент мощности, близкий или равный единице.

     

    Схема инвертора завершает преобразование высокого напряжения постоянного тока в высокочастотный переменный ток и, наконец, передает входную мощность на люминесцентную лампу через сеть цепи лампы. В дополнение к передаче электроэнергии сеть ламп также будет выполнять предварительный нагрев люминесцентной нити накаливания, выборку и обратную связь сигнала рабочего состояния лампы.Сигнал обратной связи о рабочем состоянии лампы берется из схемы коррекции коэффициента мощности и сигнала диммирования и обрабатывается схемой управления для получения управляющего импульса коммутационного устройства в правильной схеме инвертора.

    2. 2. 2. 1 P SOWER F Actor C
    C Orrect C Ircuit

    Коэффициент мощности системы определяется как PF =γcosφ1

     

    В формуле γ=I1/IRMS, которое представляет собой отношение основного действующего значения входного тока к действующему значению полного входного тока и также называется коэффициентом искажения тока.φ1 — угол фазового сдвига основного тока и напряжения.

     

    Если входное напряжение системы не имеет фазового сдвига (т. е. система является чисто резистивной) и в ней нет гармонической составляющей (т. е. DF=1), коэффициент мощности системы должен быть равен единице. К сожалению, блоки входных выпрямительных фильтров, которые большинство современных устройств подключаются к сети промышленной частоты, состоят из неуправляемых диодов и электролитических конденсаторов большой емкости. Мгновенное значение тока на стороне сети довольно велико (обычно примерно в 2–3 раза больше, чем у IRMS), продолжительность очень короткая (обычно не более 4 мс) и сильно несинусоидальна, поэтому коэффициент мощности система значительно ниже 1.

     

    Коррекция коэффициента мощности нацелена на устранение недостатков традиционной схемы неуправляемого выпрямителя и принимает соответствующие меры. При увеличении значения DF системы минимизируется фазовый сдвиг входного основного тока и напряжения, и, наконец, достигается цель со значением PF, равным 1. В качестве схемы коррекции активного коэффициента мощности форсированного типа, обычно используемой в электронных балластах, схема управления использует сигнал входного напряжения в качестве опорного, а произведение входного тока и сигнала выходного напряжения используется в качестве источника модуляции для получения синусоидального сигнала. сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на схему повышающего преобразования мощности постоянного тока в постоянный для регулировки соотношения времени включения/выключения переключателя питания.В итоге получается стабильное постоянное высокое напряжение.

     

    Устройство переключения мощности в схеме повышающего преобразования мощности управляется сигналом SPWM, выдаваемым схемой управления, для включения и выключения с высокой скоростью, тем самым обеспечивая форму волны тока, протекающую через катушку индуктивности, соединенную последовательно с выпрямителем. мост представляет собой синусоидальную волну и находится в фазе с входным напряжением. Таким образом, получаются коэффициенты искажения γ=1 и φ1=0 входного тока системы, то есть cosφ1=1, а коэффициент мощности системы равен 1.

  • 07

    2.2 .2 .2 I
    I Nverter C Ircuit

    Наиболее важной функцией инверторной цепи является преобразование высоковольтного постоянного тока, выводимого схемой коррекции коэффициента мощности. в высокочастотный переменный ток для люминесцентной лампы. Силовые MOSFET двухтактные лампы (V1 и V2) попеременно включаются и выключаются под управляющим импульсом со скважностью 50% и коммутируются при переходе тока через нуль в параллельном резонансном контуре первичной индуктивности силового трансформатора и емкость , чтобы реализовать переключение при нулевом напряжении (ZVS) и выполнить прерывание на постоянном токе высокого напряжения.Переключение при нулевом напряжении устраняет коммутационные потери, связанные с выходной емкостью и паразитной зарядкой емкости полевого МОП-транзистора, а заряд управления затвором минимален, что помогает уменьшить потери затвора.

     

    Поскольку переменный ток высокой частоты, полученный вторичной связью силового трансформатора, напрямую подается в сеть лампы, фазовый сдвиг между током лампы (то есть вторичным током силового трансформатора) и выходным током схемы инвертора отсутствует. (т. е. первичный ток силового трансформатора).Учитывая, что общее сопротивление ламповой сети уменьшается на высоких частотах, а отрицательное сопротивление характерно для самой люминесцентной лампы, можно найти, что по мере уменьшения тока лампы (соответствующего ослаблению силы света лампы) выходной ток схемы инвертора увеличится.

    2 2. 2. 3 L L AMP C Ircuit N ETWORK

    Сетевая сеть лампы не только должна доставить высокочастоту питания переменного тока трубки лампы для эффективного преобразования электричества и света, но она также должна реализовывать такие функции, как прогрев нити накала, обратная связь по обнаружению тока лампы и вспомогательный источник питания для всей системы электронного балласта.

     

    Первичная обмотка силового трансформатора Т подключена к цепи инвертора, и ток лампы напрямую передается на лампу через конденсатор, а вторичная обмотка питает лампу током накала для предварительного нагрева и поддержания работы. Трансформатор тока ТА осуществляет обнаружение и измерение тока лампы и посылает сигнал о работе лампы в схему управления в любой момент по изменению тока лампы. Схема управления может оценивать силу света лампы по величине тока лампы (даже с учетом отключения и короткого замыкания лампы), а затем отправлять соответствующие управляющие сигналы в схему инвертора.

    2. 2. 2. 4 C C Ontrol C Ircuit

    Схема управления для высокоэффективных электронных балластов должна иметь серию функций, включая коррекцию фактора мощности, регулировку освещения, регулировка освещения , предварительный нагрев при включении, сигнализация отключения лампы и управление программой перезапуска лампы. В настоящее время некоторые контроллеры интегральных схем для электронных балластов, появляющиеся на внутреннем и международном рынке устройств, в основном основаны на управлении PFC с соответствующим добавлением функций управления лампами или реализацией управления лампами внешними цепями.Стоит отметить, что продукты серии ML4830/31/32/33 можно назвать интегрированными контроллерами для высокопроизводительных электронных балластов.

    2.3 Высокопроизводительные E Lectronic B B D D Edited I Ntegrated C Ontroller of ML4830 серии

    ML4830 / 31/32/33 — контроллеры интегральных схем, разработанные американской корпорацией Micro Linear Corporation для высокопроизводительных электронных балластов.ML4830 первого поколения исключен; второе поколение ML4831 изготовлено по технологии биполярных интегральных схем; Третье поколение ML4832 использует процесс Bicmos для замены исходного биполярного процесса, ток смещения схемы значительно снижен, а потребление значительно снижено. ML4833 четвертого поколения не только использует процесс Bicmos, но и имеет существенное улучшение внутренней структуры, поэтому функциональность улучшена, а производительность выше. Хотя эти устройства могут использовать функциональную блок-схему на рис. 3, внутренняя структура ML4831 и ML4832 и внутренняя структура ML4833 показаны соответственно на рис. 4 и 5.

     

    Рис. 3. Функциональная блок-схема ML4831, 32, 33

     

     

    Рис. 4. Внутренняя блок-схема ML4831, 32

     

     

    Рис. 5. Блок-схема внутренней структуры ML4833

     

    2. 3.1 Знакомство с ML4831/32 F Функция

    ML4831/32 состоит из повышающего каскада постоянного тока, управляемого ступенью коррекции среднего коэффициента мощности.Он имеет специальную схему управления для электронных балластов с различными звеньями управления балластами. Время включения и перезапуска лампы может быть достигнуто за счет использования компонентов внешней схемы, обеспечивающих широкий диапазон управления различными типами ламп. Балластное звено использует дополнительный программируемый метод частотной модуляции и регулировки диапазона частот управляемого напряжением генератора для управления мощностью лампы, поэтому подходит для различных типов выходных сетей.

     

    Модулятор усиления в ML4831/32 обладает высокой устойчивостью к помехам, вызванным переключением мощных коммутационных устройств.Выход модулятора усиления отображается как ссылка на текущий усилитель ошибки на инвертирующем входе усилителя. Isine — это ток, потребляемый от входа переменного тока; UEA — это выход усилителя ошибки (вывод 1). Выход модулятора усиления ограничен 1В. ШИМ-регулятор в секции управления PFC компенсирует положительное напряжение, генерируемое выходным сигналом умножителя, за счет отрицательного напряжения, возникающего на чувствительном резисторе контакта 4. В то же время силовой МОП-транзистор защищен от высокоскоростных переходных процессов за счет еженедельного ограничения тока.Как только напряжение на выводе 4 становится ниже 1 В, цикл ШИМ немедленно прекращается.

     

    Клемма защиты от перенапряжения (OVP) (контакт 18) ML4831/32 используется для защиты силовой цепи от повреждения высоким напряжением при внезапном отключении лампы. Точка отбора ОЗП может быть установлена ​​прямым подключением резистора делителя напряжения к высоковольтной шине постоянного тока. Пока напряжение на контакте 18 превышает 2,75 В, транзистор коррекции коэффициента мощности (PFC) будет выключен, и работа балласта может продолжаться.

     

    Пороговое значение OVP должно быть установлено на значение, при котором устройство питания может работать безопасно, но не слишком низкое, чтобы повлиять на работу канала преобразования форсированной мощности. Внутренний операционный усилитель крутизны обеспечивает обратную связь по напряжению, определение тока и контурное усиление. Усилитель крутизны разработан с низкой крутизной прямой передачи сигнала, так что резистор большого номинала можно использовать в качестве нагрузки, а небольшой (<1 мкФ) керамический конденсатор для связи по переменному току в компенсационной сети.Компенсационная сеть может иметь форму рисунка 6, вводя нулевую точку и полюс на частотах fz и fP соответственно:

     

    fZ=1/2πR1C1

    fP=1/2πR1C2

     

    Отмечено, что цепь постоянного тока-земля и выход усилителя крутизны могут быть расстроены, а значение напряжения смещения, отраженное на входе, определяется как uos=iO/gm. Конденсатор C1 на рис. 6 используется для блокировки постоянного тока и минимизации неблагоприятных эффектов смещения.

     

    Все операционные усилители крутизны в ML4831/32 включают усовершенствование скорости нарастания для улучшения восстановления при включении схемы и в условиях переходных характеристик, поскольку усилитель крутизны переходит из состояния малой крутизны в состояние большой крутизны. Реакция на сильные сигналы существенно нелинейна.

     

    Рис. 6. Компенсационная сеть для усилителя крутизны

     

    ML4831/32 управляет выходной мощностью лампы путем частотной модуляции неперекрывающейся проводимости трубки переключателя мощности в инверторной части цепи балласта.Иными словами, во время разрядки конденсатора CT, синхронизирующего колебания, выходная мощность обеих ламп питания балласта низка. Диапазон частот генератора, управляемого напряжением (VCO) в устройстве, управляется выходом усилителя LFB (вывод 6). Когда ток лампы уменьшается, напряжение на выводе 6 растет, вызывая падение зарядного тока ТТ, что приводит к снижению частоты колебаний генератора. Поскольку выходная сеть балласта ослабляет высокие частоты, мощность, подаваемая на лампу, соответственно увеличивается.В общем случае частоту генератора можно рассчитать следующим образом:

     

    fosc=1/(tchg+tdis)

     

    Внимание: Ток нулевого заряда возникает, когда LFBOUT (контакт 6) находится на высоком уровне. Как правило, зарядный ток зависит от двух входов генератора:

     

    Один — выход таймера прогрева, а другой — выход усилителя обратной связи лампы (вывод 6). Во время фазы прогрева зарядный ток фиксируется на значении Ichg (предварительный нагрев) = 2.5 / Сброс (3). При нормальной работе зарядный ток изменяется в зависимости от напряжения на выводе 6 от 0 до UOH. Когда напряжение на выводе 6 равно нулю, частота генератора самая низкая, а мощность лампы максимальная. Ток разряда намного больше, чем ток, протекающий через времязадающий резистор RT. Например, когда ток разряда составляет 5 мА, время разряда составляет:

     

    tdis ≈ 490×КТ.

     

    ML4831/32 также включает в себя параллельный стабилизатор, который ограничивает напряжение UCC до 13.5В. Когда UCC на 0,7 В ниже 13,5 В, ток покоя устройства будет меньше 1,7 мА, а выход будет отключен, что позволит запустить устройство напрямую с помощью резистора, подключенного к выпрямленной шине переменного тока.

     

    Кроме того, поскольку ML4831/32 содержит функцию измерения температуры, работа балласта прекращается, как только температура перехода устройства превышает 120 °C. Чтобы лучше использовать внутреннюю функцию измерения без использования внешнего датчика, положение ML4831/32 должно быть тщательно определено на печатной плате балласта, чтобы гарантировать, что устройство может правильно передавать рабочую температуру балласта.Температуру чипа ML4831/32 обычно можно оценить по следующей формуле:

     

    Tj=65TA/PD(°C/Вт)

     

    Стоит отметить, что полное и разумное использование сенсорной функции внутри устройства полезно для снижения общей стоимости балласта.

     

    Схема запуска устройства специально разработана для ML4831/32 в соответствии с принципом обеспечения максимального срока службы лампы и минимизации нагрева балласта.На рис. 7(а) показана схема запуска, включающая предварительный нагрев нити накала и внезапное отключение лампы. Когда балласт находится под напряжением, время, в течение которого напряжение на CX повышается с 0,7 В до 3,4 В, называется временем прогрева нити накала.

     

    В течение этого времени зарядный ток генератора Ichg = 2,5/Rset, генератор выдает очень высокую частоту, но не вырабатывает напряжение, достаточное для запуска лампы. После предварительного нагрева нити накала частота цепи инвертора падает до минимума, и генерируется высокое напряжение для запуска лампы.Если напряжение цепи инвертора не подскочит, когда лампа должна начать работать, напряжение обратной связи лампы, поступающее на контакт 9, поднимется выше Uref, зарядный ток CX будет шунтирован, и схема инвертора перестанет работать, пока CX не упадет до Порог 1,2 В при разряде RX. Остановка инверторной цепи таким образом может предотвратить сбой включения лампы или перегрев инверторной цепи, когда она отключена от розетки.

     

    В общем, лучше выбирать RX с большим сопротивлением, чтобы увеличить этот период.Когда CX достигает порога 6,8 В, генератор выключает LFBOUT, поэтому лампа будет работать на полную мощность, а затем затемняться, а потенциал на выводе CX будет зафиксирован на уровне примерно 7,5 В. Весь процесс показан в форме волны на рисунке 7(b).

     

    Рис. 7. Схема включения предварительного прогрева и прерывания лампы и ее кривая

     

    2.3.2 Усовершенствование внутренних функций ML4833

    ML4833 представляет собой модифицированную версию ML4831/32.В дополнение к полной функциональности ML4831/32, описанной выше, наиболее заметным улучшением является секция коррекции коэффициента мощности. Часть коррекции коэффициента мощности ML4833 представляет собой схему управления PFC повышающего типа для измерения пикового тока. Эта форма схемы требует только компенсации контура напряжения, что проще, чем ML4831/32 со схемой режима управления средним током. Он состоит из усилителя ошибки напряжения, усилителя измерения тока без компенсации, интегратора, компаратора и логической схемы управления.

     

    В блоке преобразования мощности форсированного типа коррекция коэффициента мощности выполняется токоизмерительным резистором для вывода измеряемого напряжения и протекающего через него тока, а коэффициент заполнения регулируется путем сравнения интегрального сигнала напряжения усилителя ошибки с напряжение на Rsense. Время управления коэффициентом заполнения показано на рисунке 8. Учитывая, что все высокопроизводительные микросхемы встроенного управления электронным балластом Micro-Linearity упакованы в 18-контактные корпуса DIP или SOIC, улучшение структуры устройства неизбежно вызывают изменения во внутреннем функциональном каркасе и функциях внешних штифтов.

     

    Рис. 8. PEC Link и управление рабочим циклом ML4833

    2.4
  • Часть Сравнить Производители Категория Описание
    ПроизводительНомер детали: NAND01GR3B2BZA6F Сравните: NAND01GR3B2CZA6E VS NAND01GR3B2BZA6F Производители:Микрон Категория: Описание: параллельная флэш-память NAND 1.8V 1G-bit 128M x 8 25us 63-Pin VFBGA T/R
    № производителя: NAND01GR3B2CZA6F Сравните: NAND01GR3B2CZA6E VS NAND01GR3B2CZA6F Производители:Микрон Категория: Описание: Флэш-память, 128MX8, 25000 нс, PBGA63, 9 X 11 мм, высота 1 мм, 0.ШАГ 8 ММ, БЕЗ СВИНЦА, VFBGA-63
    № производителя: NAND01GW3B2AN6E Сравните: Текущая часть Производитель: ST Microelectronics Категория:Чип памяти Описание: NAND Flash Parallel 3V/3.3V 1G-bit 128M x 8 25us 48Pin TSOP Tray
    № производителя: NAND01GW3A2AN6E Сравните: NAND01GW3B2AN6E VS NAND01GW3A2AN6E Производитель: ST Microelectronics Категория:Чип памяти Описание: 128 Мбит, 256 Мбит, 512 Мбит, 1 Гбит (x8/x16), 528 байт/264 слова, страница, 1.8 В/3 В, флэш-память NAND
    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2022 © Все права защищены.