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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Ballasts électroniques alimentés par des sources basse tension. Ballast électronique pour lampes fluorescentes LBU 30 d'une puissance de 30 W. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Ballasts pour lampes fluorescentes Conçu pour alimenter les LL lors de l'éclairage d'un garage, d'un abri de jardin ou d'autres petits espaces. Le ballast est réalisé à partir d'éléments accessibles et peut être facilement reproduit par des radioamateurs moyennement qualifiés. К vertus L'appareil fait notamment référence à sa capacité à fonctionner à une tension d'alimentation réduite à 5 V. Ce ballast électronique est conçu pour alimenter le LL LBU 30 avec une puissance de 30 W et dispose les spécifications techniques suivantes:
Le schéma fonctionnel du convertisseur est présenté sur la Fig. 3.52.
Le convertisseur est réalisé sur la base d'un inverseur élévateur de tension chargé sur un circuit oscillant en série formé par l'inductance L1 et le condensateur C1, en parallèle avec lequel une lampe fluorescente EL1 est connectée. L'onduleur convertit la tension continue de la batterie de 13,2 V en tension alternative sous forme d'impulsions rectangulaires d'une amplitude de 150 V, fournie au circuit oscillant série L1, C1. La fréquence de résonance du circuit est égale à la fréquence de la tension d'alimentation et le courant circulant à travers la charge connectée au condensateur du circuit ne dépend pas de sa résistance. Dans ce cas, au moment où la tension d'alimentation est appliquée, la résistance de la lampe EL1 est élevée, une haute tension est appliquée au condensateur C1 et un courant dépassant la valeur nominale circule à travers l'inductance L1. Ce courant traverse également les filaments EL1, les chauffant, ce qui assure un allumage fiable de la lampe. Lorsque la lampe s'allume, sa résistance chute et le condensateur C1 contourne. En conséquence, la tension à ses bornes est réduite à une valeur qui maintient la lampe allumée, et le courant traversant l'inductance L1 est réduit à la valeur nominale. Le schéma de circuit du convertisseur est illustré à la fig. 3.53.
Le circuit oscillatoire est formé des éléments L2, C7. L'onduleur est réalisé selon le circuit d'un auto-oscillateur push-pull avec retour de courant positif (POST) sur les éléments T1, T2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, C2-C5, R1-R4. Cette conception de l'onduleur nous permet de minimiser l'énergie dépensée pour contrôler les transistors clés VT1, VT2 et de réduire l'influence de la tension de la source d'alimentation sur la stabilité du convertisseur. Dans ce cas, des fréquences de conversion optimales sont facilement garanties. En plus des éléments ci-dessus, le convertisseur contient le fusible FU1, le condensateur C1, qui protège la source d'alimentation des courants impulsionnels, et la chaîne C6, R5, qui supprime les fluctuations de tension à haute fréquence sur les enroulements du transformateur T2. Le convertisseur fonctionne comme suit. Au moment où la tension d'alimentation est appliquée, les transistors VT1, VT2 sont fermés et la tension à leurs collecteurs est égale à la tension d'alimentation. Un courant traverse les résistances Rl, R2, chargeant les condensateurs C2, C3 dans le sens opposé à leur polarité indiquée sur le schéma. Après un certain temps, la tension à la base de l'un des transistors (par exemple, VT1) atteindra son seuil d'ouverture et un courant circulera dans le circuit collecteur, qui traversera également la source d'alimentation, l'enroulement I du transformateur T2. et l'enroulement W du transformateur T1. En conséquence, un courant apparaîtra dans l'enroulement II du transformateur T1, qui, à son tour, traversera le condensateur C2 et la jonction base-émetteur du transistor VT1. Dans ce cas, VT1 entre en mode saturation et le condensateur C2 est rechargé selon la polarité indiquée sur le schéma. Sa recharge est limitée par la diode VD1. C'est ainsi que le convertisseur démarre. Le transistor VT1 restera saturé jusqu'à ce que le courant de base s'arrête, ce qui peut se produire à la suite d'une diminution du courant traversant l'enroulement primaire du transformateur T2 ou d'un court-circuit dans les enroulements du transformateur T1. Le convertisseur démarre à la fréquence de résonance du circuit L2C7 et les transistors VT1, VT2 commuteront au moment où le courant de l'inductance L2 passe par zéro. Une fois que la lampe EL1 est allumée et qu'elle shunte le condensateur C7, le transfert d'énergie de l'inductance L2 vers la lampe et le condensateur C7 est retardé et la fréquence de conversion diminue. Dans ce cas, sa stabilisation se produit à un niveau déterminé par le temps d'inversion de magnétisation de l'inducteur L1 qui, lorsqu'il est saturé, court-circuite l'enroulement du transformateur T1, ce qui entraîne la fermeture d'un transistor et l'ouverture d'un autre. La fréquence d'accord du circuit oscillant est choisie à 46 kHz et la fréquence de fonctionnement du convertisseur est de 20 à 25 kHz. Ce rapport de fréquence garantit une efficacité de fonctionnement maximale. Les chaînes C4, VD5, R3 et C5, VD6, R4 servent à réduire l'amplitude de l'impulsion de commutation sur les collecteurs des transistors VT1, VT2 lorsqu'ils sont fermés. Le convertisseur est monté sur un circuit imprimé en feuille de fibre de verre de dimensions 233x50 mm. Un dessin d'une version possible de la carte de circuit imprimé du convertisseur est présenté sur la Fig. 3.54.
La carte est conçue pour l'installation de résistances MLT, de condensateurs K73-17 (C1, C4, C5), K50-35 (C2, C3) et K15-5 (autres), de diodes KD105 (VD1, VD2) et KD212 ( Série VD3-VD6). Les transistors VT1, VT2 sont fixés à l'aide de brides et de vis standard avec des écrous M4 sur des dissipateurs thermiques en forme de L (représentés par des lignes en pointillés sur la Fig. 3.54). Chacun d'eux est plié à partir d'une plaque de tôle d'alliage d'aluminium AMts-P d'une épaisseur de 2 mm (dimensions de la pièce - 85x50, étagères - 50x12 mm) et vissé à la planche avec des vis et des écrous MZ. Les bornes des transistors sont connectées aux conducteurs imprimés avec des morceaux de fil de montage. Les résistances R3, R4 sont installées perpendiculairement à la carte. Le ballast électronique peut être intégré au luminaire ou placé dans un boîtier séparé. Pendant l'installation Il est conseillé de placer l'inductance L1 et le transformateur T1 aussi loin que possible du transformateur T2 et de l'inductance L2, et les condensateurs à oxyde C2, C3 ne doivent pas être placés à proximité immédiate des transistors VT1, VT2 et de la résistance R5. Le convertisseur utilise des condensateurs K73-17 (C1, C4, C5) pour une tension de 63 V, K50-35 (C2, C3) pour une tension de 25 V et K15-5 (C6, C7) pour une tension de 1,6 kV. . Les transistors KT803A peuvent être remplacés par KT908 avec n'importe quel indice de lettre. Il est conseillé de les sélectionner avec le même coefficient de transfert de courant de base. Les diodes KD105 utilisées dans l'appareil peuvent avoir n'importe quelle lettre d'index. D'autres diodes basse fréquence conviennent également avec un courant direct admissible d'au moins 0,5 A. Les diodes KD212 (VD3-VD6) peuvent également avoir n'importe quelle lettre d'index. Il est permis de les remplacer par d'autres diodes au silicium capables de fonctionner à des fréquences allant jusqu'à 50 kHz et permettant un courant direct d'au moins 2 A et une tension inverse d'au moins 50 V. Les selfs et les transformateurs sont enroulés sur des noyaux magnétiques annulaires en ferrite M2000NM-1. Les enroulements des selfs L1, L2 sont placés sur les noyaux magnétiques K7x4x2 et K40x25x11 et contiennent respectivement 5 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,63 mm et 140 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,41 mm. Les enroulements des transformateurs Tl, T2 sont enroulés respectivement sur des noyaux magnétiques K20x12x6 et K40x25x11. Les enroulements I, III et PG du transformateur T1 contiennent chacun 3 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,63 mm, et II et IF contiennent chacun 12 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,41 mm. Chacun des enroulements I et I' du transformateur T2 est constitué de 11 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,8 mm, et l'enroulement II est constitué de 140 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,41 mm. Les enroulements I et I du transformateur T2 sont enroulés simultanément dans deux fils au-dessus de l'enroulement II. Le tissu laqué doit être posé entre les enroulements. Les enroulements du transformateur T1 doivent être positionnés conformément au schéma montré sur la Fig. 3.55.
L'enroulement I doit être placé symétriquement par rapport aux autres enroulements afin d'assurer la symétrie des demi-cycles de la tension de sortie et d'éliminer la saturation unilatérale du circuit magnétique du transformateur, ce qui entraîne une augmentation des pertes d'énergie. La self L2 doit avoir un entrefer non magnétique. Pour ce faire, vous devez réaliser une entaille de 0,8 mm de large dans son âme avant de l'enrouler. Au moment du réglage au lieu de la lampe EL1 et du condensateur C7, une résistance d'une résistance de 2 kOhm et d'une puissance de 1-5 W est connectée en série avec l'inductance L10. Tout d’abord, vérifiez la fiabilité du démarrage du convertisseur. Pour ce faire, appliquez-lui une tension d'alimentation de 5 V et, s'il ne commence pas à générer des impulsions rectangulaires d'une fréquence de 20-25 kHz, réduisez la résistance des résistances R1, R2, mais pas plus de trois fois. Ensuite, la fréquence de génération du convertisseur est contrôlée. Pour ce faire, il est alimenté avec une tension d'alimentation nominale de 13,2 V à l'aide d'un oscilloscope ou d'un fréquencemètre pour déterminer la fréquence de la tension alternative sur les enroulements du transformateur T2. S'il dépasse 20-25 kHz, modifiez le nombre de tours de l'inductance L1. Pour augmenter la fréquence, le nombre de tours de l'inducteur L1 est réduit, et pour le diminuer, il est augmenté. Après cela, les circuits de sortie du convertisseur sont restaurés et une résistance d'une résistance de 2 Ohms et d'une puissance de 10 à 0,5 W est connectée en série avec l'inductance L1,0. Ensuite, la tension d'alimentation nominale est fournie au convertisseur et, une fois la lampe EL1 allumée, utilisez un oscilloscope pour contrôler la forme de la tension sur la résistance nouvellement installée : elle doit être proche de la sinusoïdale. Le courant traversant l'inductance L2 doit être d'environ 0,22 A. Lorsque le convertisseur est mis sous tension, la lampe doit s'allumer après 1 à 2 s. En plus de la lampe LBU 30, d'autres conçues pour la même tension et le même courant peuvent fonctionner avec le convertisseur décrit. Auteur : Koryakin-Chernyak S.L.
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