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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Ballasts électroniques alimentés par des sources basse tension. Ballast électronique sur le microcircuit KR1211EU1. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Ballasts pour lampes fluorescentes Cette version de l'alimentation à partir d'une source basse tension est un ballast électronique implémenté sur un microcircuit spécialisé KR1211EU1. Puce KR1211EU1 est un contrôleur spécialisé de ballasts électroniques (EPG) pour lampes fluorescentes compactes alimentés par un réseau intégré 3-24 V DC. Fabriqué en technologie CMOS. Dans le tableau 3.12 montre les caractéristiques distinctives des microcircuits dans différents boîtiers. Le brochage des boîtiers et l'affectation des broches sont indiqués sur la Fig. 3.56.
Tableau 3.12. Différences de microcircuits avec des marquages différents
Valeurs maximales des paramètres et des modes:
Spécifications électriques:
Description du travail. Le schéma fonctionnel du microcircuit 1211EU1/A est présenté sur la Fig. 3.57.
Basic caractéristique Microcircuits KR(KF)1211EU1 - présence de deux canaux de contrôle clés suffisamment puissants fonctionnant en antiphase avec une pause obligatoire entre les impulsions de sortie. L'impulsion dans le deuxième canal apparaît quelque temps après la fin de l'impulsion dans le premier, et vice versa ; dans la terminologie occidentale, cette pause est appelée Temps mort - les temps d'arrêt. Grâce à cela, le microcircuit est bien adapté à la construction de convertisseurs de tension d'impulsion simples et facilement reproductibles. Le microcircuit est composé de:
Contrôle des copeaux effectué via les broches IN, FC, FV. Des dispositifs de seuil intégrés sont associés aux broches de commande du microcircuit. La broche IN commute le diviseur de fréquence et réinitialise le déclencheur RS pour bloquer le formateur d'impulsions et les amplificateurs de sortie. Lorsqu'une tension de niveau bas est appliquée à la broche IN, le coefficient de division K1 est sélectionné et le déclencheur RS est réinitialisé ; lorsqu'un niveau élevé est appliqué, le coefficient de division K2 est sélectionné. Les broches FC et FV sont utilisées pour construire des circuits de protection. L'application d'une tension de haut niveau à la broche FV provoque la désactivation des amplificateurs de sortie (la tension aux broches OUT1 et OUT2 est réglée à zéro) aussi longtemps que la tension de haut niveau est maintenue sur cette broche. L'application d'une tension de haut niveau à la broche FC entraîne le réglage du déclencheur RS et la désactivation des amplificateurs de sortie (la tension aux broches OUT1 et OUT2 est réglée à zéro) jusqu'à ce que le déclencheur RS soit réinitialisé à l'entrée IN. La fréquence de fonctionnement de l'oscillateur maître du microcircuit dépend des paramètres des éléments du circuit R2, C1 connectés à la broche T. Le courant traversant la résistance R2 charge le condensateur C1. Lorsque la tension à ses bornes atteint un niveau égal à environ 2/3 de la tension d'alimentation, l'interrupteur interne du microcircuit qui le shunte s'ouvre, ce qui entraîne une décharge rapide du condensateur. Puis le cycle se répète. La fréquence d'oscillation f à l'entrée T du microcircuit peut être estimée à l'aide de la formule
Pour un fonctionnement stable de l'appareil, la capacité du condensateur C1 ne doit pas dépasser 3000 2 pF et la résistance de la résistance R500 ne doit pas être inférieure à XNUMX Ohms. Les impulsions en dents de scie à l'entrée T (Fig. 3.58) servent de base à la formation d'impulsions de sortie aux sorties OUT1 et OUT2. Des impulsions rectangulaires y apparaissent alternativement, dont la durée dépend du niveau de tension à l'entrée IN.
A un niveau logique bas, elle est égale à six, et à un niveau logique haut, elle est égale à huit périodes d'oscillation de l'oscillateur maître. A la fin de l'impulsion, une pause est formée d'une durée égale à une période d'oscillation de l'oscillateur maître, pendant laquelle la tension aux deux sorties est faible. Puis une impulsion apparaît dans un autre canal, etc. Autrement dit, le taux de répétition des impulsions aux sorties du microcircuit fO est lié à la fréquence f par les relations suivantes : au niveau bas à l'entrée IN
à un niveau haut à l'entrée IN
Ici, les sommes des nombres dans les dénominateurs sont les périodes d'oscillation aux sorties OUT1 et OUT2, exprimées par la période d'oscillation à l'entrée T. La dépendance de la stabilité de la fréquence du générateur aux changements de tension d'alimentation peut être évaluée à l'aide du graphique illustré à la Fig. 3.59. Le courant consommé par le microcircuit augmente avec la fréquence du générateur, comme le montre la Fig. 3.60. La sortie du générateur est connectée à un diviseur de fréquence contrôlé, à partir de la sortie duquel des impulsions symétriques en antiphase sont fournies à l'entrée du shaper ; le conducteur prévoit une pause entre eux d'une durée d'une période d'horloge, comme le montre la Fig. 3.61. Un schéma typique de l'utilisation du microcircuit 1211EU1/A dans les ballasts électroniques pour une lampe fluorescente d'une puissance de 9-15 W est présenté sur la Fig. 3.62. Le circuit inverseur se compose d'un microcircuit 1211EU1/A avec des circuits de temporisation et une cascade de transformateurs push-pull, dont la charge est le circuit oscillant L2, C8 avec une lampe fluorescente.
Après avoir allumé le circuit chauffe les cathodes de la lampe avec une tension d'une fréquence 30 % supérieure à celle de résonance, puis lui applique une haute tension avec une fréquence égale à celle de résonance, sous l'influence de laquelle la lampe commence à briller mode normal.
La fréquence des impulsions générées par le générateur est choisie de telle sorte qu'à un niveau de tension élevé à l'entrée IN (avec un coefficient de division égal à K2), la fréquence de répétition des impulsions à la sortie du microcircuit soit égale à la fréquence de résonance du circuit oscillatoire.
Lorsque la tension d'alimentation est appliquée, le courant circulant dans la résistance R2 commence à charger le condensateur C2, qui est connecté à la broche IN. La constante de temps du circuit RC R2, C2 détermine le temps de chauffage des cathodes de la lampe. Dans ce cas, pendant que la valeur de tension seuil est atteinte à l'entrée IN, les cathodes de la lampe sont chauffées avec une fréquence supérieure à celle de résonance (coefficient de division K1), et après avoir atteint la valeur seuil, la lampe s'allume et brille (coefficient de division K2). Pour ce circuit, la fréquence de résonance du circuit oscillant est de 45 kHz, le temps de charge du condensateur C2 est de 2 s. Les éléments L1, C5 et C6 assurent une évolution de tension aux drains des transistors selon une loi sinusoïdale. Les transistors commutent à une tension de drain nulle, ce qui réduit l'échauffement des transistors en réduisant les pertes de commutation. Le microcircuit 1211EU1A diffère du 1211EU1 par des valeurs plus petites des deux coefficients de division K1 et K2 (voir tableau 3.12) du diviseur de fréquence, ce qui permet de diviser par deux environ la fréquence de l'oscillateur maître fт. Ceci est fait pour que la durée de la pause entre les impulsions de sortie soit égale à une période de la fréquence d'horloge fт, a également approximativement doublé, ce qui permet d'utiliser efficacement des transistors bipolaires peu coûteux comme commutateurs de sortie avec des temps de commutation plus longs que les transistors à effet de champ. En plus des transistors à effet de champ indiqués dans le schéma, vous pouvez utiliser KP742, KP723, IRLR2905, STD20NE06L, SPP80N04S2L, SPP80N06S2L. En tant que transformateur élévateur T1 pour lampes d'une puissance allant jusqu'à 15 W, des noyaux blindés de type coupelle B22 sont utilisés (où 22 est le diamètre extérieur de la coupelle en millimètres) sans espace, qualité ferrite 2000NM. L'enroulement II contient 150 à 170 tours de PEL d'un diamètre de 0,3 mm, l'enroulement I - 2x18 tours de PEL d'un diamètre de 0,6 mm. Pour LL d'une puissance de 18 à 36 W, vous devez prendre un noyau plus puissant, en forme de W ou blindé avec une section transversale moyenne de 0,6 à 1 cm2. Paramètres géométriques de base de certains noyaux magnétiques sont présentés dans le tableau. 3.13. Tableau 3.13. Paramètres géométriques de base de certains noyaux magnétiques
Notes sur le tableau. 3.13: K - conducteurs magnétiques à anneau ; Ш - en forme de Ш ; B - blindé. SM, cm2 - valeur efficace de la section transversale du circuit magnétique ; SO, cm2 - surface de la fenêtre du circuit magnétique ; VM = IMxSM, cm3 - volume effectif du circuit magnétique. Le nombre de tours de l'enroulement primaire est déterminé à raison de 1 à 1,4 tours pour 1 V de tension d'alimentation, le diamètre du fil est basé sur une densité de courant de 3 à 4 A/mm2. Par exemple, avec un courant d'enroulement primaire moyen de 2 A, un fil d'un diamètre de 0,8 à 1 mm doit être utilisé. Le nombre de tours de l'enroulement secondaire est calculé de la même manière, l'amplitude des impulsions doit être d'au moins 150 V. La self de limitation de courant L2 est similaire aux selfs utilisées dans les ballasts électroniques IR2153 évoqués ci-dessus. Notes d'application. À mesure que la tension d'alimentation augmente, la tension fournie à la lampe et la puissance dissipée par le microcircuit augmentent. Pour éviter une défaillance de la lampe et des transistors de puissance, des verrouillages sont introduits dans le circuit du ballast électronique pour dépasser la tension d'alimentation (broche FV) et la consommation de courant (broche FC). Le schéma de l'unité de blocage du ballast électronique en cas de surtension d'alimentation est illustré à la Fig. 3.63.
Une augmentation de la tension d'alimentation entraîne une augmentation de la tension à l'entrée FV. Lorsque le seuil de fonctionnement est dépassé, les étages de sortie du microcircuit sont désactivés (la tension est mise à zéro au niveau des broches OUT1 et OUT2). Niveau de déclenchement du circuit de protection (tension maximale admissible VPMAX, fourni à l'étage de sortie) est déterminé par le choix des valeurs de résistance R1, R2 :
où 0,6VCC - seuil de fonctionnement du circuit de protection. La valeur de la résistance R1 doit être suffisamment grande pour limiter le courant traversant la diode de protection interne lors de fortes surtensions d'alimentation. Le circuit de protection de courant de l'étage de sortie est illustré à la fig. 3.64.
Si la lampe tombe en panne, le courant traversant la lampe augmente fortement, ce qui entraîne une augmentation de la chute de tension aux bornes du filament de la lampe. Cette tension est redressée par le détecteur VD1, C1 et via le diviseur R1, R2 est fournie à l'entrée FC. Pour éviter tout fonctionnement accidentel dû à des interférences, le condensateur C1 est connecté en parallèle avec la résistance R1. Le diviseur R1, R2 doit être conçu de telle sorte qu'au courant maximum admissible à travers la lampe, la tension à l'entrée FC soit de 0,6 VCC. Sur la fig. 3.65 montre un schéma d'un ballast électronique avec protection des touches d'alimentation.
Ce circuit est similaire au circuit représenté sur la figure. 3.62, mais complété par des unités de protection. Les résistances supplémentaires R3, R4 et les cavaliers XI, X2 permettent de réduire la fréquence de fonctionnement de l'oscillateur maître de 5, 10 et 15 %. Les éléments VD1 et R5 assurent une protection contre les surtensions. Avec une tension d'alimentation croissante Vp jusqu'à 17 V, la diode Zener VD1 s'ouvre, la tension à l'entrée FV sera de 5 V, ce qui correspond au seuil de réponse du circuit de protection. La tension aux broches OUT1, OUT2 deviendra nulle et les transistors VT1, VT2 se fermeront. La résistance R6 limite le courant à l'entrée FV à 5 mA pour des surtensions jusqu'à 100 V. La résistance R11 est un capteur de courant. La tension qui en découle est fournie au détecteur VD3, C8 puis à l'entrée FC. En sélectionnant la résistance R11, réglez le seuil IMAX déclenchements de protection actuels :
Si nécessaire, cette valeur peut être recalculée en tenant compte du rapport de transformation du transformateur T1 en consommation de courant de la source d'alimentation. Les éléments R7, R8, C5 permettent de limiter les surtensions aux drains des transistors à effet de champ VT1, VT2 aux instants de commutation au niveau de 0,2Vp. La caractéristique de charge du microcircuit est illustrée à la Fig. 3.66.
Auteur : Koryakin-Chernyak S.L.
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Commentaires sur l'article : vainqueur Concis et compréhensible !Je souhaite l'utiliser pour une isolation galvanique dans un "transformateur DC" de 12 à 3,3V avec un redresseur push-pull sur synchro. [;)] Ilia Paskov, Bulgarie Merci beaucoup pour l'excellent travail que vous avez fourni dans la création de ce site. Il est très nécessaire pour les personnes qui sont engagées dans l'électronique. Merci! Goussarov Youri Les gars, comme c'est merveilleux quand une personne travaille et pense correctement. Bonheur à vous et bonne chance dans la famille, et le reste suivra ! grand-père... Alexander N'est-ce pas précisément des prix affichés ou ces microcircuits ne sont pas vendus ? [vers le bas]
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