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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Éclairage à décharge - de l'accumulateur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage Lors des trajets routiers, de la vie sous tente, les convertisseurs pour lampes à décharge ont fait leurs preuves. L'éclairage à piles est une chose très chère. Il est beaucoup moins cher d'utiliser une batterie de voiture comme source d'énergie. Des ampoules à incandescence de 10 ou 15 watts suffisent pratiquement pour éclairer l'intérieur de la tente. Dans le même temps, à la même énergie, le flux lumineux d'une lampe à décharge de gaz est nettement supérieur, car son efficacité est bien supérieure à celle d'une lampe à incandescence traditionnelle. De plus, un avantage supplémentaire de la lampe à décharge est que la source lumineuse n'est pas un point, donc l'éclairage sera plus uniforme. Je décris deux convertisseurs pour lampes à décharge; les deux nécessitent une tension d'alimentation de 12V. Le premier est utilisé pour les lampes 6W et le second pour les lampes 18W.
Convertisseur pour lampes à décharge de gaz 6 W. Son schéma de principe est représenté sur la Fig.1. Le condensateur C1 est chargé à travers les résistances P1 et R1. Lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint environ 0,6 V, le transistor T1 s'ouvre. Le courant de collecteur qui apparaît crée un champ magnétique à l'aide de l'enroulement n1. Sous l'influence des variations du flux magnétique dans l'enroulement n2, une tension est induite, qui s'ajoute à la tension disponible sur le condensateur C1. Le déroulement du processus est assuré par une connexion correcte du début et de la fin de l'enroulement n2. Avec une augmentation du courant de base, le transistor T1 est dans un état de saturation ; l'augmentation du courant de collecteur s'arrête. Dans le même temps, la croissance du flux magnétique dans le noyau du transformateur s'arrête. Une fois que le flux magnétique cesse de changer, aucune tension induite ne se produit. Le courant de base du transistor T1 chute fortement. En conséquence, le courant de collecteur diminue également. Dès que le flux magnétique commence à diminuer, la tension induite aux extrémités de l'enroulement de contre-réaction change de polarité, elle est donc soustraite de la tension aux bornes du condensateur C1. Le transistor T1 se bloque. En raison de la présence de rétroaction positive, les processus d'ouverture et de fermeture sont très rapides. Le processus décrit est répété périodiquement. La fréquence d'oscillation dépend de la résistance du potentiomètre P1. Plus la résistance est faible, plus le courant de charge est important et, par conséquent, plus la fréquence d'oscillation est élevée. La valeur de résistance R2 détermine le courant de base du transistor T1. Avec cette résistance, l'efficacité du générateur de blocage peut être ajustée à la valeur optimale. La forme d'onde au collecteur du transistor est représentée schématiquement sur la Fig.2.
Le transformateur Tr est bobiné sur un noyau de ferrite. Dans le prototype de l'appareil, un noyau de pot (segment) d'un diamètre de 26 mm, A a été utilisé.L=630, Siemens. Dans ce cas, la fréquence d'oscillation des lampes à décharge de gaz utilisées était de 40 kHz. La séquence d'enroulement des enroulements du transformateur est illustrée à la Fig.3. L'enroulement n2 fournit la tension "d'allumage" pour la lampe à décharge. La capacité du condensateur CXNUMX détermine la quantité de courant circulant dans la lampe. Plus cette capacité est grande, plus la capacité X est faibleC et, par conséquent, plus le courant circulant dans la lampe est important. Lorsque le courant augmente, la quantité de flux lumineux émis par la lampe augmente également.
Une lampe à décharge est essentiellement un tube à décharge rempli de gaz. Une décharge de gaz à basse pression s'y produit. Le rayonnement UV est converti en lumière visible grâce à une poudre luminescente déposée sur les parois de la lampe. Les avantages des lampes à décharge de gaz sont que leur durée de vie est beaucoup plus longue que celle des lampes à incandescence, et pour la même consommation électrique, la quantité de lumière émise (flux lumineux) des lampes fluorescentes est également beaucoup plus importante. En ce qui concerne le fonctionnement de ces lampes, il convient de prêter attention aux points suivants. Pour initier une décharge, une tension dite d'amorçage est nécessaire. Après l'allumage de la décharge, à mesure que le courant augmente, il est nécessaire de réduire la quantité de tension appliquée aux bornes de la lampe. Lorsque la lampe fonctionne dans un réseau conventionnel, cette tâche est effectuée par une self connectée en série avec elle. Dans notre cas, cela est assuré par un générateur de blocage. Il existe de nombreuses possibilités pour démarrer une lampe. L'essence de la méthode "démarrage à froid" est qu'au moment de la connexion, 5 à 10 fois plus de tension est appliquée à la lampe. Une fois la lampe allumée, la tension normale de "combustion" lui est appliquée. La seconde, beaucoup plus fiable, est la méthode "d'allumage à chaud". Dans ce cas, les filaments situés aux extrémités de la lampe à décharge sont chauffés ; puis, au moment où ils sont éteints, une impulsion de tension est appliquée à la lampe, qui l'allume. Le temps de retard est fourni par une lampe à décharge luminescente spéciale (starter), qui est utilisée lors de l'utilisation de lampes sur le secteur. L'inconvénient de cette méthode est que la durée de vie de la lampe est réduite. Un autre point important est que la longue incandescence des filaments de la lampe réduit considérablement l'efficacité du convertisseur. Tous ces points sont pris en compte dans l'unité d'allumage du transistor. Au moment de la mise sous tension, le condensateur électrolytique non chargé C3 forme une sorte de court-circuit. Ce condensateur commence à se charger à travers la résistance R4 et la jonction base-émetteur du transistor T2. Le courant de collecteur qui est apparu sous l'influence du courant de base conduit au fonctionnement du relais J. Les contacts du relais ferment les électrodes de la lampe à décharge et chauffent. Dès que le condensateur C3 est chargé, le courant de base du transistor T2 disparaît. Le relais s'ouvre ; une surtension qui se produit sur l'enroulement PZ allume la lampe. La résistance R3 contribue à la fermeture complète du transistor T2. La diode D1 protège le transistor T2 des surtensions inductives qui se produisent lorsque le relais est éteint.
Ce convertisseur est protégé contre la connexion de la batterie avec une polarité inversée. Lorsque la polarité est inversée, la diode D3 s'ouvre et le fusible Bi saute.
La carte de circuit imprimé du convertisseur pour lampes à décharge de gaz 6 W est représentée sur la figure 4; la disposition des pièces sur celui-ci est illustrée à la Fig.5. Les pistes traversées par un courant important doivent avoir une largeur accrue et être bien étamées. Pour améliorer la dissipation thermique, une fine couche de graisse silicone est appliquée entre le radiateur (Fig. 6) et le transistor de commutation T1. Dans le prototype, un relais Reed avec une résistance d'enroulement de 1 kOhm pour une tension de fonctionnement de 12 V (type MGR04-A3) a été utilisé. Naturellement, d'autres relais avec des paramètres similaires peuvent être utilisés ici. Certes, en raison d'une disposition différente des broches, il sera nécessaire de modifier légèrement la carte de circuit imprimé. Pour éviter d'éventuelles pannes, les conducteurs des enroulements du transformateur sont isolés avec de minces tubes en plastique.
Les paramètres du transformateur sont donnés dans le tableau 1. Le noyau en forme de pot est vissé à la carte avec une vis en cuivre ou en aluminium. Un joint en caoutchouc est placé entre le noyau et la carte de circuit imprimé - le noyau sera élastique et ne se fissurera pas. Tableau 1
Le convertisseur pour lampes à décharge peut être placé dans un boîtier en plastique. Afin d'éviter de brancher le convertisseur dans la mauvaise polarité, il est conseillé d'installer un connecteur allume-cigare à l'extrémité du câble d'alimentation.
La configuration de l'appareil est très simple. Le convertisseur assemblé est alimenté par une tension d'alimentation de 12 V à partir d'un bloc d'alimentation ou d'une batterie de voiture. Le courant consommé est mesuré et, à l'aide du potentiomètre P1, sa valeur est définie sur 200 ... 220 mA. Dans ce cas, l'intensité lumineuse de la lampe à décharge sera assez importante. Le fonctionnement du convertisseur a été testé avec différents types de lampes ; dans tous les cas ça a bien fonctionné. Il est nécessaire de s'assurer que la tension de la batterie est comprise entre 10 ... 14 V; la lampe s'allume de manière fiable et son flux lumineux ne change pas.
Convertisseur pour lampes à décharge de gaz 18 W. Son circuit est représenté sur la figure 7, et il est complètement identique au circuit de la figure 1 ; seuls les types et les cotes des pièces diffèrent. Naturellement, le principe de fonctionnement est le même pour eux. Puisqu'une lampe de 18 W est utilisée, le transistor de commutation doit être plus puissant ; le noyau en forme de pot du transformateur est également grand. La séquence des enroulements du transformateur est représentée schématiquement sur la figure 8 ; le nombre de spires des enroulements et le diamètre du fil sont donnés dans le tableau 2. L'augmentation du noyau de ferrite a conduit à la nécessité de modifier la carte de circuit imprimé. La carte de circuit imprimé du convertisseur pour lampes à décharge 18 W est illustrée à la Fig. 9, et la disposition des pièces sur celle-ci est illustrée à la Fig. 10. Les filaments de la lampe à décharge de gaz de 18 W ont une grande surface, et donc plus de temps est nécessaire pour un allumage fiable, à la suite de quoi la résistance R4 a une plus grande résistance.
Le convertisseur pour lampes 18W est configuré de la même manière que pour les lampes 6W. Le potentiomètre P1 règle le courant sur 1,1 ... 1,3 A. Dans ce cas, la fréquence d'oscillation du convertisseur est approximativement égale à 10 kHz et la lampe a un rendement lumineux important. Avec ce réglage et une tension d'alimentation dans la plage de 10 ... 14 V, la lampe est allumée de manière fiable et le flux lumineux est presque uniforme. Ce convertisseur a été testé avec différents types de lampes et a bien fonctionné avec toutes.
Tableau 2
Rediotechnika Evkonyve 2000, traduction de A. Belsky ; Publication : radioradar.net
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