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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentazione di lampade fluorescenti da sorgenti di tensione CC a bassa tensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione A causa delle interruzioni nella fornitura di energia elettrica, sorgono molti problemi nel garantire il funzionamento di apparecchiature radio e televisive, computer, illuminazione, ecc. È particolarmente fastidioso perdere energia durante situazioni estreme, ad esempio, quando i medici stanno combattendo per la vita di una persona o quando è urgentemente necessario un lavoro di emergenza urgente, ecc. Uno dei modi più accessibili per garantire un'alimentazione ininterrotta è il passaggio a quegli apparecchi elettrici che, in base alle caratteristiche tecniche e operative, possono funzionare da fonti autonome di elettricità che vengono caricate o mantenute in uno stato carico durante la normale alimentazione. I mezzi principali e convenienti sono le batterie ricaricabili, dalle quali è possibile alimentare direttamente lampade a incandescenza con una tensione di 6, 12, 24 V, elettronica per auto, radio, TV, orologi, computer e molto altro. Le apparecchiature funzionanti a 220 V CA possono essere alimentate da convertitori (12-220/110 V), (24-220/110 V). Questo articolo propone tre circuiti convertitori progettati per alimentare lampade fluorescenti con una potenza di 4-10 W da una sorgente CC a 12 V. -6, LEC2, LBE4, LB2-4 e con Philips TL7W / 6, TL7W / 8, TL1W stranieri / 8, TL10W / 18. TL1W/6 ecc. Circuiti simili sono utilizzati nelle lampade portatili alimentate a batteria importate e, nonostante la loro semplicità, hanno elevate caratteristiche tecniche. Descrizione del principio di funzionamento Quando viene applicata tensione al circuito (Fig. 1), una corrente fluirà attraverso il resistore R1, di valore limitato dalla resistenza R1, e il condensatore C1 verrà caricato. Al raggiungimento di una tensione di circa 0,6 V contemporaneamente sulla base del transistor VT1 e del condensatore C1, il transistor entrerà in modalità saturazione simile a una valanga a causa del profondo feedback positivo tra la base e il collettore del transistor VT1 attraverso la base e avvolgimenti di collettore accoppiati induttivamente del trasformatore T1. Da questo momento, la corrente aumenta nel circuito del collettore secondo una legge lineare, descritta dalla formula (dIk / dt) L \u1d U. Allo stesso tempo, la corrente di base del transistor VT1 diminuisce a causa del sovraccarico del condensatore CXNUMX. Quando viene raggiunta la disuguaglianza Ik > h21e Ib, il transistor VT1 lascerà lo stato saturo come una valanga. Allo stesso tempo, l'induttanza dell'avvolgimento del collettore del trasformatore T1, cercando di fornire una corrente nel circuito del collettore del transistor VT1 e interagendo con lo stato ad alta impedenza degli elementi del circuito, creerà un picco di tensione di dozzine di volte maggiore della tensione di alimentazione e sull'avvolgimento secondario in K = Wl / Wk volte, dove : Wl - il numero di spire dell'avvolgimento di uscita, Wk - il numero di spire dell'avvolgimento del collettore. A causa di questi picchi di tensione, che raggiungono i 1000 V di grandezza, la lampada si accende, per cui la sua resistenza interna diminuisce bruscamente e con essa la caduta di tensione ai suoi capi, avvicinandosi alla tensione operativa per la quale è progettato il tipo di lampada utilizzata.
Nel processo di prototipazione e debug del circuito, sono stati presi gli oscillogrammi della tensione del collettore e sono presentati nelle figure 4 e 5. L'ampiezza dei picchi di tensione (figura 4) è limitata nel circuito di avvolgimento del collettore da una corrente all'interno del confine tensione del transistor applicato VT1 e nel circuito di avvolgimento di base dalla corrente di rottura Zener della giunzione base-emettitore VT1. La figura 5 mostra una forte diminuzione dell'entità della tensione di impulso sul collettore del transistor VT1, poiché l'avvolgimento secondario del trasformatore T1 dopo una rottura del gas nella lampada HL1 è stato caricato con una bassa resistenza interna, determinata dalla corrente-tensione caratteristica del tipo di lampada utilizzata. È difficile sopravvalutare questo semplice circuito dell'oscillatore di blocco, che si adatta automaticamente ai carichi variabili e, nonostante alcune carenze, può essere definito un "miracolo" della tecnologia degli impulsi.
Lo schema presentato in Fig. 2 consente di combinare con successo la relazione degli elementi dello schema con il suo design. Il riflettore della lampada, realizzato in metallo lucido e collegato al collettore VT1, funge contemporaneamente da radiatore e conduttore per una migliore accensione della lampada, inoltre consente di collegare gli elettrodi della lampada senza fili aggiuntivi. La fabbricazione del trasformatore T1 è semplificata, poiché due avvolgimenti sono collegati in serie alla lampada: un collettore e un'uscita, che ha meno giri per il loro numero, che contiene l'avvolgimento del collettore. Il circuito in Fig. 3 differisce dai precedenti nel posizionamento dell'avvolgimento di base e, di conseguenza, gli avvolgimenti del collettore, della base e dell'uscita sono collegati in serie e collegati alla lampada. Ciò ha permesso di semplificare la progettazione e facilitare la fabbricazione del trasformatore T1. Invece di sei conclusioni, come nel circuito di Fig. 1, solo tre. Tutti e tre gli avvolgimenti sono coinvolti nella creazione della tensione di uscita sulla lampada. Proprio come nello schema precedente, il design del riflettore per la lampada HL1, il radiatore per il transistor VT1 e il conduttore per il collegamento dell'elettrodo della lampada vengono eseguiti dalla stessa parte. Questo schema è il più tecnologicamente avanzato e richiede meno tempo.
Costruzione e dettagli Gli elementi radio del circuito, vale a dire il trasformatore T1, i resistori R1, R2, il condensatore C1, il diodo VD1 possono essere posizionati su una scheda in fibra di vetro rivestita di alluminio e, con la semplicità del circuito, la scheda può essere facilmente realizzata rimuovendo meccanicamente il foglio con una configurazione del modello senza pretese. Il transistor VT1 deve essere installato su un dissipatore di calore con un'area di 20 cm2, adatto al design, la cui forma e dimensioni saranno determinate dal tipo di lampada utilizzata e dal design del caso. Come accennato in precedenza, è più conveniente combinare un riflettore, un radiatore, un elettrodo di accensione, un conduttore per il collegamento di una lampada in una parte. Il transistor VT1 deve avere una velocità sufficiente (t race <1 ms), mentre la tensione limite deve essere U gr.> 200 V, il guadagno di corrente nel circuito con un emettitore comune h 21e > 20. L'entità delle correnti pulsate a cui funzionerà il transistor VT1 Ik \u0,8d (1,5 - 21) A, ed è necessario che tali correnti siano nella sezione crescente della caratteristica n1e (5k). È desiderabile utilizzare transistor con la tensione base-emettitore inversa più alta possibile Ube> XNUMXV. Questi parametri devono essere presi in considerazione durante la riparazione di dispositivi importati. Risultati soddisfacenti sono stati ottenuti utilizzando transistor KT847A, KT841A, KT842A, da quelli economici - KT805AM. Nel processo di layout del circuito, sono stati testati diversi progetti di trasformatori. I migliori risultati sono stati ottenuti utilizzando nuclei armati in ferrite di grado M2000NM, grandezze B26, BZO, 536 e a forma di W con una sezione di 7x7 in ferrite 4000. Durante l'assemblaggio dei trasformatori, è necessario prevedere un traferro non magnetico h = 0,025...0,1 mm per evitare la magnetizzazione del circuito magnetico. Uno spazio maggiore porta a una forte diminuzione dell'induttanza del trasformatore T1, che peggiorerà le condizioni operative del circuito. Sul telaio in plastica, l'avvolgimento del collettore viene prima avvolto con un filo PEV 0,4, quindi viene posato uno strato isolante e l'avvolgimento di base viene avvolto con un filo PEV 0,2. Uno strato di tessuto verniciato o nastro fluoroplastico viene steso sopra l'avvolgimento di base e l'avvolgimento secondario viene avvolto con filo PEVTL-2 con un diametro di 0,15 ... 0,2 mm, giro per giro e con isolamento a strati. È possibile selezionare approssimativamente il numero di spire degli avvolgimenti, guidati dalla tabella 1.
L'avvolgimento secondario può essere reso universale con prese ogni 30...50 giri. Il diodo VD1 è necessario affinché, partecipando al processo di autooscillazione, emetta l'energia accumulata dall'induttanza dell'avvolgimento di collettore del trasformatore T1 durante i periodi di spegnimento del transistor VT1. Ciò consente di adattare il circuito a diversi carichi e utilizzare diverse fonti di corrente. In questo caso, invece del resistore R1, è necessario collegare due resistori: uno costante con una resistenza di 430 Ohm e il secondo variabile con una resistenza di 2,2 kOhm collegati in serie. Il diodo VD1 deve essere progettato per la tensione Uobr. > 200V, hanno frequenza operativa fp. > 100 kHz, corrente media raddrizzata Icp. > 200 mA. Oltre a quelli indicati nello schema, possono essere utilizzati quattro diodi del tipo KD 510A collegandoli in serie. Il design della lampada fluorescente è fatto di oggetti che nella vita di tutti i giorni vengono spesso riempiti con un bidone della spazzatura. L'alloggiamento (Fig. 6, Fig. 10) è costituito da una cartuccia tipo EPSON Mx80/Fx80 usata, all'interno della quale devono essere rimosse le partizioni. È inoltre possibile utilizzare un profilo in alluminio o plastica adatto, ecc. Lo schermo frontale trasparente è costituito da una bottiglia di plastica PEPSI o da qualsiasi altra bottiglia da 2 litri con i lati dritti. Le dimensioni sono mostrate in fig. 7. Si consiglia di utilizzare un colore chiaro senza sfumature e graffi. Sulla fig. indica la parte da ritagliare da una bottiglia di plastica per realizzare uno schermo trasparente.
Dalle restanti due parti, usando l'immaginazione, puoi creare un supporto per matite, penne o un bicchiere per annaffiare i fiori, ecc. La figura 7 mostra le aree delimitate da linee tratteggiate che devono essere sigillate con pezzi di sottile plastica nera ritagliati da custodie di vecchi dischetti di computer (5,25) con colla tipo Moment. Sulla fig. 9 mostra un disegno di un riflettore-radiatore, che viene ritagliato dalla latta utilizzando barattoli di caffè Nescafè o Monterey con una capacità di 250 gr.
Il riflettore (a) è incollato al corpo della cartuccia (e) utilizzando la colla Moment. Uno schermo trasparente (Fig. 7, Fig. 10) è piegato lungo il lato lungo e inserito nello spazio tra il riflettore (a) e il corpo (e), in cui quattro fori con un diametro di 1,2 ... 2 mm sono forati insieme a uno schermo trasparente e fissati con quattro viti o viti del diametro appropriato. Clip a molla, anelli, un magnete, ecc. devono essere forniti per fissare l'apparecchio in varie condizioni. È possibile adattare ulteriormente la lampada come parte di una lampada da tavolo, lampada frontale, ecc. Dopo aver assemblato il circuito e averlo collegato a una fonte di alimentazione, inizia a funzionare immediatamente, a condizione che l'installazione sia completata senza errori e che tutte le parti siano in buone condizioni. Collegare un amperometro al circuito tra la fonte di alimentazione e il circuito della lampada e regolare il consumo di corrente mediante il resistore R1. Per modalità di funzionamento economiche, è necessario impostare la corrente assorbita entro 120 ... 200 mA, ma se si utilizza una sorgente sufficientemente energivora, la corrente consumata può essere aumentata a 500 mA, ottenendo così un flusso luminoso maggiore. Se è necessario utilizzare la lampada in diverse modalità operative e da diverse fonti di energia elettrica, è necessario installare due resistori collegati in serie, uno dei quali è variabile, invece del resistore R1. I valori di resistenza sono indicati sopra nel testo. Pertanto, sarai in grado di regolare senza problemi il flusso luminoso.
In tutti e tre gli schemi, Fig. 1 - Fig. 1 dell'articolo, il valore delle resistenze R1 è indicato in modo errato; dovrebbe essere R10=47...XNUMX Ohm. Letteratura 1. A. Khalatyan. Fornitura di lampade fluorescenti. Mosca, DOSAAF URSS, 1979, VRL N. 67 pagina 33.
Autore: Taras Kholoptsev, Kiev, Radiohobby; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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