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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA
Alimentatori elettronici alimentati da sorgenti a bassa tensione. Alimentatore elettronico per lampade fluorescenti LBU 30 con potenza di 30 W. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori per lampade fluorescenti Progettato per alimentare LL durante l'illuminazione di un garage, di una casetta da giardino o di altri piccoli spazi. L'alimentatore è realizzato utilizzando elementi accessibili e facilmente replicabili da radioamatori mediamente qualificati. К virtù Il dispositivo, in particolare, si riferisce alla sua capacità di funzionare con una tensione di alimentazione ridotta a 5 V. Questo alimentatore elettronico è progettato per alimentare LL LBU 30 con una potenza di 30 W ed ha le seguenti specifiche tecniche:
Lo schema a blocchi del convertitore è mostrato in Fig. 3.52.
Il convertitore è realizzato sulla base di un inverter di tensione step-up caricato su un circuito oscillante in serie formato dall'induttore L1 e dal condensatore C1, in parallelo al quale è collegata una lampada fluorescente EL1. L'inverter converte la tensione CC della batteria di 13,2 V in tensione alternata sotto forma di impulsi rettangolari con un'ampiezza di 150 V, forniti al circuito oscillatorio seriale L1, C1. La frequenza di risonanza del circuito è uguale alla frequenza della tensione di alimentazione e la corrente che scorre attraverso il carico collegato al condensatore del circuito non dipende dalla sua resistenza. In questo caso, nel momento in cui viene applicata la tensione di alimentazione, la resistenza della lampada EL1 è elevata, al condensatore C1 viene applicata un'alta tensione e una corrente superiore al valore nominale scorre attraverso l'induttore L1. Questa corrente scorre anche attraverso i filamenti EL1, riscaldandoli, garantendo un'accensione affidabile della lampada. Quando la lampada si accende, la sua resistenza diminuisce e il condensatore C1 viene bypassato. Di conseguenza, la tensione ai suoi capi viene ridotta a un valore che mantiene accesa la lampada e la corrente attraverso l'induttore L1 viene ridotta al valore nominale. Lo schema elettrico del convertitore è mostrato in Fig. 3.53.
Il circuito oscillatorio è formato dagli elementi L2, C7. L'inverter è realizzato secondo il circuito di un auto-oscillatore push-pull con feedback di corrente positivo (POST) sugli elementi T1, T2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, C2-C5, R1-R4. Questo design dell'inverter ci consente di ridurre al minimo l'energia spesa per il controllo dei transistor chiave VT1, VT2 e di ridurre l'influenza della tensione di alimentazione sulla stabilità del convertitore. In questo caso, le frequenze di conversione ottimali sono facilmente garantite. Oltre agli elementi di cui sopra, il convertitore contiene il fusibile FU1, il condensatore C1, che protegge la fonte di alimentazione dalle correnti impulsive, e la catena C6, R5, che sopprime le fluttuazioni di tensione ad alta frequenza sugli avvolgimenti del trasformatore T2. Il convertitore funziona come segue. Nel momento in cui viene applicata la tensione di alimentazione, i transistor VT1, VT2 sono chiusi e la tensione sui loro collettori è uguale alla tensione di alimentazione. Una corrente scorre attraverso i resistori Rl, R2, caricando i condensatori C2, C3 nella direzione opposta alla loro polarità indicata nello schema. Dopo un po ', la tensione alla base di uno dei transistor (ad esempio VT1) raggiungerà la soglia di apertura e una corrente scorrerà attraverso il circuito del collettore, che passerà anche attraverso la fonte di alimentazione, avvolgimento I del trasformatore T2 e avvolgimento W del trasformatore T1. Di conseguenza, nell'avvolgimento II del trasformatore T1 apparirà una corrente che, a sua volta, scorrerà attraverso il condensatore C2 e la giunzione base-emettitore del transistor VT1. In questo caso, VT1 entra in modalità saturazione e il condensatore C2 viene ricaricato secondo la polarità indicata nello schema. La sua ricarica è limitata dal diodo VD1. Ecco come si avvia il convertitore. Il transistor VT1 rimarrà in saturazione fino all'interruzione della corrente di base, cosa che può verificarsi a causa di una diminuzione della corrente attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore T2 o di un cortocircuito negli avvolgimenti del trasformatore T1. Il convertitore si avvia alla frequenza di risonanza del circuito L2C7 e i transistor VT1, VT2 commutano nel momento in cui la corrente dell'induttore L2 attraversa lo zero. Dopo che la lampada EL1 si è accesa e ha deviato il condensatore C7, il trasferimento di energia dall'induttore L2 alla lampada e al condensatore C7 è ritardato e la frequenza di conversione diminuisce. In questo caso, la sua stabilizzazione avviene ad un livello determinato dal tempo di inversione della magnetizzazione dell'induttore L1, che, quando saturato, cortocircuita l'avvolgimento del trasformatore T1, che porta alla chiusura di un transistor e all'apertura di un altro. La frequenza di sintonizzazione del circuito oscillatorio viene scelta su 46 kHz e la frequenza operativa del convertitore è 20-25 kHz. Questo rapporto di frequenza garantisce la massima efficienza operativa. Le catene C4, VD5, R3 e C5, VD6, R4 servono a ridurre l'ampiezza dell'impulso di commutazione sui collettori dei transistor VT1, VT2 quando sono chiusi. Il convertitore è montato su un circuito stampato in lamina di fibra di vetro con dimensioni di 233x50 mm. Un disegno di una possibile versione del circuito stampato del convertitore è mostrato in Fig. 3.54.
La scheda è progettata per l'installazione di resistori MLT, condensatori K73-17 (C1, C4, C5), K50-35 (C2, C3) e K15-5 (altri), diodi KD105 (VD1, VD2) e KD212 ( serie VD3-VD6). I transistor VT1, VT2 sono fissati utilizzando flange e viti standard con dadi M4 su dissipatori di calore a forma di L (mostrati con linee tratteggiate in Fig. 3.54). Ciascuno di essi è piegato da una piastra in lamiera di lega di alluminio AMts-P con uno spessore di 2 mm (dimensioni del pezzo - 85x50, ripiani - 50x12 mm) e avvitato alla scheda con viti e dadi MZ. I terminali dei transistor sono collegati ai conduttori del circuito stampato con pezzi di filo di montaggio. I resistori R3, R4 sono installati perpendicolarmente alla scheda. L'alimentatore elettronico può essere integrato nell'apparecchio o posizionato in un alloggiamento separato. Durante l'installazione Si consiglia di posizionare l'induttore L1 e il trasformatore T1 il più lontano possibile dal trasformatore T2 e dall'induttore L2, mentre i condensatori di ossido C2, C3 non devono essere posizionati in prossimità dei transistor VT1, VT2 e del resistore R5. Il convertitore utilizza condensatori K73-17 (C1, C4, C5) per una tensione di 63 V, K50-35 (C2, C3) per una tensione di 25 V e K15-5 (C6, C7) per una tensione di 1,6 kV . I transistor KT803A possono essere sostituiti con KT908 con qualsiasi indice di lettera. Si consiglia di selezionarli con lo stesso coefficiente di trasferimento di corrente di base. I diodi KD105 utilizzati nel dispositivo possono avere qualsiasi indice di lettere. Sono adatti anche altri diodi a bassa frequenza con una corrente diretta consentita di almeno 0,5 A. I diodi KD212 (VD3-VD6) possono anche avere qualsiasi indice di lettere. È consentito sostituirli con altri diodi al silicio in grado di funzionare a frequenze fino a 50 kHz e consentire una corrente diretta di almeno 2 A e una tensione inversa di almeno 50 V. Induttanze e trasformatori sono avvolti su nuclei magnetici ad anello realizzati in ferrite M2000NM-1. Gli avvolgimenti delle induttanze L1, L2 sono posizionati sui nuclei magnetici K7x4x2 e K40x25x11 e contengono rispettivamente 5 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,63 mm e 140 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,41 mm. Gli avvolgimenti dei trasformatori Tl, T2 sono avvolti rispettivamente sui nuclei magnetici K20x12x6 e K40x25x11. Gli avvolgimenti I, III e PG del trasformatore T1 contengono ciascuno 3 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,63 mm, e II e IF contengono ciascuno 12 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,41 mm. Ciascuno degli avvolgimenti I e I' del trasformatore T2 è costituito da 11 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,8 mm, e l'avvolgimento II è costituito da 140 spire di filo PEV-2 con un diametro di 0,41 mm. Gli avvolgimenti I e I` del trasformatore T2 sono avvolti contemporaneamente in due fili sopra l'avvolgimento II. Il tessuto laccato deve essere posato tra gli avvolgimenti. Gli avvolgimenti del trasformatore T1 devono essere posizionati secondo lo schema riportato in Fig. 3.55.
L'avvolgimento I dovrebbe essere posizionato simmetricamente rispetto agli altri avvolgimenti per garantire la simmetria dei semicicli della tensione di uscita ed eliminare la saturazione unilaterale del circuito magnetico del trasformatore, che porta ad maggiori perdite di energia. Lo starter L2 deve avere un traferro non magnetico. Per fare ciò, è necessario eseguire un taglio largo 0,8 mm nel nucleo prima dell'avvolgimento. Durante la configurazione invece della lampada EL1 e del condensatore C7, in serie all'induttore L2 è collegato un resistore con una resistenza di 1 kOhm e una potenza di 5-10 W. Innanzitutto, controlla l'affidabilità dell'avvio del convertitore. Per fare ciò, applicare una tensione di alimentazione di 5 V e, se non inizia a generare impulsi rettangolari con una frequenza di 20-25 kHz, ridurre la resistenza dei resistori R1, R2, ma non più di tre volte. Successivamente, viene controllata la frequenza di generazione del convertitore. Per fare ciò, viene alimentato con una tensione di alimentazione nominale di 13,2 V utilizzando un oscilloscopio o un frequenzimetro per determinare la frequenza della tensione alternata sugli avvolgimenti del trasformatore T2. Se supera i 20-25 kHz modificare il numero di spire dell'induttore L1. Per aumentare la frequenza si riduce il numero di spire dell'induttore L1 e per diminuirlo si aumenta. Successivamente, i circuiti di uscita del convertitore vengono ripristinati e un resistore con una resistenza di 2 Ohm e una potenza di 10-0,5 W viene collegato in serie all'induttore L1,0. Quindi la tensione di alimentazione nominale viene fornita al convertitore e, dopo che la lampada EL1 si è accesa, utilizzare un oscilloscopio per controllare la forma della tensione sul resistore appena installato: dovrebbe essere vicino a sinusoidale. La corrente attraverso l'induttore L2 dovrebbe essere di circa 0,22 A. Quando viene applicata l'alimentazione al convertitore, la lampada dovrebbe accendersi dopo 1-2 s. Oltre alla lampada LBU 30, altre progettate per la stessa tensione e corrente possono funzionare insieme al convertitore descritto. Autore: Koryakin-Chernyak S.L.
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