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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Elektronische Vorschaltgeräte. Modernes elektronisches Vorschaltgerät auf dem IR2520-Chip. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen Im Moment ein relativ preiswertes spezialisiertes Chip IR2520D. Mit nur acht Ausgängen hält es nicht nur den Strom und die Spannung an der Lampe beim Aufheizen, Zünden und im Betrieb innerhalb der vorgegebenen Grenzen, sondern verfügt auch über zahlreiche Schutzfunktionen. Der elektronische Vorschaltkreis mit dem IR2520D ist in Abb. dargestellt. 3.28. Diese Schaltung wurde mit der neuesten Version des Ballast Designer-Programms erfolgreich entworfen und als Ersatz für ein ausgefallenes elektronisches 26-W-CFL-Vorschaltgerät verwendet. Das interne Strukturblockdiagramm finden Sie im proprietären Datenblatt.
Die Diodenbrücke VD1 richtet die Netzwechselspannung gleich. Kondensator C2 - Glättung. Der primäre Einschaltstromstoß des Ladestroms des Kondensators C2 begrenzt den Widerstand R1 und das Impulsrauschen schwächt den Filter L1C1. Unmittelbar nach dem Einschalten beginnt die Aufladung des Kondensators C4 durch den Stromfluss durch die Widerstände R2 und R4. Sobald die Spannung an diesem Kondensator und zwischen den Anschlüssen 1 und 2 des DA1-Chips 12,6 V erreicht, beginnt die Mikroschaltung, Impulse zu erzeugen, die die Feldeffekttransistoren VT1 und VT2 steuern. Der Ladevorgang des Kondensators C4 wird fortgesetzt, bis die Spannung an ihm 15,6 V erreicht – die Stabilisierungsspannung der in die Mikroschaltung eingebauten Zenerdiode. Da die Widerstände R2 und R4 nur genug Strom liefern, um die Mikroschaltung zu starten, wird sie im Betriebsmodus von einem Ausgangsspannungsgleichrichter an den Dioden VD2, VD3 und dem Kondensator C5 gespeist. Die Frequenz der erzeugten Impulse hängt vom Widerstandswert des Widerstands R3 und von der Spannung an Pin 4 der Mikroschaltung ab. Unmittelbar nach dem Einschalten ist diese Spannung Null (Kondensator C3 ist entladen), die Frequenz ist maximal und beträgt 118,5 kHz (Punkt 1 in Abb. 3.29). Die Resonanzfrequenz des L2C7-Schaltkreises ist viel niedriger (65,3 kHz), daher ist die Amplitude der Wechselspannung an der noch nicht eingeschalteten EL1-Lampe klein. Ein hochfrequenter Strom fließt durch seine Filamente und erhitzt sie. Wenn der Kondensator C3 mit Strom geladen wird, dessen Quelle die Mikroschaltung selbst ist, nimmt die Frequenz der erzeugten Impulse ab (Abschnitt 1-2 im Diagramm, Abb. 3.29), die Lampenspannung und ihr Glühfadenstrom steigen. Nach etwa 1 s, wenn die Spannung am Kondensator C3 4,8 V erreicht, beträgt die Frequenz 75,5 kHz und die Lampenspannung beträgt 450 V. Diese Spannung reicht aus, um zu zünden, was zu einer Gasentladung in der Lampe führt Lampe und es wird aufflammen.
Da die Brennspannung der Lampe viel niedriger ist als ihre Durchbruchspannung, springt der Arbeitspunkt im Diagramm (Abb. 3.29) von Punkt 2 (entspricht einer erloschenen Lampe und einem hohen Gütefaktor des L2C7-Schwingkreises) zu Punkt 2G ( Wenn die Lampe eingeschaltet ist, verringert sich der Qualitätsfaktor des von der Entladungsstrecke überbrückten Stromkreises stark. Der Ladevorgang des Kondensators C3 wird fortgesetzt, bis die Spannung an Pin 4 der Mikroschaltung 6 V erreicht, was der Frequenz der an die Lampe angelegten Spannung von 47,4 kHz entspricht. Dies ist der nominale Lampenbrennmodus (Punkt 3 im Diagramm, Abb. 3.29). Die im R2520D-Chip integrierte Steuereinheit misst den Spannungsabfall am Widerstand seines offenen Drain-Source-Kanals, proportional zum Strom, der durch den Feldeffekttransistor VT2 fließt. Wenn der Transistor öffnet, wenn der Momentanwert des Laststroms Null ist, bleiben die Spannung an Pin 4 der Mikroschaltung und die davon abhängige Schwingfrequenz unverändert. Durch Alterung der Elemente oder aus anderen Gründen kann sich jedoch die Resonanzfrequenz der Last ändern. Die Folge davon ist, dass der Strom, der durch den Transistor VT2 fließt, im ersten Moment nach dem Öffnen ungleich Null ist. Nachdem dies festgestellt wurde, beginnt die Steuereinheit der Mikroschaltung, die Spannung an Pin 4 zu reduzieren und dadurch die Schwingungsfrequenz zu erhöhen. Wenn es nicht ausreicht, die Spannung an Pin 4 sogar auf 0,85 V zu reduzieren, um Null zu erreichen (dies kann passieren, wenn der Kontakt in der Lampenfassung unterbrochen ist oder der Glühfaden durchbrennt), geht die Mikroschaltung in den Notbetrieb, indem sie die Transistoren VT1 schließt und VT2, wodurch der Kondensator C3 entladen und der Stromverbrauch auf 100 µA reduziert wird. Um diesen Modus zu verlassen, müssen Sie die Versorgungsspannung (zwischen Pin 1 und 2 der Mikroschaltung) auf einen Wert unter 10 V reduzieren und dann wieder auf über 12,6 V anheben. Wenn die Lampe bei Erreichen von Punkt 2 (siehe Abb. 3.29) aufgrund ihrer Fehlfunktion oder Abwesenheit nicht gezündet hat, nimmt die Schwingfrequenz weiter ab, die Spannung am Kondensator C7 überschreitet den zulässigen Wert und es kann zu einem Defekt kommen . Es ist auch möglich, den magnetischen Kreis der Induktivität L2 zu sättigen. Es wurde festgestellt, dass unter solchen Bedingungen der Scheitelfaktor (das Verhältnis des Amplitudenwerts zum Durchschnitt) des durch den offenen Transistor VT2 fließenden Stroms zunimmt. Unter Verwendung des offenen Kanalwiderstands dieses Transistors als Stromsensor misst die Mikroschaltungssteuereinheit den Scheitelfaktor. Wenn der Wert über 10 bis 20 Schwingungsperioden gemittelt wird und mehr als fünf beträgt, wechselt die Mikroschaltung in den zuvor beschriebenen Notmodus. Unter anderen Merkmalen der R2520D-Mikroschaltung ist das Vorhandensein eines „Bootstrap“-Feldeffekttransistors und nicht einer Diode zwischen den Pins 8 und 1 zu beachten. Das in der Mikroschaltung erzeugte Signal öffnet und schließt diesen Transistor. Dies sorgt für eine hohe Schaltgeschwindigkeit und geringe Energieverluste am Widerstand des offenen Kanals des Transistors. Im neu gefertigten elektronischen Vorschaltgerät wurde als L2 eine Drossel eines defekten elektronischen Vorschaltgeräts KLL verwendet, deren Induktivität gemessen wurde und einen Wert von 2,5 mH ergab. Um ihn auf die erforderlichen 1,8 mH zu reduzieren, musste der nichtmagnetische Spalt im Magnetkreis des Induktors vergrößert werden. Für die korrekte Berechnung der Drossel und anderer Elemente beim Einsatz verschiedener Kompaktleuchtstofflampen sollte die neueste verfügbare Version des automatischen Entwurfsprogramms Ballast Designer verwendet werden. Wie sich herausstellte, war der Rahmen mit der Wicklung mit elektrischem Isolierlack am Magnetkreis befestigt. Um den Lack aufzuweichen, wurde die Drossel etwa eine halbe Stunde lang mit den Leitungen nach unten auf den Boden eines geschlossenen Gefäßes gelegt, in das Aceton mit einer Schicht von 3–4 mm Tiefe gegossen wurde. Danach gelang es durch vorsichtiges Schaukeln, die zuvor festen Verbindungen zu lösen. Anschließend wurden ohne Erhitzen die beiden Hälften des Magnetkreises mit der Wicklung vom Rahmen entfernt, dazu musste lediglich das Klebeband entfernt werden, mit dem sie befestigt waren. Die Länge des Luftspalts am Mittelstab des Magnetkreises betrug 1 mm. Um die Induktivität des Induktors ohne Umspulen zu reduzieren, mussten in die Verbindungen der Seitenstäbe der Magnetkreishälften Dichtungen aus nichtmagnetischem Material mit einer Dicke von 10,25 mm eingesetzt werden. Die nach dem Zusammenbau gemessene Induktivität des Induktors beträgt 1,78 mH. Wie die Tests und der anschließende Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts zeigten, war der Umbau erfolgreich. Wenn kein Induktivitätsmessgerät vorhanden ist, können Sie einen geeigneten Generator und ein Voltmeter (oder Oszilloskop) verwenden, um die Resonanzfrequenz des L2C7-Schaltkreises zu überprüfen. Es sollte nahe bei 65 kHz liegen. Alle Elemente des Geräts sind auf einer einseitigen Leiterplatte montiert, wie in Abb. dargestellt. 3.30. Für den DA1-Chip kann auf der Platine ein 18-Pin-Panel vorgesehen werden. Die Anschlüsse des Oxidkondensators C2 werden nicht abgeschnitten, sondern über die gesamte Länge mit einem Polyvinylchloridrohr isoliert und ihre Enden in die Platine eingelötet. Dieser Kondensator ist so installiert, dass er, gestützt auf den Transistor VT1 und die Induktivität L2, über die Platine ragt und beim Zusammenbau der Lampe in deren hohlen Sockel eindringt. Induktor L1 - „Hantel“-Magnetkreis mit einem Außendurchmesser von 7-10 mm, gefüllt mit PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,21 mm. Es ist mit Schrumpfschlauch isoliert. Die Diodenbrücke VD1 in der Oberflächenmontageversion wird auf der Seite der Leiterbahnen der Platine installiert. Sie kann durch eine herkömmliche im DP-Gehäuse oder durch separate Dioden mit einer Sperrspannung von mindestens 400 vis bei einem Durchlassstrom von 1 A ersetzt werden. Dafür muss jedoch die Leiterplatte erneuert werden.
Widerstand R1 - KNP-50. Kondensatoren C1 und C8 - K73-17 für eine Spannung von 630 V, C4 - TDC (Tantal mit radialen Anschlüssen), C5 und C7 - importierte Keramikscheibe mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Betriebsspannung von 2 kV. Für andere Widerstände und Kondensatoren gelten keine besonderen Anforderungen. Die Transistoren werden ohne Kühlkörper verbaut. Rat. Nach der Montage der Elemente empfiehlt es sich, die Platine mit mehreren Schichten Elektroisolierlack zu überziehen. Indem Sie das elektronische Vorschaltgerät mit der Lampe einschalten und sicherstellen, dass es funktioniert, können Sie die von der Lampe verbrauchte Leistung ermitteln. Dazu ist es notwendig, vorübergehend einen Strommesswiderstand mit einem Widerstandswert von 1 Ohm in Reihe in den Lampenstromkreis zu schalten. Sollte die Leistung nicht dem Nennwert entsprechen, kann sie durch Auswahl des Widerstands R3 geändert werden. Mit zunehmendem Widerstand nimmt die Frequenz der an die Lampe angelegten Spannung ab und die Leistung steigt. Autor: Kosenko S.I.
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