Elektronisches Vorschaltgerät nach dem Prinzip eines selbsterregten Halbbrücken-Wechselrichters. Schema, Beschreibung

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Elektronische Vorschaltgeräte auf Basis diskreter Elemente. Elektronisches Vorschaltgerät, aufgebaut nach dem Prinzip eines Halbbrückenwechselrichters mit Selbsterregung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen

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Ein schematisches Diagramm einer Version eines elektronischen Vorschaltgeräts, das auf dem Prinzip eines Halbbrückenwechselrichters mit Selbsterregung aufgebaut ist, ist in Abb. dargestellt. 3.37.

Elektronisches Vorschaltgerät nach dem Prinzip eines selbsterregten Halbbrücken-Wechselrichters
Reis. 3.37. Schematische Darstellung eines Halbbrückenwechselrichters mit Selbsterregung auf MJE13003

Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ist die Wicklung I des Transformators T1 in der Diagonale der Halbbrücke enthalten, die aus zwei in Reihe geschalteten Leistungs-BMTs VT1 und VT2 besteht. In Reihe zur Wicklung I ist eine strombegrenzende Drossel L2 geschaltet, die mit dem Kondensator C5 einen Schwingkreis bildet. Die Resonanzfrequenz des Stromkreises wird durch die uns bekannte Formel bestimmt

In dem Moment, in dem Spannung an den Konverter angelegt wird und nach dessen Start, wird im Stromkreis L2, C5, EL1 eine Resonanz angeregt, deren Impulsspannungswert etwa 250-300 V (je nach Lampe) beträgt, was völlig ausreichend ist um es zu entzünden.

Nach der Zündung verringert der Strom, der durch die Lampe fließt, den Qualitätsfaktor des Stromkreises stark, wodurch C5 überbrückt wird. Der Wandler arbeitet mit hoher Frequenz und die induktive Reaktanz der Drossel L2 begrenzt den Lampenstrom.

Von Eigenschaften des Konverters Zu erkennen sind die Autostart-Einheit am symmetrischen Dinistor VS1 und die Stromsteuerung zum Schalten der Leistungstransistoren.

Eine Autostartschaltung ist notwendig, da ein Stromrückkopplungsgenerator nicht selbst startet.

Nach dem Einschalten wird der Kondensator C3 über die Widerstände R2, R3 aufgeladen. Wenn die Spannung an C3 30 V erreicht, bricht der symmetrische Dinistor VS1 durch und der Entladeimpuls des Kondensators C3 öffnet den Transistor VT2, was zum Starten des Generators führt. Mit Hilfe der Diode VD5 wird C3 während des Generatorbetriebs im entladenen Zustand gehalten.

Das Öffnen von VT2 und das Starten des Generators führt dazu, dass in den Wicklungen des Transformators T1 eine EMF induziert wird, deren Polarität durch die Richtung ihrer Wicklung bestimmt wird. Die Polarität der EMK in den Grundrückkopplungswicklungen I und II ist entgegengesetzt. Daher erfolgt das Öffnen und Schließen der Leistungstransistoren abwechselnd im Moment der Sättigung des Transformatorkerns T1.

Wenn der Stromwandler in die Sättigung geht, fließt weiterhin Strom durch den zuvor offenen Transistor. Dieser Strom ist der Magnetisierungsstrom der Wicklung des Stromwandlers, und während er fließt, sind die Spannungen an allen Wicklungen Null. Der Resorptionsprozess im Transistor beginnt, es fließt jedoch weiterhin Strom durch ihn. Dadurch fließen bis zum Abschluss des Resorptionsprozesses Ströme durch die Transformatorwicklung und halten die Spannung an ihren Wicklungen auf Null.

Wenn der Resorptionsprozess abgeschlossen ist, beginnt der Transistor zu schließen. Aber jetzt braucht es Zeit, um aus der Sättigung des Transformatorkerns herauszukommen. Obwohl es nicht groß ist, ist es da. Während dieser Zeit wird der offene Transistor fast geschlossen. Und wenn der Stromwandler die Sättigung verlässt, können die Spannungen an den Wicklungen des Transformators nur dann wieder auftreten, jedoch mit einer anderen Polarität, was zu einem erzwungenen Schließen des offenen Transistors und einem Öffnen des geschlossenen Transistors führt. Und ein geschlossener Transistor hat immer noch eine Einschaltverzögerungszeit ...

Dadurch kommt es bei Wechselrichtern mit Selbsterregung und auch bei Stromrückspeisung praktisch nicht zu Durchgangsströmen. Natürlich vorbehaltlich der korrekten Berechnung des Stromwandlers. Wenn die Berechnung falsch ist, ist zwar ein Durchgangsstrom vorhanden, dieser ist jedoch nicht gefährlich; er äußert sich in Form eines Stromstoßes beim Einschalten des Transistors und verursacht nur zusätzliche dynamische Verluste.

Je höher die Schaltgeschwindigkeit des Transistors ist, desto geringer sind die dynamischen Verluste und die Erwärmung des Transistors, während die Ordnung beim Schalten erhalten bleibt – der nächste öffnet nur, wenn der vorherige schließt.

Die Elemente C1, R1 und L1 verhindern, dass sich Funkstörungen, die beim Generatorbetrieb auftreten, im Stromnetz ausbreiten. Der Widerstand R1 begrenzt auch den anfänglichen Stromimpuls, der beim Laden des Elektrolytkondensators C2 auftritt.

Sie sollten sich nicht über die Variation der Werte der im Diagramm angegebenen Elemente wundern – sie existiert tatsächlich für Lampen unterschiedlicher Leistung und von verschiedenen Herstellern, natürlich unter Berücksichtigung der Tatsache, dass gepaarte Elemente (z. B. Widerstände) vorhanden sind R2 und R3) haben die gleichen Bewertungen.

Gleiches gilt für Dioden mit Transistoren – im Diagramm sind nur die gängigsten Typen angegeben. Der Induktor L2 ist auf einem Miniatur-W-förmigen Magnetkern aus Ferrit mit Außenabmessungen von 10–15 mm und einem kleinen Spalt montiert. Seine Wicklung enthält 240-350 Windungen Wickeldraht mit einem Durchmesser von 0,2 mm.

Der Transformator T1 besteht aus einem ringförmigen Ferrit-Magnetkern mit einem Außendurchmesser von 8–10 mm und einer Höhe von 3–5 mm:

Primärwicklung (I) enthält 6-10 Windungen;
Wicklungen II und III - jeweils 2-3 Windungen, und der Draht kann entweder einen Wicklungsdurchmesser von 0,3-0,4 mm oder einen mit normaler Montage haben.

Drossel L1 – eineinhalb bis zwei Dutzend Windungen Wickeldraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm, aufgewickelt auf einen kleinen Ferritstab. Die Betriebsfrequenz des Generators wird hauptsächlich durch die Parameter des Transformators T1 bestimmt und beträgt bei Nennlast 40-60 kHz.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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