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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Elektronische Vorschaltgeräte, die aus Niederspannungsquellen gespeist werden. Elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen LBU 30 mit einer Leistung von 30 W. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen Entwickelt, um LLs bei der Beleuchtung einer Garage, eines Gartenhauses oder anderer kleiner Räume mit Strom zu versorgen. Das Vorschaltgerät besteht aus zugänglichen Elementen und kann von durchschnittlich qualifizierten Funkamateuren problemlos nachgebaut werden. К Tugenden Das Gerät weist insbesondere auf seine Fähigkeit hin, mit einer auf 5 V reduzierten Versorgungsspannung zu arbeiten. Dieses elektronische Vorschaltgerät ist für die Stromversorgung von LL LBU 30 mit einer Leistung von 30 W ausgelegt und hat die folgenden technischen Spezifikationen:
Das Blockschaltbild des Konverters ist in Abb. dargestellt. 3.52.
Der Wandler basiert auf einem Aufwärtsspannungswechselrichter, der auf einen Serienschwingkreis aus Induktivität L1 und Kondensator C1 geladen ist, zu dem parallel eine Leuchtstofflampe EL1 geschaltet ist. Der Wechselrichter wandelt die Batteriegleichspannung von 13,2 V in Wechselspannung in Form von Rechteckimpulsen mit einer Amplitude von 150 V um, die dem Serienschwingkreis L1, C1 zugeführt werden. Die Resonanzfrequenz des Stromkreises ist gleich der Frequenz der Versorgungsspannung, und der Strom, der durch die an den Stromkreiskondensator angeschlossene Last fließt, hängt nicht von seinem Widerstand ab. In diesem Fall ist im Moment des Anlegens der Versorgungsspannung der Widerstand der Lampe EL1 hoch, am Kondensator C1 liegt eine hohe Spannung an und durch die Drossel L1 fließt ein den Nennwert überschreitender Strom. Dieser Strom fließt auch durch die Glühwendeln EL1 und erwärmt diese, was ein sicheres Einschalten der Lampe gewährleistet. Wenn die Lampe aufleuchtet, sinkt ihr Widerstand und der Kondensator C1 wird umgangen. Dadurch wird die Spannung an ihr auf einen Wert reduziert, der die Lampe am Brennen hält, und der Strom durch die Induktivität L1 wird auf den Nennwert reduziert. Das Schaltbild des Konverters ist in Abb. 3.53 dargestellt. XNUMX.
Der Schwingkreis wird durch die Elemente L2, C7 gebildet. Der Wechselrichter ist nach der Schaltung eines Push-Pull-Selbstoszillators mit positiver Stromrückkopplung (POST) an den Elementen T1, T2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, C2-C5, R1-R4 aufgebaut. Dieses Design des Wechselrichters ermöglicht es uns, den Energieaufwand für die Steuerung der Schlüsseltransistoren VT1, VT2 zu minimieren und den Einfluss der Stromquellenspannung auf die Stabilität des Wandlers zu reduzieren. In diesem Fall sind optimale Konvertierungsfrequenzen problemlos gewährleistet. Zusätzlich zu den oben genannten Elementen enthält der Konverter die Sicherung FU1, den Kondensator C1, der die Stromquelle vor Impulsströmen schützt, und die Kette C6, R5, die hochfrequente Spannungsschwankungen an den Wicklungen des Transformators T2 unterdrückt. Der Konverter funktioniert wie folgt. Im Moment des Anlegens der Versorgungsspannung sind die Transistoren VT1, VT2 geschlossen und die Spannung an ihren Kollektoren ist gleich der Versorgungsspannung. Ein Strom fließt durch die Widerstände Rl, R2 und lädt die Kondensatoren C2, C3 in entgegengesetzter Richtung zu ihrer im Diagramm angegebenen Polarität. Nach einiger Zeit erreicht die Spannung an der Basis eines der Transistoren (z. B. VT1) ihre Öffnungsschwelle und ein Strom fließt durch den Kollektorkreis, der auch durch die Stromquelle, Wicklung I des Transformators T2, fließt und Wicklung W des Transformators T1. Dadurch entsteht in der Wicklung II des Transformators T1 ein Strom, der wiederum durch den Kondensator C2 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors VT1 fließt. In diesem Fall geht VT1 in den Sättigungsmodus und der Kondensator C2 wird entsprechend der im Diagramm angegebenen Polarität aufgeladen. Sein Wiederaufladen wird durch die VD1-Diode begrenzt. So startet der Konverter. Der Transistor VT1 bleibt in der Sättigung, bis der Basisstrom aufhört, was als Folge einer Abnahme des Stroms durch die Primärwicklung des Transformators T2 oder eines Kurzschlusses in den Wicklungen des Transformators T1 auftreten kann. Der Wandler startet bei der Resonanzfrequenz der Schaltung L2C7 und die Transistoren VT1, VT2 schalten in dem Moment, in dem der Strom der Induktivität L2 Null durchläuft. Nachdem die Lampe EL1 gezündet ist und den Kondensator C7 überbrückt, wird die Energieübertragung vom Induktor L2 zur Lampe und zum Kondensator C7 verzögert und die Umwandlungsfrequenz nimmt ab. In diesem Fall erfolgt seine Stabilisierung auf einem Niveau, das durch die Magnetisierungsumkehrzeit der Induktivität L1 bestimmt wird, die bei Sättigung die Wicklung des Transformators T1 kurzschließt, was zum Schließen eines Transistors und zum Öffnen eines anderen führt. Die Abstimmfrequenz des Schwingkreises wird mit 46 kHz gewählt, die Betriebsfrequenz des Wandlers beträgt 20-25 kHz. Dieses Frequenzverhältnis sorgt für maximale Betriebseffizienz. Die Ketten C4, VD5, R3 und C5, VD6, R4 dienen dazu, die Amplitude des Schaltimpulses an den Kollektoren der Transistoren VT1, VT2 zu reduzieren, wenn diese geschlossen sind. Der Konverter ist auf einer Leiterplatte aus Folienfiberglas mit den Maßen 233x50 mm montiert. Eine Zeichnung einer möglichen Ausführung der Konverterplatine ist in Abb. dargestellt. 3.54.
Die Platine ist für den Einbau von MLT-Widerständen, Kondensatoren K73-17 (C1, C4, C5), K50-35 (C2, C3) und K15-5 (andere), Dioden KD105 (VD1, VD2) und KD212 ( VD3-VD6)-Serie. Die Transistoren VT1, VT2 werden mit Standardflanschen und Schrauben mit M4-Muttern auf L-förmigen Kühlkörpern befestigt (in Abb. 3.54 strichpunktiert dargestellt). Jeder von ihnen wird aus einer Platte aus Aluminiumblechlegierung AMts-P mit einer Dicke von 2 mm gebogen (Werkstückabmessungen - 85x50, Regale - 50x12 mm) und mit Schrauben und MZ-Muttern an der Platte verschraubt. Die Anschlüsse der Transistoren werden mit Montagedrahtstücken mit den Leiterbahnen verbunden. Die Widerstände R3, R4 werden senkrecht zur Platine installiert. Das elektronische Vorschaltgerät kann in die Leuchte eingebaut oder in einem separaten Gehäuse untergebracht werden. Während der Installation Es empfiehlt sich, die Drossel L1 und den Transformator T1 so weit wie möglich vom Transformator T2 und der Drossel L2 entfernt zu platzieren, und die Oxidkondensatoren C2, C3 sollten nicht in unmittelbarer Nähe der Transistoren VT1, VT2 und des Widerstands R5 platziert werden. Der Wandler verwendet die Kondensatoren K73-17 (C1, C4, C5) für eine Spannung von 63 V, K50-35 (C2, C3) für eine Spannung von 25 V und K15-5 (C6, C7) für eine Spannung von 1,6 kV . Die Transistoren KT803A können durch KT908 mit beliebigen Buchstabenindizes ersetzt werden. Es empfiehlt sich, sie mit dem gleichen Grundstromübertragungskoeffizienten auszuwählen. Die im Gerät verwendeten KD105-Dioden können einen beliebigen Buchstabenindex haben. Geeignet sind auch andere Niederfrequenzdioden mit einem zulässigen Durchlassstrom von mindestens 0,5 A. Auch die Dioden KD212 (VD3-VD6) können einen beliebigen Buchstabenindex haben. Es ist zulässig, sie durch andere Siliziumdioden zu ersetzen, die bei Frequenzen bis zu 50 kHz betrieben werden können und einen Durchlassstrom von mindestens 2 A und eine Sperrspannung von mindestens 50 V zulassen. Drosseln und Transformatoren sind auf Ringmagnetkerne aus M2000NM-1-Ferrit gewickelt. Die Wicklungen der Drosseln L1, L2 sind auf den Magnetkernen K7x4x2 und K40x25x11 platziert und enthalten 5 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,63 mm bzw. 140 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,41 mm. Die Wicklungen der Transformatoren Tl, T2 sind auf Magnetkerne K20x12x6 bzw. K40x25x11 gewickelt. Die Wicklungen I, III und PG des Transformators T1 enthalten jeweils 3 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,63 mm und II und IF enthalten jeweils 12 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,41 mm. Jede der Wicklungen I und I' des Transformators T2 besteht aus 11 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,8 mm, und Wicklung II besteht aus 140 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,41 mm. Die Wicklungen I und I` des Transformators T2 sind gleichzeitig in zwei Drähten auf die Wicklung II gewickelt. Zwischen den Wicklungen sollte lackierter Stoff verlegt werden. Die Wicklungen des Transformators T1 müssen gemäß dem Diagramm in Abb. angeordnet sein. 3.55.
Die Wicklung I sollte symmetrisch zu den anderen Wicklungen angeordnet sein, um die Symmetrie der Halbwellen der Ausgangsspannung zu gewährleisten und eine einseitige Sättigung des Magnetkreises des Transformators zu verhindern, die zu erhöhten Energieverlusten führt. Drossel L2 muss einen nichtmagnetischen Spalt haben. Dazu müssen Sie vor dem Aufwickeln einen 0,8 mm breiten Schnitt in den Kern machen. Zum Zeitpunkt der Anpassung Anstelle der Lampe EL1 und des Kondensators C7 ist ein Widerstand mit einem Widerstandswert von 2 kOhm und einer Leistung von 1–5 W in Reihe mit der Induktivität L10 geschaltet. Überprüfen Sie zunächst die Zuverlässigkeit des Starts des Konverters. Legen Sie dazu eine Versorgungsspannung von 5 V an und verringern Sie den Widerstand der Widerstände R20, R25, jedoch nicht mehr als um das Dreifache, wenn keine Rechteckimpulse mit einer Frequenz von 1 bis 2 kHz erzeugt werden. Als nächstes wird die Erzeugungsfrequenz des Konverters gesteuert. Dazu wird ihm mit einem Oszilloskop oder Frequenzmesser eine Nennversorgungsspannung von 13,2 V zugeführt, um die Frequenz der Wechselspannung an den Wicklungen des Transformators T2 zu ermitteln. Wenn die Frequenz 20–25 kHz überschreitet, ändern Sie die Windungszahl des Induktors L1. Um die Frequenz zu erhöhen, wird die Windungszahl der Induktivität L1 verringert, und um sie zu verringern, wird sie erhöht. Danach werden die Ausgangskreise des Wandlers wiederhergestellt und ein Widerstand mit einem Widerstandswert von 2 Ohm und einer Leistung von 10–0,5 W in Reihe mit der Induktivität L1,0 geschaltet. Anschließend wird der Konverter mit der Nennversorgungsspannung versorgt und nach dem Aufleuchten der EL1-Lampe mit einem Oszilloskop die Spannungsform am neu installierten Widerstand kontrolliert: Sie sollte nahezu sinusförmig sein. Der Strom durch die Induktivität L2 sollte etwa 0,22 A betragen. Wenn der Wandler mit Strom versorgt wird, sollte die Lampe nach 1-2 s aufleuchten. Neben der LBU 30-Lampe können auch andere, die für die gleiche Spannung und den gleichen Strom ausgelegt sind, mit dem beschriebenen Konverter zusammenarbeiten. Autor: Koryakin-Chernyak S.L.
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