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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Elektronisches Vorschaltgerät mit Niederspannungsversorgung. Elektronisches Vorschaltgerät auf dem KR1211EU1-Chip. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen Bei dieser Version der Stromversorgung aus einer Niederspannungsquelle handelt es sich um ein elektronisches Vorschaltgerät, das auf einer speziellen Mikroschaltung implementiert ist KR1211EU1. Chip KR1211EU1 ist ein spezialisierter Controller für elektronische Vorschaltgeräte (Vorschaltgeräte) für Kompaktleuchtstofflampen, die über ein Bordnetz mit Gleichstrom von 3–24 V betrieben werden. Hergestellt in CMOS-Technologie. In der Tabelle. In Abb. 3.12 zeigt die charakteristischen Eigenschaften von Mikroschaltungen in verschiedenen Fällen. Die Pinbelegung der Gehäuse und die Belegung der Anschlüsse sind in Abb. 3.56 dargestellt. XNUMX.
Tabelle 3.12. Unterschiede von Mikroschaltungen mit unterschiedlichen Markierungen
Maximalwerte von Parametern und Modi:
Elektrische Eigenschaften:
Beschreibung der Arbeit. Das Blockschaltbild der Mikroschaltung 1211EU1/A ist in Abb. dargestellt. 3.57.
Zusammenfassung Feature Mikroschaltungen KR (KF) 1211EU1 - das Vorhandensein von zwei ausreichend leistungsstarken Schlüsselsteuerkanälen, die gegenphasig arbeiten, mit einer obligatorischen Pause zwischen den Ausgangsimpulsen. Der Impuls im zweiten Kanal erscheint einige Zeit nach dem Ende des Impulses im ersten und umgekehrt; in der westlichen Terminologie wird diese Pause genannt Todeszeit - Wartezeit. Dadurch eignet sich die Mikroschaltung gut zum Aufbau einfacher, leicht wiederholbarer Impulsspannungswandler. Die Mikroschaltung besteht aus:
Chip-Management erfolgt über die Ausgänge IN, FC, FV. Eingebaute Schwellenwertgeräte sind mit den Steuerpins der Mikroschaltung verbunden. Der IN-Pin schaltet den Frequenzteiler um und setzt den RS-Trigger zurück, wodurch der Impulsformer und die Ausgangsverstärker blockiert werden. Wenn eine Spannung mit niedrigem Pegel an den IN-Pin angelegt wird, wird der Teilungsfaktor K1 ausgewählt und der RS-Trigger zurückgesetzt. Wenn ein Spannungspegel mit hohem Pegel anliegt, wird der Teilungsfaktor K2 ausgewählt. Die FC- und FV-Pins werden zum Aufbau von Schutzschaltungen verwendet. Durch Anlegen einer hohen Spannung an den FV-Pin werden die Ausgangsverstärker ausgeschaltet (die Spannung an den Pins OUT1 und OUT2 wird auf Null gesetzt), solange die hohe Spannung an diesem Pin gehalten wird. Durch Anlegen einer hohen Spannung an den FC-Pin wird das RS-Flip-Flop gesetzt und die Ausgangsverstärker ausgeschaltet (die Spannung wird an den Pins OUT1 und OUT2 auf Null gesetzt), bis das RS-Flip-Flop am IN-Eingang zurückgesetzt wird. Die Betriebsfrequenz des Hauptoszillators der Mikroschaltung hängt von den Parametern der an den Ausgang T angeschlossenen Schaltungselemente R2, C1 ab. Der durch den Widerstand R2 fließende Strom lädt den Kondensator C1 auf. Wenn die Spannung an ihm auf einen Wert ansteigt, der etwa 2/3 der Versorgungsspannung entspricht, öffnet sich der interne Schlüssel des Mikroschaltkreises, der ihn überbrückt, wodurch sich der Kondensator schnell entlädt. Dann wiederholt sich der Zyklus. Die Schwingungsfrequenz f am Eingang T der Mikroschaltung kann nach der Formel abgeschätzt werden
Für einen stabilen Betrieb des Geräts darf die Kapazität des Kondensators C1 nicht mehr als 3000 pF betragen und der Widerstandswert des Widerstands R2 muss mindestens 500 Ohm betragen. Sägezahnimpulse am Eingang T (Abb. 3.58) dienen als Grundlage für die Bildung von Ausgangsimpulsen an den Ausgängen OUT1 und OUT2. Auf ihnen erscheinen abwechselnd Rechteckimpulse, deren Dauer vom Spannungspegel am IN-Eingang abhängt.
Bei einem niedrigen Logikpegel beträgt er sechs und bei einem hohen Logikpegel acht Schwingungsperioden des Masteroszillators. Am Ende des Impulses entsteht eine Pause von der Dauer einer Schwingungsperiode des Masteroszillators, in der die Spannung an beiden Ausgängen niedrig ist. Dann erscheint ein Impuls in einem anderen Kanal usw. Mit anderen Worten, die Impulswiederholungsrate an den Ausgängen der Mikroschaltung fO hängt mit der Frequenz f über folgende Beziehungen zusammen: bei niedrigem Pegel am Eingang IN
bei High-Pegel am Eingang IN
Hier sind die Summen der Zahlen in den Nennern die Schwingungsperioden an den Ausgängen OUT1 und OUT2, ausgedrückt als Schwingungsperiode am Eingang T. Die Abhängigkeit der Stabilität der Generatorfrequenz von der Änderung der Versorgungsspannung lässt sich aus dem Diagramm in Abb. abschätzen. 3.59. Der von der Mikroschaltung verbrauchte Strom nimmt mit zunehmender Frequenz des Generators zu, wie in Abb. 3.60. Der Ausgang des Generators ist mit einem gesteuerten Frequenzteiler verbunden, von dessen Ausgang symmetrische gegenphasige Impulse dem Eingang des Formers zugeführt werden; Der Shaper sorgt für eine Pause zwischen ihnen mit der Dauer einer Periode der Taktfrequenz, wie in Abb. 3.61. Ein typisches Schema für den Einsatz der Mikroschaltung 1211EU1/A in elektronischen Vorschaltgeräten für eine Leuchtstofflampe mit einer Leistung von 9-15 W ist in Abb. dargestellt. 3.62. Die Wechselrichterschaltung besteht aus einer 1211EU1/A-Mikroschaltung mit Zeitschaltkreisen und einer Gegentakt-Transformatorstufe, deren Last ein Schwingkreis L2, C8 mit einer Leuchtstofflampe ist.
Nach dem Einschalten Der Stromkreis erhitzt die Kathoden der Lampe mit einer Spannung, deren Frequenz 30 % über der Resonanzfrequenz liegt, und versorgt sie dann mit einer Hochspannung mit einer Frequenz, die der Resonanzfrequenz entspricht, unter deren Einfluss die Lampe zu leuchten beginnt den Normalmodus.
Die Frequenz der vom Generator erzeugten Impulse wird so gewählt, dass bei einem hohen Spannungspegel am Eingang IN (mit einem Teilungsfaktor gleich K2) die Impulswiederholungsfrequenz am Ausgang der Mikroschaltung gleich der Resonanzfrequenz der ist Schwingkreis.
Wenn die Versorgungsspannung angelegt wird, beginnt der durch den Widerstand R2 fließende Strom, den an den IN-Anschluss angeschlossenen Kondensator C2 aufzuladen. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes R2, C2 bestimmt die Aufheizzeit der Lampenkathoden. In diesem Fall werden während der Zeit, in der der Schwellenwert der Spannung am IN-Eingang erreicht wird, die Kathoden der Lampe mit einer Frequenz höher als die Resonanzfrequenz (Teilungsverhältnis K1) erhitzt und nach Erreichen des Schwellenwerts die Lampe wird gezündet und leuchtet (Teilungsverhältnis K2). Bei dieser Schaltung beträgt die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 45 kHz, die Ladezeit des Kondensators C2 beträgt 2 s. Die Elemente L1, C5 und C6 sorgen für eine Spannungsänderung an den Drains der Transistoren nach einem Sinusgesetz. Die Transistoren schalten bei einer Drain-Spannung von Null, was die Erwärmung der Transistoren durch geringere Schaltverluste verringert. Die Mikroschaltung 1211EU1A unterscheidet sich von der 1211EU1 durch die niedrigeren Werte beider Teilungsfaktoren K1 und K2 (siehe Tabelle 3.12) des Frequenzteilers, was eine ungefähre Halbierung der Frequenz des Masteroszillators f ermöglichtт. Dies geschieht so, dass die Dauer der Pause zwischen den Ausgangsimpulsen einer Periode der Taktfrequenz f entsprichtт, hat sich ebenfalls etwa verdoppelt, was es ermöglicht, kostengünstige Bipolartransistoren mit einer längeren Schaltzeit als Ausgangsschalter effektiv einzusetzen als die von Feldeffekttransistoren. Zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen Feldeffekttransistoren können Sie KP742, KP723, IRLR2905, STD20NE06L, SPP80N04S2L, SPP80N06S2L verwenden. Als Aufwärtstransformator T1 für Lampen bis 15 W werden Panzerkerne vom Bechertyp B22 (wobei 22 der Außendurchmesser des Bechers in Millimetern ist) ohne Spalt, Ferritqualität 2000NM verwendet. Wicklung II enthält 150-170 PEL-Windungen mit einem Durchmesser von 0,3 mm, Wicklung I - 2x18 PEL-Windungen mit einem Durchmesser von 0,6 mm. Für einen LL mit einer Leistung von 18–36 W sollte ein leistungsstärkerer Kern, W-förmig oder gepanzert, mit einem durchschnittlichen Kernquerschnitt von 0,6–1 cm2 verwendet werden. Die wichtigsten geometrischen Parameter einiger Magnetkreise sind in der Tabelle dargestellt. 3.13. Tabelle 3.13. Die wichtigsten geometrischen Parameter einiger Magnetkreise
Anmerkungen zur Tabelle. 3.13: K - magnetische Ringleiter; Ш - Ш-förmig; B - gepanzert. SM, cm2 - effektiver Wert der Querschnittsfläche des Magnetkreises; SO, cm2 - Fläche des Magnetkreisfensters; VM = IchMxSM, cm3 - effektives Volumen des Magnetkreises. Die Windungszahl der Primärwicklung wird auf der Grundlage von 1–1,4 Windungen pro 1 V Versorgungsspannung bestimmt, der Drahtdurchmesser basiert auf der Stromdichte von 3–4 A/mm2. Beispielsweise sollte bei einem durchschnittlichen Primärstrom von 2 A ein Draht mit einem Durchmesser von 0,8–1 mm verwendet werden. Ebenso wird die Windungszahl der Sekundärwicklung berechnet, wobei die Amplitude der Impulse mindestens 150 V betragen muss. Die Strombegrenzungsdrossel L2 ähnelt den Drosseln, die in den oben besprochenen elektronischen Vorschaltgeräten IR2153 verwendet werden. Anwendungshinweise. Durch Erhöhen der Versorgungsspannung erhöhen sich die der Lampe zugeführte Spannung und die von der Mikroschaltung verbrauchte Leistung. Um einen Ausfall sowohl der Lampe als auch der Leistungstransistoren zu vermeiden, wird in den elektronischen Vorschaltkreis eine Sperrung bei Überschreitung der Versorgungsspannung (FV-Ausgang) und des verbrauchten Stroms (FC-Ausgang) eingeführt. Das Schema der elektronischen Vorschaltgerät-Sperreinheit zur Überschreitung der Versorgungsspannung ist in Abb. 3.63 dargestellt. XNUMX.
Eine Erhöhung der Versorgungsspannung führt zu einer Erhöhung der Spannung am FV-Eingang. Bei Überschreiten der Ansprechschwelle werden die Ausgangsstufen der Mikroschaltung abgeschaltet (an den Ausgängen OUT1 und OUT2 wird eine Spannung gleich Null eingestellt). Der Betriebspegel der Schutzschaltung (maximal zulässige Spannung VPMAX, der Ausgangsstufe zugeführt) wird durch die Wahl der Widerstandswerte R1, R2 bestimmt:
wo 0,6 VCC - Ansprechschwelle der Schutzschaltung. Der Widerstand R1 muss groß genug sein, um den Strom durch die interne Schutzdiode bei großen Versorgungsspannungsspitzen zu begrenzen. Die Stromschutzschaltung der Endstufe ist in Abb. 3.64 dargestellt. XNUMX.
Bei einem Lampenausfall steigt der Strom durch die Lampe stark an, was zu einem Anstieg des Spannungsabfalls an den Lampenwendeln führt. Diese Spannung wird vom Detektor VD1, C1 gleichgerichtet und über den Teiler R1, R2 dem Eingang FC zugeführt. Um einen unbeabsichtigten Betrieb durch Störungen zu verhindern, ist ein Kondensator C1 parallel zum Widerstand R1 geschaltet. Der Teiler R1, R2 muss so berechnet werden, dass bei dem maximal zulässigen Strom durch die Lampe die Spannung am FC-Eingang 0,6 V beträgtCC. Auf Abb. 3.65 zeigt ein Diagramm eines elektronischen Vorschaltgeräts mit Schutz der Einschalttasten.
Diese Schaltung ähnelt der in Abb. 3.62, jedoch ergänzt durch Schutzknoten. Zusätzliche Widerstände R3, R4 und Jumper XI, X2 ermöglichen eine Reduzierung der Betriebsfrequenz des Master-Oszillators um 5, 10 und 15 %. Die Elemente VD1 und R5 bieten Schutz vor Überspannungen. Mit steigender Versorgungsspannung Vp Bis 17 V öffnet die Zenerdiode VD1, die Spannung am Eingang FV beträgt 5 V, was der Schwelle der Schutzschaltung entspricht. Die Spannung an den Klemmen OUT1, OUT2 wird dann gleich Null, die Transistoren VT1, VT2 sind geschlossen. Der Widerstand R6 begrenzt den Strom am FV-Eingang auf 5 mA für Spannungsspitzen bis 100 V. Widerstand R11 ist ein Stromsensor. Die Spannung von dort wird dem Detektor VD3, C8 und dann dem Eingang FC zugeführt. Durch Auswahl des Widerstands R11 stellen Sie den Schwellenwert I einMAX aktuelle Schutzauslösungen:
Bei Bedarf kann dieser Wert unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators T1 in die Stromaufnahme aus der Stromquelle neu berechnet werden. Mit den Elementen R7, R8, C5 können Sie die Spannungsspitzen an den Drains der Feldeffekttransistoren VT1, VT2 zum Zeitpunkt des Schaltens auf den Pegel von 0,2 V begrenzenp. Die Belastungscharakteristik der Mikroschaltung ist in Abb. dargestellt. 3.66.
Autor: Koryakin-Chernyak S.L.
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Kommentare zum Artikel: Sieger Kurz und verständlich Ich möchte es zur galvanischen Trennung in einem "Gleichspannungswandler" von 12 auf 3,3 V mit Gegentaktgleichrichter auf Synchro verwenden. [;)] Ilia Paskov, Bulgarien Vielen Dank für die großartige Arbeit, die Sie in die Erstellung dieser Website gesteckt haben. Es ist sehr notwendig für Leute, die sich mit Elektronik beschäftigen. Vielen Dank! Gusarow Juri Leute, wie wunderbar ist es, wenn ein Mensch richtig arbeitet und denkt. Glück für Sie und viel Glück in der Familie, und der Rest wird folgen! Großvater... Alexander Ist der Preis ausdrücklich nicht festgelegt oder stehen diese Mikroschaltkreise nicht zum Verkauf? [Nieder]
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