Elektronisches Vorschaltgerät für eine DELUX-Kompaktleuchtstofflampe. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Obwohl Glühlampen billig sind, verbrauchen sie viel Strom, weshalb sich viele Länder weigern, sie zu produzieren (USA, westeuropäische Länder). Stattdessen kommen sie mit Kompaktleuchtstofflampen (energiesparend), sie werden in die gleichen E27-Fassungen eingeschraubt wie Glühlampen. Sie kosten jedoch 15-30 mal mehr, halten aber 6-8 mal länger und verbrauchen 4 mal weniger Strom, was ihr Schicksal bestimmt. Der Markt ist überfüllt mit einer Vielzahl solcher Lampen, die hauptsächlich in China hergestellt werden. Eine dieser Lampen, DELUX, ist auf dem Foto zu sehen.

Seine Leistung beträgt 26 W - 220 V, und das Netzteil, auch elektronisches Vorschaltgerät genannt, befindet sich auf einer 48 x 48 mm großen Platine (pic.1) und befindet sich im Sockel dieser Leuchte.

Seine Funkelemente werden ohne Verwendung von CHIP-Elementen durch Oberflächenmontage auf der Leiterplatte platziert. Der Schaltplan ist vom Autor aus der Inspektion der Platine gezeichnet und in Abb.2 dargestellt.

Zunächst ist an das Prinzip der Zündung von Leuchtstofflampen einschließlich der Verwendung elektronischer Vorschaltgeräte zu erinnern. Um eine Leuchtstofflampe zu zünden, müssen ihre Filamente aufgeheizt und eine Spannung von 500 ... 1000 V angelegt werden, d.h. viel höher als die Netzspannung. Die Höhe der Zündspannung ist direkt proportional zur Länge des Glaskolbens der Leuchtstofflampe. Bei kurzen Kompaktlampen ist es natürlich weniger und bei langen Röhrenlampen mehr. Nach dem Zünden reduziert die Lampe ihren Widerstand stark, was bedeutet, dass ein Strombegrenzer verwendet werden muss, um einen Kurzschluss im Stromkreis zu verhindern. Die elektronische Vorschaltgerätschaltung für eine Kompaktleuchtstofflampe ist ein Gegentakt-Halbbrücken-Spannungswandler. Zunächst wird die Netzspannung über eine 2-Halbwellenbrücke auf eine konstante Spannung von 300 ... 310 V gleichgerichtet.

Der Start des Wandlers erfolgt durch einen symmetrischen Dinistor, der im Diagramm Z angegeben ist. Er öffnet, wenn beim Einschalten des Netzes die Spannung an seinen Verbindungspunkten die Ansprechschwelle überschreitet. Beim Öffnen geht gemäß der Schaltung ein Impuls durch den Dinistor zur Basis des unteren Transistors und der Wandler startet. Darüber hinaus wandelt ein Gegentakt-Halbbrückenwandler, dessen aktive Elemente zwei npn-Transistoren sind, eine konstante Spannung von 300 ... 310 V in eine Hochfrequenzspannung um, wodurch die Größe der Stromversorgung erheblich reduziert werden kann.

Last des Umrichters und zugleich Stellglied ist ein Ringkerntransformator (im L1-Diagramm angedeutet) mit seinen drei Wicklungen, davon zwei Steuerwicklungen (jeweils zwei Windungen) und eine Arbeitswicklung (9 Windungen). Transistorschlüssel öffnen phasenverschoben von positiven Impulsen von den Steuerwicklungen. Dazu werden die Steuerwicklungen in den Basen der Transistoren gegenphasig aufgenommen (in Abb. 2 ist der Anfang der Wicklungen durch Punkte gekennzeichnet). Negative Spannungsstöße von diesen Wicklungen werden durch die Dioden D5, D7 gedämpft. Das Öffnen jeder Taste bewirkt die Induktion von Impulsen in zwei gegenüberliegenden Wicklungen, einschließlich der Arbeitswicklung. Die Wechselspannung von der Arbeitswicklung wird der Leuchtstofflampe über eine Reihenschaltung zugeführt, die besteht aus: L3 - Lampenfaden -C5 (3,3 nF 1200 V) - Lampenfaden - C7 (47 nF / 400 V). Die Werte der Induktivitäten und Kapazitäten dieser Schaltung sind so gewählt, dass darin bei konstanter Wandlerfrequenz Spannungsresonanz auftritt.

Bei Resonanzspannungen in einer Reihenschaltung sind die induktiven und kapazitiven Widerstände gleich, die Stromstärke im Stromkreis ist maximal und die Spannung an den reaktiven Elementen L und C kann die angelegte Spannung erheblich überschreiten. Der Spannungsabfall an C5 ist in diesem Serienresonanzkreis 14-mal größer als an C7, da die Kapazität von C5 14-mal kleiner und seine Kapazität 14-mal größer ist. Bevor die Leuchtstofflampe gezündet wird, erwärmt daher der maximale Strom im Schwingkreis beide Wendeln, und die große Resonanzspannung über dem parallel zur Lampe geschalteten Kondensator C5 (3,3 nF / 1200 V) zündet die Lampe. Achten Sie auf die maximal zulässigen Spannungen an den Kondensatoren C5 = 1200 V und C7 = 400 V. Diese Werte sind nicht zufällig gewählt. Bei Resonanz erreicht die Spannung an C5 etwa 1 kV und muss dem standhalten.

Eine brennende Lampe reduziert ihren Widerstand stark und blockiert (kurzschließt) den Kondensator C5. Die Kapazität C5 wird aus dem Resonanzkreis entfernt und die Spannungsresonanz im Kreis hört auf, aber die bereits gezündete Lampe leuchtet weiter und die Induktivität L2 begrenzt mit ihrer Induktivität den Strom in der gezündeten Lampe. In diesem Fall arbeitet der Umrichter im automatischen Modus weiter, ohne seine Frequenz seit dem Start zu ändern. Der gesamte Zündvorgang dauert weniger als 1 s. Zu beachten ist, dass an der Leuchtstofflampe ständig Wechselspannung anliegt. Das ist besser als konstant, da es für eine gleichmäßige Abnutzung des Emissionsgrades der Filamente sorgt und somit deren Lebensdauer erhöht. Wenn Lampen mit Gleichstrom betrieben werden, verringert sich ihre Lebensdauer um 50 %, daher werden Gasentladungslampen nicht mit Gleichspannung versorgt.

Zweck der Konverterelemente:

Die Typen der Funkelemente sind auf dem Schaltplan (Abb. 2) angegeben.
1. EN13003A - Transistorschalter (aus irgendeinem Grund haben die Hersteller sie nicht im Schaltplan angegeben). Dies sind bipolare Hochspannungstransistoren mittlerer Leistung, npn-Leitfähigkeit, TO-126-Gehäuse, ihre Gegenstücke MJE13003 oder KT8170A1 (400 V; 1,5 A; in einem Impuls von 3 A), KT872A (1500 V; 8 A; T26a-Gehäuse) , aber sie sind größer. In jedem Fall ist es notwendig, die BCE-Ausgänge korrekt zu bestimmen, da verschiedene Hersteller auch für dasselbe Analog unterschiedliche Sequenzen haben können.
2. Ringkerntransformator, vom Hersteller mit L1 bezeichnet, Ringmaß 11x6x4,5, wahrscheinliche magnetische Permeabilität 2000, hat 3 Wicklungen, davon zwei mit 2 Windungen und eine mit 9 Windungen.
3. Alle Dioden D1-D7 sind vom gleichen Typ 1N4007 (1000 V, 1 A), von denen die Dioden D1-D4 eine Gleichrichterbrücke sind, D5, D7 - negative Steuerimpulsstöße dämpfen und D6 - die Stromversorgung trennt.
4. Die R1C3-Schaltung sorgt für eine Verzögerung beim Start des Wandlers, um einen "sanften Start" zu ermöglichen und einen Einschaltstrom zu verhindern.
5. Symmetrischer Dinistor Z-Typ DB3 Uzs.max=32 V; Uoc=5 V; Uneotp.and.max=5 V) sorgt für die Erstinbetriebnahme des Umrichters.
6. R3, R4, R5, R6 - Begrenzungswiderstände.
7. C2, R2 - Dämpferelemente, die dazu bestimmt sind, die Emissionen des Transistorschalters im Moment seines Schließens zu dämpfen.
8. Die Induktivität L1 besteht aus zwei W-förmigen Ferrithälften, die miteinander verklebt sind. Zunächst nimmt der Induktor (zusammen mit C5 und C7) an der Spannungsresonanz teil, um die Lampe zu zünden, und nach dem Zünden löscht er den Strom im Leuchtstofflampenkreis mit seiner Induktivität, da die eingeschaltete Lampe ihren Widerstand stark verringert.
9. C5 (3,3 nF / 1200 V), C7 (47 nF / 400 V) - Kondensatoren im Leuchtstofflampenkreis, die an ihrer Zündung beteiligt sind (durch Spannungsresonanz), und nach der Zündung hält C7 das Glühen aufrecht.
10. C1 - Glättungselektrolytkondensator.
11. Eine Drossel mit einem Ferritkern L4 und einem Kondensator C6 bilden einen Überspannungsfilter, der das Impulsrauschen des Wandlers nicht in die Netzversorgung durchlässt.
12. F1 ist eine 1-A-Minisicherung in einem Glasgehäuse, das sich außerhalb der Platine befindet.

Beheben

Vor der Reparatur des elektronischen Vorschaltgeräts ist es notwendig, zu seiner Platine zu "kommen", dazu reicht es aus, die beiden Komponenten des Sockels mit einem Messer zu trennen. Seien Sie bei der Reparatur einer unter Spannung stehenden Platine vorsichtig, da ihre Funkelemente unter Phasenspannung stehen!

Durchbrennen (Bruch) der Kuppelspiralen einer Leuchtstofflampe, während das elektronische Vorschaltgerät intakt bleibt. Dies ist ein typischer Fehler. Es ist unmöglich, die Spirale wiederherzustellen, und Glasleuchtstofflampen für solche Lampen werden nicht separat verkauft. Was ist der Ausweg? Oder passen Sie ein funktionierendes Vorschaltgerät an eine 20-Watt-Lampe mit einer geraden Glaslampe anstelle ihrer "nativen" Drossel an (die Lampe arbeitet zuverlässiger und ohne Brummen) oder verwenden Sie die Platinenelemente als Ersatzteile. Daher die Empfehlung: Kaufen Sie den gleichen Typ von Kompaktleuchtstofflampen - es ist einfacher zu reparieren.

Risse in der Verlötung der Platine. Der Grund für ihr Erscheinen ist das periodische Erhitzen und anschließende Abkühlen der Lötstelle nach dem Ausschalten. Die Lötstelle wird durch erhitzte Elemente (Spiralen einer Leuchtstofflampe, Transistorschalter) erhitzt. Solche Risse können nach mehrjährigem Betrieb auftreten, d.h. nach mehrmaligem Aufheizen und Abkühlen der Lötstelle. Durch erneutes Löten des Risses wird die Fehlfunktion behoben.

Beschädigung einzelner Funkelemente. Einzelne Funkelemente können sowohl durch Lötrisse als auch durch Überspannungen im Stromnetz beschädigt werden. Obwohl sich im Stromkreis eine Sicherung befindet, schützt sie die Funkelemente nicht vor Spannungsspitzen, wie es ein Varistor tun könnte. Die Sicherung brennt durch Ausfälle von Funkelementen durch. Der schwächste Punkt aller Funkelemente dieses Geräts sind natürlich Transistoren.

Autor: N. P. Wlassjuk, Kiew; Veröffentlichung: cxem.net

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