Mạch chấn lưu điện tử 40 watt

Chấn lưu điện tử 40 watt được đề xuất được thiết kế để chiếu sáng bất kỳ ống huỳnh quang 40 watt nào, với hiệu suất cao và độ sáng tối ưu.

Bố trí PCB của chấn lưu huỳnh quang điện tử được đề xuất cũng được cung cấp cùng với torroid và các chi tiết cuộn cảm đệm.

Giới thiệu

Ngay cả công nghệ LED đầy hứa hẹn và được nhắc đến nhiều nhất có lẽ cũng không thể tạo ra ánh sáng bằng đèn chấn lưu huỳnh quang điện tử hiện đại. Ở đây thảo luận về mạch của một đèn ống điện tử như vậy, với hiệu suất tốt hơn đèn LED.

Chỉ một thập kỷ trước chấn lưu điện tử còn tương đối mới và do thường xuyên hỏng hóc và giá thành cao nên thường không được mọi người ưa thích. Nhưng theo thời gian, thiết bị đã trải qua một số cải tiến nghiêm trọng và kết quả rất đáng khích lệ khi chúng bắt đầu trở nên đáng tin cậy và lâu dài hơn. Các chấn lưu điện tử hiện đại có hiệu quả hơn và chống lỗi.

Sự khác biệt giữa chấn lưu điện và chấn lưu điện tử

Vậy ưu điểm chính xác của việc sử dụng chấn lưu điện tử so với chấn lưu điện cũ là gì? Để hiểu sự khác biệt một cách chính xác, điều quan trọng là phải biết các chấn lưu điện thông thường hoạt động như thế nào.

Chấn lưu điện không là gì khác ngoài một cuộn cảm điện áp cao, đơn giản được tạo ra bằng cách quấn số vòng dây đồng trên lõi sắt nhiều lớp.

Về cơ bản, như chúng ta đều biết, một ống huỳnh quang yêu cầu một lực đẩy dòng điện ban đầu cao để bắt lửa và làm cho các dòng electron kết nối giữa các sợi cuối của nó. Khi sự dẫn điện này được kết nối, dòng điện tiêu thụ để duy trì sự dẫn truyền này và độ chiếu sáng trở nên tối thiểu. Các chấn lưu điện được sử dụng chỉ để 'kích hoạt' dòng điện ban đầu này và sau đó điều khiển việc cung cấp dòng điện bằng cách tăng trở kháng sau khi đánh lửa xong.

Sử dụng bộ khởi động trong chấn lưu điện

Bộ khởi động đảm bảo rằng các 'cú hích' ban đầu được áp dụng thông qua các tiếp điểm gián đoạn, trong đó năng lượng dự trữ của cuộn dây đồng được sử dụng để tạo ra dòng điện cao cần thiết.

Bộ khởi động ngừng hoạt động sau khi ống được đánh lửa và bây giờ kể từ khi chấn lưu được chuyển qua ống, bắt đầu nhận được dòng AC liên tục qua nó và do các thuộc tính tự nhiên của nó cung cấp trở kháng cao, kiểm soát dòng điện và giúp duy trì sự phát sáng tối ưu.

Tuy nhiên, do sự thay đổi về điện áp và thiếu tính toán lý tưởng, chấn lưu điện có thể trở nên khá kém hiệu quả, tiêu tán và lãng phí nhiều năng lượng do nhiệt. Nếu bạn thực sự đo, bạn sẽ thấy rằng một thiết bị cố định điện 40 watt có thể tiêu thụ điện năng cao tới 70 watt, gần gấp đôi số lượng cần thiết. Ngoài ra, những nhấp nháy ban đầu liên quan không thể được đánh giá cao.

Chấn lưu điện tử hiệu quả hơn

Mặt khác, chấn lưu điện tử thì ngược lại khi có liên quan đến hiệu quả. Chiếc mà tôi chế tạo chỉ tiêu thụ dòng điện 0,13 Amps @ 230 vôn và tạo ra cường độ ánh sáng trông sáng hơn nhiều so với bình thường. Tôi đã sử dụng mạch này từ 3 năm trước mà không gặp vấn đề gì (mặc dù tôi đã phải thay ống một lần vì nó bị đen ở các đầu và bắt đầu tạo ra ánh sáng yếu hơn.)

Bản thân việc đọc dòng điện chứng minh mạch hiệu quả như thế nào, mức tiêu thụ điện năng chỉ khoảng 30 watt và đèn đầu ra tương đương 50 watt.

Cách thức hoạt động của mạch chấn lưu điện tử

Nguyên lý hoạt động của chấn lưu huỳnh quang điện tử được đề xuất khá đơn giản. Đầu tiên, tín hiệu AC được chỉnh lưu và lọc bằng cách sử dụng cấu hình cầu / tụ điện. Tiếp theo bao gồm một giai đoạn dao động hai bóng bán dẫn ghép chéo đơn giản. DC được chỉnh lưu được áp dụng cho giai đoạn này, giai đoạn này ngay lập tức bắt đầu dao động ở tần số cao cần thiết. Các dao động thường là sóng vuông được đệm thích hợp qua một cuộn cảm trước khi cuối cùng nó được sử dụng để đốt cháy và chiếu sáng ống được kết nối. Sơ đồ cho thấy phiên bản 110 V có thể dễ dàng sửa đổi thành mô hình 230 volt thông qua các thay đổi đơn giản.

Các hình minh họa sau đây giải thích rõ ràng cách chế tạo mạch chấn lưu huỳnh quang điện tử 40 watt điện tử tự chế tại nhà bằng các bộ phận thông thường.

Bố cục thành phần PCB

CẢNH BÁO: VUI LÒNG BAO GỒM MỘT CHUYỂN ĐỘNG VÀ MỘT CHUYỂN ĐỔI Ở ĐẦU VÀO CUNG CẤP, KHÁC MẠCH SẼ TRỞ THÀNH KHÔNG THỂ NGHIỆN VÀ TẮT SÁNG Ở BẤT KỲ NGƯỜI MẸ NÀO.

CŨNG NÊN CÁC BỘ TRUYỀN CHUYỂN HÓA RIÊNG, 4 * 1 INCH NHIỆT TÌNH, CHO HIỆU QUẢ TỐT HƠN VÀ THỜI GIAN DÀI HƠN.

Bố cục theo dõi PCB

Cuộn cảm Torroid

Cuộn cảm cuộn cảm

Danh sách các bộ phận

• R1, R2, R5 = 330K MFR 1%
• R3, R4, R6, R7 = 47 Ohm, CFR 5%
• R8 = 2,2 Ohms, 2watt
• C1, C2 = 0,0047 / 400V PPC cho 220V, 0,047uF / 400V cho đầu vào 110V AC
• C3, C4 = 0,033 / 400V PPC
• C5 = 4,7uF / 400V Điện phân
• D1 = Diac DB3
• D2 …… D7 = 1N4007
• D10, D13 = B159
• D8, D9, D11, D12 = 1N4148
• T1, T2 = 13005 Motorola
• Cần có tản nhiệt cho T1 và T2.

Mạch chấn lưu điện tử cho ống huỳnh quang đôi 40 Watt

Khái niệm tiếp theo dưới đây giải thích cách xây dựng một mạch chấn lưu điện tử đơn giản nhưng cực kỳ đáng tin cậy để dẫn động hoặc vận hành hai ống huỳnh quang 40 watt, với hiệu chỉnh công suất hoạt động.

Lịch sự: https://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-995a.pdf

Các tính năng điện chính của IC

IC điều khiển chỉnh lưu quốc tế là mạch tích hợp công suất nguyên khối phù hợp để vận hành MOSFET hoặc lGBT phía thấp và phía cao thông qua mức logic, được tham chiếu đến các dây dẫn đầu vào mặt đất.

Chúng có chức năng cân bằng điện áp lên tới 600 VDC và trái với các máy biến áp điều khiển thông thường, có thể mang lại dạng sóng siêu sạch với hầu như mọi chu kỳ làm việc từ 0 đến 99%.

Chuỗi IR215X thực sự là một phụ kiện có sẵn gần đây cho họ IC điều khiển và, bên cạnh các đặc điểm đã đề cập trước đây, sản phẩm sử dụng đầu cuối có hiệu suất tương đương với IC hẹn giờ LM 555.

Các loại chip trình điều khiển này cung cấp cho bạn nhà phát triển khả năng tự dao động hoặc phối hợp trống hoàn toàn với sự trợ giúp của các thành phần RT và CT thay thế Xem hình bên dưới

Danh sách các bộ phận

• Ct / Rt = giống như được cho trong sơ đồ dưới đây
• điốt thấp hơn = BA159
• Mosfets: như được đề xuất trong sơ đồ dưới đây
• C1 = 1uF / 400V PPC
• C2 = 0,01uF / 630V PPC
• L1 = Theo đề xuất trong sơ đồ dưới đây, có thể cần một số thử nghiệm

Chúng cũng có mạch tích hợp cung cấp thời gian chết vừa phải 1,2 micro giây giữa các đầu ra và chuyển đổi các thành phần bên cao và bên thấp để điều khiển các thiết bị điện nửa cầu.

Tính toán tần số dao động

Bất cứ khi nào được đưa vào dạng dao động riêng, tần số của dao động được tính đơn giản bằng:

f = 1 / 1,4 x (Rt + 75ohm) x Ct

Ba thiết bị tự dao động có thể truy cập được là IR2151, IR2152 và IR2155. IR2I55 dường như có nhiều bộ đệm đầu ra đáng kể hơn sẽ biến tải điện dung 1000 pF với tr = 80 ns và tf = 40 ns.

Nó bao gồm khởi động nguồn cực nhỏ và nguồn cung cấp RT 150 ohm. IR2151 sở hữu tr và tf là 100 ns và 50 ns và hoạt động giống như IR2l55. IR2152 sẽ không thể phân biệt được với IR2151 mặc dù với cambio pha từ Rt đến Lo. IR2l5l và 2152 bao gồm nguồn 75 ohm Rt (Phương trình l.)

Các loại trình điều khiển chấn lưu này thường được trang bị điện áp đầu vào AC đã được chỉnh lưu và do đó chúng được thiết kế cho dòng điện tĩnh tối thiểu và vẫn có bộ điều chỉnh shunt l5V tích hợp để đảm bảo rằng chỉ một điện trở giới hạn hoạt động cực kỳ tốt qua DC chỉnh lưu điện áp bus.

Cấu hình mạng Zero Crossing

Nhìn lại Hình 2, hãy lưu ý đến tiềm năng đồng bộ hóa của trình điều khiển. Cả hai điốt nối tiếp nhau cùng với mạch đèn được định cấu hình hiệu quả như một bộ dò vạch không cho dòng điện của đèn. Trước cú đánh của đèn, mạch cộng hưởng gồm L, Cl và C2 mắc thành một chuỗi.

Cl là tụ chặn một chiều có điện kháng thấp, để mạch cộng hưởng thành công L và C2. Điện áp xung quanh C2 được khuếch đại bằng hệ số Q của L và C2 lúc cộng hưởng và chạm vào đèn.

Cách xác định tần số cộng hưởng

Ngay sau khi bóng đèn chạm vào, C, bị ngắn mạch một cách thích hợp do giảm thế đèn và tần số của mạch cộng hưởng tại điểm này được xác định bởi L và Cl.

Điều này dẫn đến sự thay đổi đối với một số tần số cộng hưởng thấp hơn trong quá trình hoạt động tiêu chuẩn, giống như trước đây được phối hợp thông qua việc cảm nhận sự cắt ngang bằng không của dòng điện xoay chiều và tận dụng điện áp kết quả để điều chỉnh bộ điều khiển dao động.

Cùng với dòng điện tĩnh của trình điều khiển, bạn sẽ tìm thấy một vài yếu tố bổ sung trên dòng điện cung cấp DC là một chức năng của mạch ứng dụng:

Đánh giá các thông số xả hiện tại và phí

l) Dòng điện do sạc điện dung đầu vào của FET nguồn

2) dòng điện do sạc và xả điện dung cách ly mối nối của các thiết bị điều khiển cổng Chỉnh lưu quốc tế. Mỗi thành phần của hồ quang điện tích-Relatcd hiện tại và vì lý do đó dính vào các quy tắc:

• Q = CV

Do đó, có thể quan sát một cách thuận tiện rằng để có thể sạc và xả điện dung đầu vào của thiết bị nguồn, mức sạc dự kiến ​​có thể là sản phẩm của điện áp ổ đĩa cổng và điện dung đầu vào thực và cũng như công suất đầu vào được khuyến nghị sẽ tương ứng cụ thể với tích của điện tích và tần số và điện áp bình phương:

• Công suất = QV ^ 2 x F / f

Các hiệp hội nêu trên đề xuất các yếu tố dưới đây khi chế tạo một mạch chấn lưu thực:

1) chọn tần số làm việc nhỏ nhất theo kích thước cuộn cảm giảm

2) lựa chọn khối lượng khuôn nhỏ gọn nhất cho các thiết bị nguồn đáng tin cậy với việc giảm thâm hụt dẫn điện (giảm thiểu các thông số kỹ thuật phí)

3) Điện áp bus DC thường được chọn, tuy nhiên, nếu có sự thay thế, hãy sử dụng điện áp tối thiểu.

LƯU Ý: Phí đơn giản không phải là một chức năng của tốc độ chuyển đổi. Điện tích được truyền là rất giống nhau đối với thời gian chuyển tiếp I0 ns hoặc 10 micro giây.

Tại thời điểm này, chúng tôi sẽ tính đến một số mạch chấn lưu hữu ích có thể đạt được bằng cách sử dụng các trình điều khiển tự dao động. Có lẽ loại thiết bị cố định ánh sáng huỳnh quang được yêu thích nhất có thể là loại được gọi là ‘Double 40’ thường sử dụng một vài bóng đèn Tl2 hoặc TS điển hình trong một phản xạ thông thường.

Một cặp mạch chấn lưu được khuyến nghị được trình bày trong các hình sau. Đầu tiên là mạch hệ số công suất tối thiểu, cùng với các mạch khác hoạt động với cài đặt diode / tụ điện mới để đạt được hệ số công suất> 0,95. Mạch hệ số công suất thấp hơn được chứng minh trong hình 3 đón đầu vào 115 VAC hoặc 230 VAC 50/60/400 Hz để tạo ra một bus DC vừa phải 320 VDC.

Sơ đồ mạch chấn lưu đôi 40 Watt

Xem xét rằng các bộ chỉnh lưu đầu vào chỉ thực hiện gần với các đỉnh của điện áp đầu vào AC, hệ số công suất đầu vào trễ khoảng 0,6 với dạng sóng dòng điện không hình sin.

Loại bộ chỉnh lưu như vậy chỉ đơn giản là không được khuyên dùng cho bất cứ điều gì ngoài mạch đánh giá hoặc đèn huỳnh quang compact giảm công suất và chắc chắn có thể trở nên không mong muốn vì dòng điện hài trong các thiết bị cung cấp điện cũng bị giảm bớt do các hạn chế về chất lượng điện.

IC chỉ sử dụng Điện trở Giới hạn để Hoạt động

Quan sát rằng IC điều khiển bộ chỉnh lưu quốc tế IR2151 thực hiện trực tiếp tắt bus DC thông qua một điện trở giới hạn và các trục ở gần 45 kHz phù hợp với mối quan hệ đã cho:

• f = 1 / 1,4 x (Rt + 75ohm) x Ct

Nguồn cho ổ cổng công tắc bên cao phát sinh từ một tụ điện khởi động 0,1 pF và được sạc đến khoảng 14V bất cứ lúc nào V5 (dây dẫn 6) được kéo xuống thấp trong dây dẫn công tắc nguồn bên thấp.

Diode bootstrap l IDF4 ngăn chặn điện áp bus DC ngay khi tiến hành thay đổi phía cao.

Một diode phục hồi nhanh (<100 ns) is necessary to be certain that the bootstrap capacitor will not be moderately discharged since the diode comes back and obstructs the high voltage bus.

Đầu ra tần số cao trong nửa cầu thực sự là một sóng vuông với thời gian chuyển đổi cực nhanh (khoảng 50 ns). Để tránh những tiếng ồn kéo dài bất thường qua các mặt trước sóng nhanh, bộ khuếch đại 0,5W 10 ohm và 0,001 pF được sử dụng để giảm thiểu thời gian chuyển mạch xuống chỉ khoảng 0,5 ps.

Có Cơ sở thời gian chết tích hợp

Quan sát rằng chúng tôi có thời gian chết tích hợp là 1,2 ps trong trình điều khiển IR2151 để ngăn dòng bắn qua ở nửa cầu. Các bóng đèn huỳnh quang 40 watt được điều khiển song song, mỗi bóng sử dụng mạch cộng hưởng L-C riêng. Khoảng bốn mạch ống có thể được vận hành từ một bộ hai MOSFET được đo để phù hợp với mức công suất.

Các giá trị điện trở của mạch đèn được chọn từ bảng điện trở L-C hoặc thông qua công thức cộng hưởng nối tiếp:

• f = 1 / 2pi x căn bậc hai của LC

Q của các mạch đèn khá nhỏ đơn giản chỉ vì những ưu điểm của hoạt động với tốc độ lặp lại cố định, hiển nhiên, thường có thể khác nhau do dung sai RT và CT.

Đèn huỳnh quang thường không cần điện áp cực cao, do đó Q bằng 2 hoặc 3 là đủ. Đường cong 'phẳng Q` thường bắt nguồn từ cuộn cảm lớn hơn và tỷ số tụ điện nhỏ, trong đó:

Q = 2pi x fL / R, trong đó R thường lớn hơn vì sử dụng nhiều lượt hơn.

Khởi động mềm trong quá trình gia nhiệt sơ bộ dây tóc ống có thể không đắt bằng cách sử dụng PTC. nhiệt điện trở xung quanh mỗi đèn.

Theo cách này, điện áp dọc theo đèn tăng đều đặn khi RTC. tự nóng lên ngay cho đến khi đạt được điện áp nổi bật cùng với dây tóc nóng và đèn sáng.