40 واط دائرة الصابورة الإلكترونية

40 واط دائرة الصابورة الإلكترونية

تم تصميم الكابح الإلكتروني المقترح بقدرة 40 وات لإضاءة أي أنبوب فلورسنت بقدرة 40 وات بكفاءة عالية وسطوع مثالي.



يتم أيضًا توفير تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور للصابورة الفلورية الإلكترونية المقترحة جنبًا إلى جنب مع torroid وتفاصيل لف خنق المخزن المؤقت.

مقدمة

حتى التكنولوجيا الواعدة والأكثر تحدثًا عن تقنية LED ربما تكون غير قادرة على إنتاج أضواء مساوية لأضواء كوابح الفلورسنت الإلكترونية الحديثة. تتم هنا مناقشة دارة أحد مصابيح الأنبوب الإلكترونية ، بكفاءة أفضل من مصابيح LED.





قبل عقد من الزمن فقط ، كانت الكوابح الإلكترونية جديدة نسبيًا ، وبسبب الأعطال المتكررة والتكاليف المرتفعة ، لم يكن الجميع يفضلون بشكل عام. ولكن مع مرور الوقت ، خضع الجهاز لبعض التحسينات الجادة وكانت النتائج مشجعة حيث بدأت تصبح أكثر موثوقية وطويلة الأمد. الكوابح الإلكترونية الحديثة أكثر كفاءة ومقاومة للفشل.

الفرق بين الصابورة الكهربائية والصابورة الإلكترونية

إذن ما هي الميزة الدقيقة لاستخدام الصابورة الفلورية الإلكترونية مقارنة بالصابورة الكهربائية القديمة؟ لفهم الاختلافات بشكل صحيح ، من المهم معرفة كيفية عمل الكوابح الكهربائية العادية.



الصابورة الكهربائية ليست سوى محث بسيط للتيار العالي ، الجهد الكهربائي الرئيسي المصنوع عن طريق لف عدد لفات الأسلاك النحاسية على قلب الحديد الرقائقي.

في الأساس ، كما نعلم جميعًا ، يتطلب الأنبوب الفلوري دفعًا تيارًا أوليًا عاليًا للاشتعال وجعل الإلكترونات تتدفق بين خيوط نهايتها. بمجرد توصيل هذا التوصيل ، يصبح الاستهلاك الحالي للحفاظ على هذا التوصيل والإضاءة في حدها الأدنى. تستخدم الكوابح الكهربائية فقط 'لطرد' هذا التيار الأولي ثم التحكم في إمداد التيار من خلال تقديم مقاومة متزايدة بمجرد اكتمال الاشتعال.

استخدام كاتب في كوابح كهربائية

يتأكد المبدئ من تطبيق 'الركلات' الأولية من خلال ملامسات متقطعة ، يتم خلالها استخدام الطاقة المخزنة للملف النحاسي لإنتاج التيارات العالية المطلوبة.

يتوقف المبدئ عن العمل بمجرد اشتعال الأنبوب والآن بعد أن تم توجيه الصابورة عبر الأنبوب ، يبدأ في الحصول على تدفق مستمر للتيار المتردد من خلاله وبسبب خصائصه الطبيعية يوفر مقاومة عالية ، والتحكم في التيار والمساعدة في الحفاظ على التوهج الأمثل.

ومع ذلك ، نظرًا للاختلاف في الفولتية وعدم وجود حساب مثالي ، يمكن أن تصبح الكوابح الكهربائية غير فعالة تمامًا ، مما يؤدي إلى تبديد وإهدار الكثير من الطاقة من خلال الحرارة. إذا قمت بالقياس فعليًا ، فستجد أن أداة الخانق الكهربائية بقدرة 40 وات قد تستهلك طاقة تصل إلى 70 وات ، أي ضعف الكمية المطلوبة تقريبًا. أيضا ، لا يمكن تقدير الومضات الأولية المعنية.

الكوابح الإلكترونية أكثر كفاءة

من ناحية أخرى ، فإن الكوابح الإلكترونية هي عكس ذلك تمامًا فيما يتعلق بالكفاءة. الجهاز الذي صنعته استهلك 0.13 أمبير فقط من التيار @ 230 فولت وأنتج شدة ضوء بدت أكثر إشراقًا من المعتاد. لقد استخدموا هذه الدائرة منذ 3 سنوات الماضية دون أي مشاكل على الإطلاق (على الرغم من أنني اضطررت إلى استبدال الأنبوب مرة واحدة حيث أصبح أسودًا في النهايات وبدأت في إنتاج ضوء أقل.)

تثبت القراءة الحالية نفسها مدى كفاءة الدائرة ، حيث يبلغ استهلاك الطاقة حوالي 30 واط وضوء ناتج يعادل 50 واط.

كيف تعمل دائرة الصابورة الإلكترونية

مبدأ عملها للصابورة الفلورية الإلكترونية المقترحة واضح إلى حد ما. يتم أولاً تصحيح إشارة التيار المتردد وتصفيتها باستخدام تكوين جسر / مكثف. يشتمل التالي على مرحلتين بسيطتين من مذبذب متقاطع من الترانزستور. يتم تطبيق DC المعدل على هذه المرحلة والتي تبدأ على الفور في التذبذب عند التردد العالي المطلوب. عادةً ما تكون التذبذبات عبارة عن موجة مربعة يتم تخزينها بشكل مناسب عبر محث قبل استخدامها أخيرًا لإشعال وإضاءة الأنبوب المتصل. يوضح الرسم البياني إصدار 110 فولت يمكن تعديله بسهولة إلى نموذج 230 فولت من خلال تعديلات بسيطة.

توضح الرسوم التوضيحية التالية بوضوح كيفية بناء دائرة صابورة إلكترونية بقدرة 40 وات في المنزل باستخدام أجزاء عادية.

40 واط الصابورة الإلكترونية مكون تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تخطيط مكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تحذير: يرجى تضمين وسيلة نقل وحرارة عند مدخل التوريد ، وإلا ستصبح الدائرة غير قابلة للتنبؤ وقد تنفجر في أي لحظة.

أيضًا ، قم بتركيب الترانزستورات على فترات منفصلة ، 4 * 1 بوصة حرارية ، لكفاءة أفضل وعمر أطول.

40 وات الصابورة الإلكترونية تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع المسارات

تخطيط مسار ثنائي الفينيل متعدد الكلور

محث Torroid

40 وات الصابورة الإلكترونية T13 تفاصيل الأسلاك توررويد

محث الخنق

40 وات خنق الصابورة الإلكترونية

قائمة الاجزاء

  • R1 ، R2 ، R5 = 330 ألف MFR 1٪
  • R3 ، R4 ، R6 ، R7 = 47 أوم ، CFR 5٪
  • R8 = 2.2 أوم ، 2 واط
  • C1 ، C2 = 0.0047 / 400V PPC لـ 220 فولت ، 0.047 فائق التوهج / 400 فولت لمدخل التيار المتردد 110 فولت
  • C3 ، C4 = 0.033 / 400 فولت قدرة شرائية
  • C5 = 4.7 فائق التوهج / 400 فولت كهربائيا
  • D1 = دياك DB3
  • D2……D7=1N4007
  • D10 ، D13 = B159
  • D8 ، D9 ، D11 ، D12 = 1N4148
  • T1، T2 = 13005 موتورولا
  • خافض الحرارة مطلوب لـ T1 و T2.

دائرة الصابورة الإلكترونية للأنابيب الفلورية المزدوجة 40 وات

يشرح المفهوم التالي أدناه كيفية بناء دائرة صابورة إلكترونية بسيطة ولكنها موثوقة للغاية لقيادة أو تشغيل أنبوبين فلوريسنت بقدرة 40 وات ، مع تصحيح طاقة نشط.

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

الميزات الكهربائية الرئيسية لل IC

الدوائر المتكاملة للتحكم في المعدل الدولي عبارة عن دوائر متكاملة للطاقة متجانسة مناسبة لتشغيل MOSFETs منخفضة وعالية الجانب أو LGBTs من خلال المستوى المنطقي ، المشار إليها في خيوط المدخلات الأرضية.

إنها تتميز بوظائف جهد متوازنة تصل إلى 600 VDC ، وعلى عكس محولات السائق العادية ، يمكنها جلب أشكال موجية فائقة النقاء مع أي دورة عمل تقريبًا من 0 إلى 99٪.

تسلسل IR215X هو في الواقع ملحق متاح مؤخرًا لعائلة Control IC ، وإلى جانب الخصائص المذكورة سابقًا ، يستخدم المنتج نهاية عالية يمكن مقارنتها في الأداء مع LM 555 المؤقت IC.

تمنحك هذه الأنواع من شرائح المحرك المطور بقدرات تذبذب ذاتية أو منسقة تمامًا بمساعدة مكونات RT و CT البديلة انظر الشكل أدناه

دائرة الصابورة الإلكترونية للأنابيب الفلورية 40 وات

قائمة الاجزاء

  • Ct / Rt = نفس المعطى في الرسوم البيانية أدناه
  • الثنائيات السفلية = BA159
  • Mosfets: على النحو الموصى به في الرسوم البيانية أدناه
  • C1 = 1 فائق التوهج / 400 فولت قدرة شرائية
  • C2 = 0.01 فائق التوهج / 630 فولت قدرة شرائية
  • L1 = كما هو موصى به في الرسم البياني أدناه ، قد تحتاج إلى بعض التجارب

لديهم أيضًا دوائر مدمجة توفر وقتًا معتدلًا يبلغ 1.2 ميكرو ثانية بين المخرجات وتبديل المكونات الجانبية والجانبية المنخفضة لقيادة أجهزة طاقة نصف الجسر.

حساب تردد المذبذب

متى تم تضمينه في نموذج التذبذب الذاتي ، يتم حساب تردد التذبذب ببساطة عن طريق:

f = 1 / 1.4 x (Rt + 75ohm) x Ct

أجهزة التذبذب الذاتي الثلاثة التي يمكن الوصول إليها هي IR2151 و IR2152 و IR2155. يبدو أن IR2I55 يحتوي على مخازن إخراج أكثر أهمية والتي ستحول حمولة سعوية 1000 pF مع tr = 80 ns و tf = 40 ns.

وهي تشتمل على طاقة صغيرة لبدء التشغيل ومزود بقدرة 150 أوم RT. يمتلك IR2151 tr و tf لـ 100 ns و 50 ns وينفذ إلى حد كبير مثل IR2l55. سيكون IR2152 غير قابل للتمييز عن IR2151 على الرغم من وجود مرحلة كامبيو من Rt إلى Lo. يتضمن IR2l5l و 2152 مصدر Rt 75 أوم (المعادلة L.)

عادةً ما يُقصد بهذه الأنواع من محركات الصابورة أن يتم تزويدها بجهد دخل التيار المتردد المعدل ، وبالتالي فهي مخصصة لأدنى حد من التيار الهادئ ولا تزال تحتوي على منظم تحويل مدمج L5V لضمان عمل مقاوم واحد فقط بشكل جيد للغاية عبر التيار المستمر الجهد الناقل المعدل.

تكوين شبكة Zero Crossing

بالنظر مرة أخرى إلى الشكل 2 ، كن على دراية بإمكانية التزامن للسائق. يتم تكوين كل من الثنائيات المتتالية المتتالية مع دائرة المصباح بكفاءة ككاشف تقاطع صفري لتيار المصباح. قبل إضراب المصباح ، تشتمل دائرة الطنين على L و Cl و C2 كلها في سلسلة.

Cl هو مكثف مانع للتيار المستمر له مفاعلة منخفضة ، بحيث تكون دائرة الطنين L و C2 بنجاح. يتم تضخيم الجهد حول C2 عن طريق عامل Q لـ L و C2 عند الرنين ويضرب المصباح.

كيف يتم تحديد تردد الرنين

بمجرد أن يضرب المصباح ، يتم قصر دائرة C بشكل مناسب عن طريق انخفاض جهد المصباح ، ويتم تحديد تردد دائرة الرنين في هذه النقطة بواسطة L و Cl.

يؤدي هذا إلى تغيير بعض تردد الرنين المنخفض في سياق العمليات القياسية ، تمامًا كما تم التنسيق من قبل من خلال استشعار التقاطع الصفري لتيار التيار المتردد والاستفادة من الجهد الناتج لتنظيم مذبذب السائق.

جنبًا إلى جنب مع التيار الهادئ للسائق ، ستجد عنصرين إضافيين في تيار إمداد التيار المستمر وهي وظائف لدائرة التطبيق ذاتها:

تقييم معلمات التيار وتفريغ الشحن

ل) التيار نتيجة لشحن سعة إدخال الطاقة FETs

2) التيار الناتج عن شحن وتفريغ سعة عزل التقاطع لأجهزة سائق بوابة المعدل الدولي. كل مكونات من مكونات قوس الشحن الحالية ولهذا السبب تلتزم بالقواعد:

  • Q = CV

يمكن ملاحظة أنه من الملائم ، بالتالي ، أن تكون قادرًا على شحن وتفريغ سعات إدخال جهاز الطاقة ، يمكن أن تكون الشحنة المتوقعة نتاج جهد محرك البوابة والسعات الحقيقية للإدخال وأيضًا طاقة الإدخال الموصى بها ستكون متناسبة بشكل خاص مع ناتج الشحنة والتردد والجهد التربيعي:

  • القوة = QV ^ 2 x F / f

تقترح الجمعيات المذكورة أعلاه العوامل التالية عند إنشاء دائرة صابورة حقيقية:

1) اختر أصغر تردد عمل وفقًا لتقليل أبعاد المحرِّض

2) اختر حجم القالب الأكثر إحكاما لأجهزة الطاقة التي يمكن الاعتماد عليها مع انخفاض عجز التوصيل (مما يقلل من مواصفات الشحن)

3) يتم تحديد جهد ناقل التيار المستمر بشكل طبيعي ، ومع ذلك ، إذا كان هناك بديل ، فاستخدم الحد الأدنى من الجهد.

ملاحظة: الشحن ببساطة ليس وظيفة تبديل معدل. الشحنة المرسلة هي نفسها تمامًا فيما يتعلق بأوقات الانتقال I0 ns أو 10 ميكروثانية.

سنأخذ في الاعتبار في هذه المرحلة عددًا قليلاً من دوائر الصابورة المفيدة التي يمكن تحقيقها باستخدام المحركات ذاتية التذبذب. من المحتمل أن تكون تركيبات الإضاءة الفلورية الأكثر شهرة هي ما يسمى بالنوع 'Double 40' والذي يستخدم غالبًا زوجان من مصابيح Tl2 أو TS النموذجية داخل عاكس مشترك.

يتم عرض زوج من دوائر الصابورة الموصى بها في الأشكال التالية. الأول هو دائرة عامل القدرة الأدنى ، جنبًا إلى جنب مع الآخر يعمل مع إعدادات ديود / مكثف جديدة لإنجاز عامل طاقة> 0.95. ترحب دائرة عامل الطاقة المنخفضة المثبتة في الشكل 3 بمدخلات 115 فولت تيار متردد أو 230 فولت تيار متردد 50/60/400 هرتز لتوليد ناقل تيار مستمر متوسط ​​بقدرة 320 فولت تيار مباشر.

مخطط دائرة الصابورة التوأم 40 وات

دائرة الصابورة للأنابيب الفلورية المزدوجة 40 وات دائرة الصابورة الإلكترونية التوأم 40 وات مع حماية PFC

بالنظر إلى أن مقومات الإدخال تنفذ بالقرب من قمم جهد دخل التيار المتردد ، فإن عامل قدرة الدخل يتأخر بحوالي 0.6 مع شكل موجة تيار غير جيبي.

لا يُنصح بهذا النوع من المقومات لأي شيء على الإطلاق بصرف النظر عن دائرة التقييم أو الفلورسنت المضغوط منخفض الطاقة وبدون أدنى شك يمكن أن يصبح غير مرغوب فيه حيث يتم تقليل التيارات التوافقية في أجهزة تزويد الطاقة بالإضافة إلى قيود جودة الطاقة.

يستخدم IC مقاومًا محددًا فقط للتشغيل

لاحظ أن IC Control IC للمقوم الدولي IR2151 يؤدي مباشرة خارج ناقل التيار المستمر عن طريق المقاوم المحدود والمحاور عند ما يقرب من 45 كيلو هرتز وفقًا للعلاقة المحددة:

  • f = 1 / 1.4 x (Rt + 75ohm) x Ct

تنشأ الطاقة الخاصة بمحرك بوابة التبديل الجانبي العالي من مكثف التمهيد الذي يبلغ 0.1 pF ويتم شحنه إلى 14 فولت تقريبًا في أي وقت يتم سحب V5 (الرصاص 6) منخفضًا داخل توصيل مفتاح الطاقة الجانبي المنخفض.

يمنع الصمام الثنائي bootstrap l IDF4 جهد ناقل التيار المستمر بمجرد إجراء تغيير الجانب العالي.

صمام ثنائي سريع التعافي (<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.

ناتج التردد العالي في نصف الجسر هو في الواقع موجة مربعة ذات فترات تغيير سريعة للغاية (حوالي 50 نانوثانية). لتجنب الضوضاء الممتدة غير الطبيعية من خلال جبهات الموجة السريعة ، يتم استخدام 0.5 واط من 10 أوم و 0.001 بيكو فاراد لتقليل فترات التبديل إلى حوالي 0.5 حصان.

تتميز بمرفق الوقت الميت المدمج

لاحظ أن لدينا وقتًا ميتًا مدمجًا يبلغ 1.2 ps في برنامج تشغيل IR2151 لإيقاف تيارات إطلاق النار في نصف الجسر. يتم التحكم في مصابيح الفلورسنت 40 وات بالتوازي ، كل منها يستخدم دائرة طنين L-C الخاصة بها. يمكن تشغيل ما يقرب من أربع دارات أنبوبية من مجموعة واحدة من اثنين من MOSFETs مقاسة لتتناسب مع مستوى الطاقة.

يتم انتقاء تقييمات التفاعل لدائرة المصباح من جداول مفاعلة LC أو من خلال معادلة الرنين المتسلسل:

  • f = 1 / 2pi x الجذر التربيعي لـ LC

تعد Q لدارات المصباح صغيرة جدًا نظرًا لمزايا العمل من معدل التكرار الثابت الذي قد يختلف عادةً بسبب تفاوتات RT و CT.

تميل مصابيح الفلوريسنت إلى عدم احتياجها بشكل عام إلى جهد ضرب عالي للغاية ، وبالتالي فإن Q من 2 أو 3 يكفي. غالبًا ما تنشأ منحنيات 'Flat Q' من محاثات أكبر ونسب مكثف صغيرة حيث:

Q = 2pi x fL / R ، حيث يكون R أكبر غالبًا بسبب استخدام الكثير من الأدوار.

قد يتم احتواء البداية الناعمة أثناء التسخين المسبق لخيوط الأنبوب بشكل غير مكلف باستخدام PTC. الثرمستورات حول كل مصباح.

بهذه الطريقة ، يزداد الجهد على طول المصباح بثبات مثل RTC. يسخن ذاتيًا حتى يتم تحقيق جهد الضرب مع الخيوط الساخنة ويضيء المصباح.




السابق: شرح 2 قاطع دائرة تسرب الأرض البسيط (ELCB) التالي: 3 دوائر ترموستات للثلاجة دقيقة - الحالة الصلبة الإلكترونية