ПИТАНИЕ ЛДС
Лампы дневного света всё ещё находят применение в осветительных приборах и данный преобразователь как раз и служит для питания экономичных ЛДС цокольного типа. Лампы дневного света на настоящее время признаны наиболее эффективным источником света. Обыкновенная лампа накаливания имеет эффективность около 10 Люмен/Ватт, в то время как эффективность ЛДС достигает 100 Люмен/Ватт. ЛДС потребляет почти в 7 раз меньше электроэнергии, чем обыкновенная лампа накаливания, и к тому-же имеет в 12 раз большее время работы. Конечно с каждым годом всё большее распространение получают сверхъяркие , даже под ЛДС их уже стали делать,
Но их окончательное превосходство ещё будет не скоро. Тем более, что за хорошие яркие светодиоды надо платить денюжку, а всяких ламп дневного света у многих, и у меня в том числе, валяется достаточно. Собрав эту схему мы получим автономное, яркое и экономичное освещение дома, гаража, салона автомобиля или походного фонарика.
Тех, кто ожидал увидеть в этой схеме микроконтроллеры с фазоимпульсным управлением и ШИМ-модуляцией, вынужден огорчить - это обычный вульгарный блокинг-генератор. Почему? Потому, что повторялся сотни раз разными людьми и отлично работает. И нечего всё усложнять. Помните, краткость - сестра таланта. Схема преобразователя для ЛДС не требует дорогостоящих деталей, к тому-же позволяет использовать неисправные лампы. На транзисторе Т1 КТ817, собран блокинг-генератор. Резистор на 3 кОм задает ток и режим работы транзистора. В результате работы генератора на верхней обмотке появляется импульсное высокое напряжение, поступающее на ЛДС.
Базовая обмотка трансформатора, намотанного на ферритовом сердечнике содержит 20 витков ПЭВ-2 0,5мм, коллекторная 40 витков того-же провода, а высоковольтная около 500.
Радиатор нужен, т.к. продолжительная работа вызывает ощутимый нагрев транзистора. В качестве него используем кусок алюминия со спичечный коробок. Нити накала лампы шунтированы перемычкой и выполняют функцию электрода, на который подают напряжение, необходимое для включения лампы. Происходит холодное зажигание с помощью резкого повышения напряжения на ЛДС при пуске, без предварительного подогрева электродов ЛДС.
Другой вариант преобразователя для ЛДС немного сложнее, но и стабильнее. Схема срисована с китайского походного фонаря.
Питается от 6 - 12В и потребляет ток до 0.5А. Транзистор лучше заменить на КТ805 - для надёжности. Настройка заключается в подборе тока и частоты, для получения максимальной яркости свечения ЛДС. Внимание, на выходе схемы высокое напряжение и оно может серьезно ударить! Будьте внимательны при сборке схемы. Представляется интересным использование в качестве трансформатора строчный трансформатор от телевизоров ТВС, как это реализовано .
Ценные рекомендации Александра: Из недостатков вышеуказанных схем стоит отметить отсутствие плавного прогрева нитей лампы, что уменьшит срок службы, хоть и могут применяться в таких схемах лампы с перегоревшей нитью но света от них значительно меньше чем от новой лампы, в таких схемах довольно быстро выгорает люминофор, низкое КПД, много энергии уходит просто в нагрев транзистора. При перегорании ЛДС или просто если при работе преобразователя отошел контакт лампы произойдёт работа на холостом ходу, без нагрузки, что может привести к перегреву транзистора и выходу его из строя, либо что еще хуже - к пробою высоковольтной обмотки трансформатора. Напряжение на высоковольтной обмотке на холостом ходу может достигать 1200 В, под нагрузкой примерно 80-120 В, зависит от мощности самой ЛДС. Для подобия плавного запуска ЛДС, ее надо подключить не сразу к высоковольтной обмотке,а через конденсатор (его емкость подбирают экспериментально). Конденсатор ставится только на провод фазы, а не на нулевой! Не перепутайте! После этого ЛДС начнет запускаться более плавно! При этом у нее несколько упадет яркость свечения. Но это все поправимо подбором резистора.
Что можно предпринять для предотвращения выхода из строя генератора?
1 - Сделать обратную связь.
2 - Самое простое: подключить параллельно самой ЛДС неоновую лампу или стартер через резистор на 1 мОм, (можно чуть меньше). На работе самой ЛДС неонка не отразиться, зато при внештатных ситуациях она вполне может сыграть роль нагрузки и тем самым спасти сам блокинг-генератор.
Можно применить в данных схемах готовый трансформатор. В 1-м варианте можно применить трансформатор из дежурной марки EEL-19 (или подобный) из компьютерного БП. Возможно так-же применение трансформатора ТВС от черно-белых ламповых телевизоров. Для второй схемы вполне подходят сетевые трансформаторы от лазерных принтеров и сетевые трансформаторы от ЖК мониторов. В этих случаях трансформаторы можно применять как есть без перемотки.
Расчёт тока потребления преобразователя можно вести по такой приближённой методике: Например лампе ЛБ-20 нужно 1,66 А, следовательно - 20 Ватт/12 в=1,66 А. Умножаем на кпд 90% - получится должен потреблять около 1.8 А.
Ещё одно: первый вариант схемы блокинг- генератора допускает применение радиатора меньшего размера - будет меньший нагрев транзистора, чем второй вариант схемы питания ЛДС. В первом варианте желательно поставить конденсатор на 0,01 мкф - 0,022 мкф, меду базой и эмиттером, тем самым уменьшив нагрев транзистора. Самая оптимальная мощность для таких схем 9-11 W! Но не более 20W. Нежелательно применять резисторы менее 0.5-1W. Применять в схеме КТ817 не рекомендую, так как он не предназначен для таких рабочих токов, соответственно в этой схеме с невысоким КПД, он еще больше упадет. Диод на входе я бы советовал поставить обязательно, так как даже при случайном кратковременном перепутывании полярности питания, произойдёт сгорание транзистора!
- 20.09.2014
Триггер — это уст-во с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенные для записи и хранения информации. Триггер способен хранить 1 бит данных. Условное обозначение триггера имеет вид прямоугольника, внутри которого пишется буква Т. Слева к изображению прямоугольника подводятся входные сигналы. Обозначения входов сигнала пишутся на дополнительном поле в левой части прямоугольника. …
- 21.09.2014
Однотактовый выходной каскад лампового усилителя содержит минимум деталей и прост в сборке и регулировке. Пентоды в выходном каскаде могут использоваться только ультралинейном включении, триодном или обычном режимах. При триодном включении экранирующая сетка соединяется с анодом через резистор 100…1000Ом. В ультралинейном включении каскад охвачен ОС по экранирующей сетке, что дает снижение …
- 04.05.2015
На рисунке показана схема простого инфракрасного пульта и приемника исполнительным элементом которого является реле. Из-за простоты схемы пульта уст-во может выполнять только два действия, это включить реле и выключить его отпустив кнопку S1, что может быть достаточно для определенных целей (гаражные ворота, открывание электромагнитного замка и др.). Настройка схемы очень …
- 05.10.2014
Схема выполнена на сдвоенном ОУ TL072. На А1.1 сделан предварительный усилитель с коэф. усиления заданным отношением R2\R3. R1-регулятор громкости. На ОУ А1.2 выполнен активный трех полосовой мостовой регулятор тембра. Регулировки осуществляются переменными резисторами R7R8R9. Коэф. передачи этого узла 1. Наряженные питания предварительного УНЧ может быть от ±4В до ±15В Литература …
Данная схема была взята из журнала Радиохобби №3 за 1999 год и представляет собой повышающий преобразователь напряжения, построенный по принципу блокинг-генератора. Генерация осуществляется за счет положительной обратной связи, управляющей работой ключевого транзистора. При этом на вторичной обмотке трансформатора генерируются коротковременные высоковольтные импульсы. В момент включения преобразователя лампа дневного света имеет высокое сопротивление, напряжение на ее электродах возрастает до 500 вольт, но как только лампа прогреется, напряжение снизится до 50 – 70 вольт. Поэтому крайне важно не включать преобразователь без нагрузки, поскольку напряжение на нем может вырасти до 1000 вольт, что способно вывести из строя трансформатор.
На рисунке показаны две схемы, верхняя - для транзистора структуры p-n-p, нижняя - для транзистора n-p-n. Естественно, что при смене структуры транзистора меняется также полярность конденсатора С1.
Трансформатор изготавливается на Ш-образном феррите 7х7 с магнитной проницаемостью НМ2000. Первой мотается вторичная обмотка, по схеме она подключается к ЛДС. Она содержит 240 витков, намотанных проводом ПЭВ-0,23. После чего обмотка хорошо изолируется и поверх нее мотаются обмотка коллектора – это 22 витка, намотанных проводом ПЭВ-0,56 и базовая обмотка, которая содержит 6 витков, намотанных проводом ПЭВ-0,23. Естественно, что диаметры проводов могут в небольших пределах варьироваться. Необходимый для изготавливаемого трансформатора сердечник можно раздобыть в старом дисковом телефонном аппарате, например ТА-68. Тогда с его каркаса необходимо предварительно удалить все старые обмотки. Также Ш-образный сердечник подходящего сечения магнитопровода можно взять из компьютерного блока питания. Важно! Между половинками Ш-образного сердечника необходим зазор – прокладка из немагнитного материала. Подойдет лист тонкой бумаги, один слой изоленты и т.п. Необходимо это для того, чтобы сердечник не намагнитился, иначе преобразователь через непродолжительное время перестанет работать.
Для правильной работы схемы необходимо настроить потребляемый преобразователем ток. Для этого необходимо знать мощность применяемой ЛДС. Допустим, ее мощность 20 ватт. Тогда потребляемый преобразователем ток должен быть 20Ватт/12в=1,66А. Такой ток выставляется подбором базового резистора R1.
Транзистор Т1 необходимо поместить на радиатор. Площадь радиатора выбирается таким образом, чтобы после часа работы за него можно было бы спокойно держаться. Вместо транзисторов КТ837Ф и КТ805БМ можно применить КТ818 и КТ819 соответственно.
Проверяется работоспособность преобразователя следующим образом. Если сразу после включения преобразователя лампа загорелась тускло, а через долю секунды разгорелась в полную силу, значит все работает нормально. Если же лампа продолжает работать тускло, значит необходимо подбирать R1, или даже менять транзистор. Провода от трансформатора до лампы должны быть как можно толще и короче, иначе лампа будет зажигаться плохо, или не зажигаться совсем.
А теперь немного фотографий.
Ю. БОРОДАТЫЙ, Р. КОТУРБАТ, с. Ривна, Ивано-Франковской обл.
Резонансный преобразователь напряжения отличается от импульсных и квазирезонансных преобразователей очень низкими потерями на переключательных транзисторах (1...2% от преобразуемой мощности). Его можно использовать для питания ламп дневного света (ЛДС) . Отсутствие стабилизатора дает возможность питать любые ЛДС, в том числе и с перегоревшими пусковыми спиралями.
Главной задачей при конструировании устройства было использование готового трансформатора от лампового телевизора ТС-180 (ТС-180-2), так как очень не хотелось заниматься изготовлением моточных узлов. Второй принцип, заложенный в самоделку - простота, так как это обеспечивает конструкции высокую надежность и ремонтопригодность
Схема (рис.1а) предназначена для питания ЛДС от аккумулятора и его зарядки от сети. Можно использовать даже аккумуляторы с одной закороченной банкой при увеличении емкостей С1 и С2 до 0,5 мкФ.
Для зарядки аккумулятора переключатель SA1 устанавливается в верхнее по схеме положение. Напряжение сети с трансформатора Т1 через диоды VD1 ...VD4 прикладывается к аккумулятору. При переходе в рабочий режим (питание ЛДС) SA1 устанавливается в нижнее по схеме положение. Иногда для запуска очень старых ламп требуется схема, повышающая потенциал базы VT1 иVТ2(рис.1б).
Преобразователь напряжения состоит из двух блокинг-генераторов, работающих синхронно. Контур, образованный емкостью базовых переходов транзисторов и обмоткой трансформатора, входит в резонанс с другим контуром, образованным емкостью лампы и вторичной обмоткой. Частота резонансных колебаний - 100...150 кГц. Уменьшив емкость конденсаторов до 0,1 мкФ, используя всего одну (можно с КЗ в витках!) катушку, можно сделать преобразователь по схеме, показанной на рис.2.
Детали. Транзисторы в схемах должны быть только мощные, в металлических корпусах, например КТ805. При повышении напряжения питания свыше 12,8 В КПД схемы несколько уменьшается, что приводит к нагреву транзисторов. В схеме, приведенной на рис.1, транзисторы и соответствующие им диоды можно расположить на двух радиаторах. Другие два диода можно прикрутить непосредственно к шасси. Нагрев транзисторов можно снизить уменьшением емкости конденсаторов, что облегчает запуск лампы, но снижает ее яркость свечения. В качестве HL1 используется любая лампа дневного света (6...40 Вт). Если конденсаторы греются, замените их на более качественные, с меньшей утечкой. Схемы некритичны к деталям.
В качестве Т1, кроме ТС-180, можно применить ТС-160 и другие аналогичные трансформаторы. При использовании только одной пустой катушки (рис.2) заполнять ее ферритовым "ломом", как описано в , не требуется. Транзисторы могут быть и p-n-р проводимости, если поменять полярность диодов и батареи.
Литература
1. Коновалов Е. Квазирезонансный преобразователь напряжения. - Радио, 1996, N2, С.52.
2. Бородатый Ю. Дневное от аккумулятора. - Дом, сад, огород, 1998. N4.
3. Бородатый Ю. Дневное от аккумулятора. - Электрик, 2000, N4.
Предлагаемый преобразователь прост в повторении, не содержит дорогих и дефицитных деталей и в состоянии запитать люминесцентную лампу (ЛДС) мощностью до 18 Вт. После серии экспериментов был выбран вариант из двух ламп по 6 Вт – он оказался наиболее экономичным в отношении потребляемая мощность/яркость.
Преобразователь представляет собой классический блокинг-гененатор, собранный на транзисторе VT3 и трансформаторе Т1, который одновременно является и повышающим. В качестве нагрузки трансформатора используются две люминесцентные шестиваттные лампы TS F6T5. Диод VD1 защищает схему от неправильного подключения к аккумулятору – переполюсовки.
Узел, собранный на транзисторах VT1VT2 служит для визуального контроля состояния аккумуляторной батареи – если напряжение на ней упадет ниже критического, зажжется светодиод HL1 «Аккумулятор разряжен». В режиме ожидания узел потребляет ток около 1 мА, при срабатывании — 5 мА. Если контроль за состоянием батареи не нужен, то от этого узла (VT1, VT2, R1 – R5, С1, HL1) можно отказаться. Такой вариант сильно упростит схему преобразователя.
В конструкции можно использовать резисторы МЛТ, R2 лучше (но не обязательно) взять многооборотный СП5-3. С2 – К73-9, С1 – любой. На месте VT1 и VT2 будут работать КТ3102 или КТ315 с любой буквой. VD1 должен выдерживать ток, потребляемый преобразователем, который зависит от мощности используемой лампы. В качестве VT3 испытывались КТ815, КТ817 и КТ819. Последний с буквой «Г» оказался оптимальным, тем более, он имеет хороший запас по напряжению, что будет нелишним при случайном отключении лампы.
Импульсный трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Б22 из феррита 2000НМ1. Первичная (I) обмотка содержит 9 витков провода ПЭВ-2 0.45 мм. Вторичная (II) – 10 витков того же провода, но диаметром 0.3 мм. Обе обмотки наматываются одновременно виток к витку. Обмотка III наматывается последней после двух слоев изоляции бумагой. Для одной лампы обмотка содержит 180, а для двух, соединенных последовательно, как изображено на схеме, — 240-250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.16 мм.
Вся катушка после намотки пропитывается парафином и помещается в магнитопровод. Во время сборки магнитопровода между чашками нужно оставить зазор 0.2 мм – это толщина листа бумаги. При сборке устройства следует соблюдать фазировку обмоток I и II. Если после первого включения схема не заработает, то выводы одной из этих обмоток нужно поменять местами.
Далее регулировкой номинала резистора R6 добиваются приемлемой яркости свечения ламп, учитывая, что вместе с яркостью растет и потребляемый от аккумулятора ток. У автора достаточная яркость достигалась при потребляемом токе 650 мА, а предел тока при регулировки R6 при устойчивой работе генератора – 0.2 – 1.2 А
Перед включением и во время эксплуатации светильника обязательно следите за хорошим контактом проводов, соединяющих лампы с трансформатором. Даже кратковременная потеря контакта грозит пробоем транзистора VT3 и высоковольтной обмотки Т1.
В завершении хочется обратить внимание на то, что в конструкции могут работать лампы и со сгоревшими спиралями.
Загрузка...