В статье предложен простой электронный пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп T8, собранный на дискретных элементах.
Люминесцентные лампы на протяжении многих десятилетий являются самым популярным источником света после ламп накаливания. Как известно, для их работы необходим пускорегулирующий аппарат (ПРА) — устройство, обеспечивающее стабильный розжиг и поддерживающее необходимый рабочий ток в лампе. Электронным пускорегулирующим аппаратам (ЭПРА), или электронным балластам, посвящено множество книг и публикаций, например [1, 2]. Универсальный ЭПРА, описанный в [1], обеспечивает «тёплый» старт для ламп и очень низкий коэффициент пульсаций светового потока (около 1 %). Но подобные устройства довольно сложны для повторения в радиолюбительских условиях, требуют редких компонентов и «чувствительны» к трассировке печатной платы, особенно к разводке общего провода. В предлагаемой статье рассмотрен более простой вариант электронного балласта, собранный из распространённых радиодеталей. Схема ЭПРА приведена на рис. 1. Он рассчитан на работу с четырьмя лампами T8 мощностью 18 Вт либо с двумя лампами по 36 Вт (рис. 2).
Рис. 1
Рис. 2
Основные технические характеристики
- Напряжение питания, В ………… 155….240
- Максимальный потребляемый ток (4 лампы по 18 Вт), мА……… 330
- Коэффициент мощности (4 лампы по 18 Вт), не менее…………. 0,96
- Коэффициент пульсаций светового потока, %, не более ……….. 18
- КПД, не менее…………… 0,9
- Частота преобразователя, кГц…………… 65
За основу взят полумостовой автогенератор «электронного трансформатора» для галогенных ламп, описанный в [3]. Отличия заключаются в выходном каскаде, в наличии пассивного корректора мощности (в «электронном трансформаторе» для галогенных ламп [3] он не нужен) и изменённой цепи запуска. В остальном принцип его работы аналогичен.
Выходной каскад — это два последовательных LC-контура, включённых параллельно: Т2 (обмотка I), С11 и ТЗ (обмотка I), С12. Каждый контур рассчитан на нагрузку 36 Вт, т. е. две лампы по 18 Вт либо одна лампа мощностью 36 Вт. Резонансная частота контуров — около 60 кГц.
Пассивный корректор мощности собран на диодах VD5—VD8 и конденсаторах С5, Сб. Он служит для корректировки формы потребляемого устройством тока. Это обеспечивает коэффициент потребляемой мощности близким к единице. При желании корректор можно исключить, но в этом случае коэффициент мощности не будет превышать 0,5…0,6.
Запуск автогенератора осуществляется без «привычного» в подобных устройствах динистора. Это позволило упростить устройство и избежать главного недостатка динисторного запуска, связанного, по мнению автора, с разбросом параметров самого динистора, который может приводить к нестабильному запуску автогенератора при пониженном напряжении сети. Запуск осуществляется подачей напряжения смещения «напрямую» на базу транзистора VT2 через резисторы R3, R4, а также на колебательный контур, образованный элементами С9, L2, обмоткой II трансформатора Т1. Возникающие в нём колебания в сумме с приложенным напряжением смещения и приводят к открыванию транзистора VT2. Сопротивление резисторов R3, R4 подобрано так, что протекающий через них ток недостаточен для удержания в открытом состоянии VT2 в момент возникновения в обмотке II трансформатора Т1 напряжения обратной полярности, т. е. в момент, когда откроется транзистор VT1.
Изменение цепи запуска и увеличение рабочей частоты преобразователя с 35 кГц (в «электронном трансформаторе» для галогенных ламп) до 65 кГц позволило добиться устойчивого пуска балласта при понижении напряжения в сети до 145…155 В, а также несколько уменьшить габариты выходных трансформаторов Т2 и Т3.
Рис. 3
Рис. 4
Балласт собран на печатной плате размерами 116×42 мм из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Чертёж проводников показан на рис. 3, расположение элементов — на рис. 4. Все элементы для поверхностного монтажа (VD1—VD4, R2—R5) расположены со стороны печатных проводников, выводные — на противоположной стороне платы. Конденсаторы С2—С4, С7, С10, С13 — любые плёночные, подходящих габаритов на номинальное напряжение не менее 400 В (постоянного тока — VDC), С11, С12 — на 1600 В (VDC), С1 — керамический на напряжение 1500 В (VDC), но лучше применить помехоподавляющий конденсатор Y-класса на номинальное напряжение не менее 275 В (переменного тока — VAC). Диоды FR107 (VD5—VD12) можно заменить любыми быстродействующими выпрямительными с обратным напряжением не менее 600 В и прямым током не менее 300 мА. Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе (магнитная проницаемость — 2300) с внешним диаметром 9, внутренним — 5 и высотой кольца — 3,5 мм. Обмотки I и II содержат по четыре витка, обмотка III имеет два витка одножильного провода диаметром 0,3 мм. Направление всех обмоток должно быть одинаковым. Обмотки I и II должны иметь индуктивность 16 ±15 % мкГн, обмотка III — 4 мкГн. Выходные трансформаторы Т2 и ТЗ намотаны на магнитопроводах Е20/10/6 из материала N27 (Epcos) или аналогичных с немагнитным зазором около 1 мм. Первичные обмотки содержат по 130 витков жгута из шести проводов диаметром 0,1…0,15 мм. При отсутствии шестижильного жгута можно использовать одножильный провод диаметром 0,25… 0,35 мм, однако при этом нагрев трансформаторов увеличится на 10…15°С. Вторичные обмотки имеют по 13 витков одножильного провода диаметром 0,3 мм. Индуктивность первичных обмоток должна быть 1±15 % мГн. Дроссели L1, L2 — стандартные, например ЕС24.
Рис. 5
Рис. 6
Фотографии печатной платы собранного устройства приведены на рис. 5, рис. 6. Фотографии работающего балласта с лампами — на рис. 7 и рис. 8. Правильно собранное устройство начинает работать сразу и налаживания не требует.
Рис. 7
Рис. 8
ЛИТЕРАТУРА
- Лазарев В. Универсальный ЭПРА с «тёплым” стартом для люминесцентных ламп Т8. — Радио, 2015, № 9, с. 31—35.
- Давиденко Ю. Н. Настольная книга домашнего электрика: люминесцентные лампы. — СПб.: Наука и Техника, 2005.
- Лазарев В. «Электронные трансформаторы» для галогенных ламп 12 В. — Радио, 2015, №8. с. 32-36.
Автор: В. ЛАЗАРЕВ, г. Вязьма Смоленской обл.
Источник: Радио №1, 2016