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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de alimentação de lâmpadas fluorescentes a partir de fontes de tensão DC de baixa tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação Devido às interrupções no fornecimento de energia elétrica, muitos problemas surgem para garantir a operacionalidade de equipamentos de rádio e televisão, computadores, iluminação, etc. É especialmente problemático perder energia em situações extremas, por exemplo, quando os médicos estão lutando pela vida de uma pessoa ou quando um trabalho de emergência urgente é necessário, etc. Uma das formas mais acessíveis de garantir energia ininterrupta é a transição para aqueles aparelhos elétricos que, de acordo com as características técnicas e operacionais, possam funcionar a partir de fontes autónomas de eletricidade que são carregadas ou mantidas em estado carregado durante o fornecimento normal de energia. O meio principal e acessível são as baterias recarregáveis, das quais você pode alimentar diretamente lâmpadas incandescentes com voltagem de 6, 12, 24 V, eletrônicos automotivos, rádios, TVs, relógios, computadores e muito mais. Equipamentos operando em 220 V AC podem ser alimentados por conversores (12-220/110 V), (24-220/110 V). Este artigo propõe três circuitos conversores projetados para alimentar lâmpadas fluorescentes com potência de 4-10 W a partir de uma fonte CC de 12 V. -6, LEC2, LBE4, LB2-4 e com Philips estrangeiros TL7W / 6, TL7W / 8, TL1W / 8, TL10W / 18. TL1W/6 etc. Circuitos semelhantes são usados em lâmpadas portáteis importadas a bateria e, apesar de sua simplicidade, possuem altas características técnicas. Descrição do princípio de funcionamento Quando a tensão é aplicada ao circuito (Fig. 1), uma corrente fluirá através do resistor R1, limitada em valor pela resistência R1, e o capacitor C1 será carregado. Ao atingir uma tensão de cerca de 0,6 V ao mesmo tempo na base do transistor VT1 e do capacitor C1, o transistor entrará no modo de saturação como uma avalanche devido ao feedback positivo profundo entre a base e o coletor do transistor VT1 através da base e enrolamentos coletores acoplados indutivamente do transformador T1. A partir deste momento, a corrente aumenta no circuito coletor de acordo com uma lei linear, descrita pela fórmula (dIk / dt) L \u1d U. Ao mesmo tempo, a corrente de base do transistor VT1 diminui devido à sobrecarga do condensador CXNUMX. Quando a desigualdade Ik > h21e Ib é atingida, o transistor VT1 sairá como uma avalanche do estado saturado. Ao mesmo tempo, a indutância do enrolamento coletor do transformador T1, tentando fornecer uma corrente no circuito coletor do transistor VT1 e interagindo com o estado de alta impedância dos elementos do circuito, criará um surto de tensão de dezenas de vezes maior que a tensão de alimentação e no enrolamento secundário em K = Wl / Wk vezes, onde : Wl - o número de voltas do enrolamento de saída, Wk - o número de voltas do enrolamento do coletor. Devido a esses surtos de tensão, chegando a 1000 V de magnitude, a lâmpada é acesa, com o que sua resistência interna diminui drasticamente e com ela a queda de tensão sobre ela, aproximando-se da tensão operacional para a qual o tipo de lâmpada utilizada foi projetado.
No processo de prototipagem e depuração do circuito, oscilogramas da tensão do coletor foram obtidos e são apresentados nas Figuras 4 e 5. A amplitude dos surtos de tensão (Fig. 4) é limitada no circuito do enrolamento do coletor por uma corrente dentro do limite tensão do transistor aplicado VT1 e no circuito de enrolamento de base pela corrente de ruptura do Zener da junção base-emissor VT1. A Figura 5 mostra uma queda acentuada na magnitude da tensão de pulso no coletor do transistor VT1, pois o enrolamento secundário do transformador T1 após uma quebra de gás na lâmpada HL1 foi carregado com baixa resistência interna, determinada pela corrente-tensão característica do tipo de lâmpada utilizada. É difícil superestimar este simples circuito oscilador de bloqueio, que se adapta automaticamente às cargas variáveis e, apesar de algumas deficiências, pode ser chamado de "milagre" da tecnologia de impulso.
O esquema apresentado na Fig. 2 permite combinar com sucesso a relação dos elementos do esquema com seu design. O refletor da lâmpada, feito de metal brilhante e conectado ao coletor VT1, funciona simultaneamente como radiador e condutor para melhor ignição da lâmpada, além de permitir a conexão dos eletrodos da lâmpada sem fio adicional. A fabricação do transformador T1 é simplificada, pois dois enrolamentos são conectados em série à lâmpada - um coletor e uma saída, que possui menos voltas em seu número, que contém o enrolamento do coletor. O circuito da Fig. 3 difere dos anteriores na colocação do enrolamento de base e, como resultado, o coletor, a base e os enrolamentos de saída são conectados em série e conectados à lâmpada. Isso possibilitou simplificar o projeto e facilitar a fabricação do transformador T1. Em vez de seis conclusões, como no circuito da Fig. 1, apenas três. Todos os três enrolamentos estão envolvidos na criação da tensão de saída na lâmpada. Assim como no diagrama anterior, o projeto do refletor para a lâmpada HL1, do radiador para o transistor VT1 e do condutor para conectar o eletrodo da lâmpada é realizado pela mesma peça. Este esquema é o mais avançado tecnologicamente e menos demorado.
Construção e detalhes Os elementos de rádio do circuito, ou seja, o transformador T1, resistores R1, R2, capacitor C1, diodo VD1 podem ser colocados em uma placa de fibra de vidro revestida com folha e, com a simplicidade do circuito, a placa pode ser facilmente feita removendo mecanicamente a folha com uma configuração padrão despretensiosa. O transistor VT1 deve ser instalado em um dissipador de calor com área de 20 cm2, adequado ao projeto, cuja forma e dimensões serão determinadas pelo tipo de lâmpada utilizada e pelo projeto do caso. Como mencionado acima, é mais conveniente combinar um refletor, um radiador, um eletrodo de ignição, um condutor para conectar uma lâmpada em uma parte. O transistor VT1 deve ter velocidade suficiente (t race <1 ms), enquanto a tensão limite deve ser U gr.> 200 V, o ganho de corrente no circuito com um emissor comum h 21e > 20. A magnitude das correntes pulsadas nas quais o transistor VT1 Ik \u0,8d (1,5 - 21) A funcionará, e é necessário que tais correntes estejam na seção crescente da característica n1e (5k). É desejável usar transistores com a maior tensão base-emissor reversa Ube> XNUMXV. Esses parâmetros devem ser levados em consideração ao reparar luminárias importadas. Resultados satisfatórios foram obtidos usando os transistores KT847A, KT841A, KT842A, de baixo custo - KT805AM. No processo de layout do circuito, vários projetos de transformadores foram testados. Os melhores resultados foram obtidos ao usar núcleos blindados feitos de ferritas grau M2000NM, tamanhos B26, BZO, 536 e em forma de W com seção de 7x7 feitos de ferrita 4000. Na montagem de transformadores, é necessário fornecer um gap não magnético h = 0,025 ... 0,1 mm para evitar a magnetização do circuito magnético. Uma lacuna maior leva a uma queda acentuada na indutância do transformador T1, o que piorará as condições de operação do circuito. Na estrutura de plástico, o enrolamento do coletor é primeiro enrolado com um fio PEV 0,4, depois uma camada de isolamento é colocada e o enrolamento de base é enrolado com um fio PEV 0,2. Uma camada de tecido envernizado ou fita fluoroplástica é colocada sobre o enrolamento de base e o enrolamento secundário é enrolado com fio PEVTL-2 com diâmetro de 0,15 ... 0,2 mm, volta a volta e com isolamento em camadas. Aproximadamente o número de voltas dos enrolamentos pode ser selecionado, guiado pela tabela 1.
O enrolamento secundário pode ser universalizado com derivações a cada 30...50 voltas. O diodo VD1 é necessário para, participando do processo auto-oscilante, liberar a energia acumulada pela indutância do enrolamento coletor do transformador T1 durante os períodos de estado desligado do transistor VT1. Isso permite adaptar o circuito a diferentes cargas e usar diferentes fontes de corrente. Nesse caso, em vez do resistor R1, é necessário conectar dois resistores - um constante com resistência de 430 Ohms e o segundo variável com resistência de 2,2 kOhm conectados em série. O diodo VD1 deve ser projetado para tensão Uobr. > 200V, tem frequência de operação fp. > 100 kHz, corrente retificada média Icp. > 200 mA. Além dos indicados no diagrama, quatro diodos do tipo KD 510A podem ser usados conectando-os em série. O design da lâmpada fluorescente é feito de itens que muitas vezes são preenchidos com uma lata de lixo no dia a dia. O invólucro (Fig. 6, Fig. 10) é feito de um cartucho tipo EPSON Mx80/Fx80 usado, dentro do qual as partições devem ser removidas. Você também pode usar um perfil de alumínio ou plástico adequado, etc. A tela transparente frontal é feita de uma garrafa de plástico PEPSI ou qualquer outra garrafa de 2 litros com lados retos. As dimensões são mostradas na fig. 7. É aconselhável usar uma cor clara, sem sombras e riscos. Na fig. indica a parte que precisa ser cortada de uma garrafa de plástico para fazer uma tela transparente.
Das duas partes restantes, usando a imaginação, você pode fazer um suporte para lápis, canetas ou um copo para regar flores, etc. A Figura 7 mostra as áreas delimitadas por linhas pontilhadas que precisam ser seladas com pedaços de plástico preto fino recortados de caixas de disquetes antigos de computador (5,25) com cola do tipo Moment. Na fig. 9 mostra um desenho de um refletor-radiador, que é recortado em lata com latas de café Nescafé ou Monterey com capacidade para 250 gr.
O refletor (a) é colado ao corpo do cartucho (e) com cola Moment. Uma tela transparente (Fig. 7, Fig. 10) é dobrada ao longo do lado comprido e inserida no espaço entre o refletor (a) e o corpo (e), na qual quatro orifícios com diâmetro de 1,2 ... 2 mm são perfurados juntamente com uma tela transparente e fixados com quatro parafusos ou parafusos de diâmetro apropriado. Clipes de mola, laços, ímã, etc. devem ser fornecidos para fixar a luminária em várias condições. É possível adaptar adicionalmente o candeeiro como parte de um candeeiro de mesa, farol, etc. Depois de montar o circuito e ligá-lo a uma fonte de alimentação, ele começa a funcionar imediatamente, desde que a instalação seja concluída sem erros e todas as peças estejam em bom estado. Conecte um amperímetro ao circuito entre a fonte de alimentação e o circuito da lâmpada e ajuste o consumo de corrente pelo resistor R1. Para modos de operação econômicos, é necessário definir a corrente de consumo dentro de 120 ... 200 mA, mas se for usada uma fonte suficientemente intensiva de energia, o consumo de corrente pode ser aumentado para 500 mA, obtendo assim um maior fluxo luminoso. Caso seja necessário utilizar a lâmpada em diferentes modos de funcionamento e de diferentes fontes de energia elétrica, é necessário instalar dois resistores ligados em série, sendo um deles variável, no lugar do resistor R1. Os valores de resistência são dados acima no texto. Assim, você poderá ajustar suavemente o fluxo luminoso.
Em todos os três diagramas, Fig. 1 - Fig. 1 do artigo, o valor dos resistores R1 está indicado incorretamente; deve ser R10=47...XNUMX Ohm. Literatura 1. A. Khalatyan. Fornecimento de lâmpadas fluorescentes. Moscou, DOSAAF USSR, 1979, VRL No. 67 p. 33.
Autor: Taras Kholoptsev, Kiev, Radiohobby; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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