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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
Reatores eletrônicos alimentados por fontes de baixa tensão. Reator eletrônico para lâmpadas fluorescentes LBU 30 com potência de 30 W. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reatores para lâmpadas fluorescentes Projetado para alimentar LLs na iluminação de garagens, casas de jardim ou outros espaços pequenos. O reator é feito com elementos acessíveis e pode ser facilmente replicado por rádios amadores medianamente qualificados. К virtudes O dispositivo, em particular, refere-se à sua capacidade de operar com uma tensão de alimentação reduzida para 5 V. Este reator eletrônico foi projetado para alimentar o LL LBU 30 com potência de 30 W e possui as seguintes especificações técnicas:
O diagrama de blocos do conversor é mostrado na Fig. 3.52.
O conversor é feito com base em um inversor elevador de tensão carregado em um circuito oscilante em série formado pelo indutor L1 e pelo capacitor C1, em paralelo ao qual é conectada uma lâmpada fluorescente EL1. O inversor converte a tensão DC da bateria de 13,2 V em tensão alternada na forma de pulsos retangulares com amplitude de 150 V, fornecidos ao circuito oscilatório serial L1, C1. A frequência de ressonância do circuito é igual à frequência da tensão de alimentação, e a corrente que flui através da carga conectada ao capacitor do circuito não depende de sua resistência. Neste caso, no momento em que a tensão de alimentação é aplicada, a resistência da lâmpada EL1 é alta, uma alta tensão é aplicada ao capacitor C1 e uma corrente que excede o valor nominal flui através do indutor L1. Esta corrente também flui pelos filamentos EL1, aquecendo-os, o que garante um acendimento confiável da lâmpada. Quando a lâmpada acende, sua resistência cai e o capacitor C1 desvia. Como resultado, a tensão através dela é reduzida a um valor que mantém a lâmpada acesa, e a corrente através do indutor L1 é reduzida ao valor nominal. O diagrama de circuito do conversor é mostrado na fig. 3.53.
O circuito oscilatório é formado pelos elementos L2, C7. O inversor é feito de acordo com o circuito de um autooscilador push-pull com realimentação de corrente positiva (POST) nos elementos T1, T2, L1, VT1, VT2, VD1-VD6, C2-C5, R1-R4. Este design do inversor permite minimizar a energia gasta no controle dos transistores principais VT1, VT2 e reduzir a influência da tensão da fonte de alimentação na estabilidade do conversor. Neste caso, as frequências de conversão ideais são facilmente garantidas. Além dos elementos acima, o conversor contém um fusível FU1, um capacitor C1, que protege a fonte de alimentação de correntes pulsadas, e um circuito C6, R5, que suprime as flutuações de tensão de alta frequência nos enrolamentos do transformador T2. O conversor funciona da seguinte forma. No momento em que a tensão de alimentação é aplicada, os transistores VT1, VT2 estão fechados e a tensão em seus coletores é igual à tensão de alimentação. Uma corrente flui através dos resistores Rl, R2, carregando os capacitores C2, C3 na direção oposta à sua polaridade indicada no diagrama. Após algum tempo, a tensão na base de um dos transistores (por exemplo, VT1) atingirá seu limite de abertura, e uma corrente fluirá pelo circuito coletor, que também passará pela fonte de alimentação, enrolamento I do transformador T2 e enrolamento W do transformador T1. Como resultado, aparecerá uma corrente no enrolamento II do transformador T1, que, por sua vez, fluirá através do capacitor C2 e da junção base-emissor do transistor VT1. Neste caso, VT1 entra no modo de saturação e o capacitor C2 é recarregado de acordo com a polaridade indicada no diagrama. Sua recarga é limitada pelo diodo VD1. É assim que o conversor é inicializado. O transistor VT1 permanecerá saturado até que a corrente de base pare, o que pode ocorrer em decorrência de uma diminuição da corrente no enrolamento primário do transformador T2 ou de um curto-circuito nos enrolamentos do transformador T1. O conversor inicia na frequência de ressonância do circuito L2C7, e os transistores VT1, VT2 irão comutar no momento em que a corrente do indutor L2 cruzar zero. Depois que a lâmpada EL1 é acesa e desvia o capacitor C7, a transferência de energia do indutor L2 para a lâmpada e o capacitor C7 é atrasada e a frequência de conversão diminui. Neste caso, sua estabilização ocorre em um nível determinado pelo tempo de reversão da magnetização do indutor L1, que, quando saturado, curto-circuita o enrolamento do transformador T1, o que leva ao fechamento de um transistor e à abertura de outro. A frequência de sintonia do circuito oscilatório é escolhida como 46 kHz e a frequência de operação do conversor é 20-25 kHz. Esta relação de frequência garante a máxima eficiência operacional. As cadeias C4, VD5, R3 e C5, VD6, R4 servem para reduzir a amplitude do pulso de comutação nos coletores dos transistores VT1, VT2 quando estão fechados. O conversor é montado em uma placa de circuito impresso feita de folha de fibra de vidro com dimensões de 233x50 mm. Um desenho de uma possível versão da placa de circuito impresso do conversor é mostrado na Fig. 3.54.
A placa é projetada para instalação de resistores MLT, capacitores K73-17 (C1, C4, C5), K50-35 (C2, C3) e K15-5 (outros), diodos do tipo KD105 (VD1, VD2) e KD212 ( Série VD3-VD6). Os transistores VT1, VT2 são fixados usando flanges padrão e parafusos com porcas M4 em dissipadores de calor em forma de L (mostrados em linhas pontilhadas na Fig. 3.54). Cada um deles é dobrado a partir de uma placa de liga de alumínio AMts-P com espessura de 2 mm (dimensões da peça - 85x50, prateleiras - 50x12 mm) e aparafusada à placa com parafusos e porcas MZ. Os terminais dos transistores são conectados aos condutores impressos com pedaços de fio de montagem. Os resistores R3, R4 são instalados perpendicularmente à placa. O reator eletrônico pode ser embutido na luminária ou colocado em uma caixa separada. Durante a instalação É aconselhável colocar o indutor L1 e o transformador T1 o mais longe possível do transformador T2 e do indutor L2, e os capacitores de óxido C2, C3 não devem ser colocados próximos aos transistores VT1, VT2 e resistor R5. O conversor utiliza capacitores K73-17 (C1, C4, C5) para tensão de 63 V, K50-35 (C2, C3) para tensão de 25 V e K15-5 (C6, C7) para tensão de 1,6 kV . Os transistores KT803A podem ser substituídos por KT908 com qualquer índice de letras. É aconselhável selecioná-los com o mesmo coeficiente de transferência de corrente base. Os diodos KD105 utilizados no dispositivo podem ter qualquer índice de letras. Também são adequados outros diodos de baixa frequência com uma corrente direta permitida de pelo menos 0,5 A. Os diodos KD212 (VD3-VD6) também podem ter qualquer índice de letras. É permitido substituí-los por outros diodos de silício capazes de operar em frequências de até 50 kHz e permitir uma corrente direta de pelo menos 2 A e uma tensão reversa de pelo menos 50 V. As bobinas e os transformadores são enrolados em núcleos magnéticos de anel feitos de ferrite M2000NM-1. Os enrolamentos das bobinas L1, L2 são colocados nos núcleos magnéticos K7x4x2 e K40x25x11 e contêm 5 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,63 mm e 140 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,41 mm, respectivamente. Os enrolamentos dos transformadores Tl, T2 são enrolados em núcleos magnéticos K20x12x6 e K40x25x11, respectivamente. Os enrolamentos I, III e PG do transformador T1 contêm, cada um, 3 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,63 mm, e II e IF contêm cada um 12 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,41 mm. Cada um dos enrolamentos I e I' do transformador T2 consiste em 11 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,8 mm, e o enrolamento II consiste em 140 voltas de fio PEV-2 com diâmetro de 0,41 mm. Os enrolamentos I e I` do transformador T2 são enrolados simultaneamente em dois fios no topo do enrolamento II. O tecido lacado deve ser colocado entre os enrolamentos. Os enrolamentos do transformador T1 devem ser posicionados de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 3.55.
O enrolamento I deve ser colocado simetricamente em relação aos demais enrolamentos para garantir a simetria dos meios ciclos da tensão de saída e eliminar a saturação unilateral do circuito magnético do transformador, o que leva ao aumento das perdas de energia. O Choke L2 deve ter uma lacuna não magnética. Para fazer isso, você precisa fazer um corte de 0,8 mm de largura em seu núcleo antes de enrolar. Na hora do ajuste em vez da lâmpada EL1 e do capacitor C7, um resistor com resistência de 2 kOhm e potência de 1-5 W é conectado em série com o indutor L10. Primeiro, verifique a confiabilidade da inicialização do conversor. Para isso, aplique nele uma tensão de alimentação de 5 V e, caso não comece a gerar pulsos retangulares com frequência de 20-25 kHz, reduza a resistência dos resistores R1, R2, mas não mais que três vezes. A seguir, a frequência de geração do conversor é controlada. Para isso, é alimentado com uma tensão nominal de alimentação de 13,2 V por meio de um osciloscópio ou frequencímetro para determinar a frequência da tensão alternada nos enrolamentos do transformador T2. Se ultrapassar 20-25 kHz, altere o número de voltas do indutor L1. Para aumentar a frequência, o número de voltas do indutor L1 é reduzido e, para diminuí-lo, aumenta-se. Depois disso, os circuitos de saída do conversor são restaurados e um resistor com resistência de 2 Ohms e potência de 10-0,5 W é conectado em série com o indutor L1,0. Em seguida, a tensão nominal de alimentação é fornecida ao conversor e, após a lâmpada EL1 acender, use um osciloscópio para controlar o formato da tensão no resistor recém-instalado: deve estar próximo de senoidal. A corrente através do indutor L2 deve ser de cerca de 0,22 A. Quando a energia é aplicada ao conversor, a lâmpada deve acender após 1-2 s. Além da lâmpada LBU 30, outras projetadas para a mesma tensão e corrente podem trabalhar em conjunto com o conversor descrito. Autor: Koryakin-Chernyak S.L.
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