sterownik świetlówek małej mocy.pdf

Sterownik świetlówek małej mocy

P R O J E K T Y

Sterownik świetlówek

małej mocy

kit AVT−803

Przedstawiamy kolejny

projekt z†trudnej dziedziny

elektroniki - wysokopr¹dowej

i†wysokonapiÍciowej techniki

impulsowej. Jak jednak

dowodzi autor projektu,

ìimpulsyî moøna szybko

oswoiÊ, dziÍki czemu

urz¹dzenia dotychczas trudne

do wykonania dla

elektronikÛw, sta³y siÍ ³atwe

w†montaøu i†przewyøszaj¹

parametrami swoje

elektromechaniczne

pierwowzory.

WspÛ³czeúnie produkowane

sterowniki úwietlÛwek s¹ uk³ada-

mi o†duøym stopniu komplikacji.

OprÛcz realizacji niezbÍdnych dla

prawid³owej pracy lampy trzech

faz: podgrzewania elektrod, zap³o-

nu i†normalnej pracy, czÍsto ofe-

ruj¹ one rozbudowane uk³ady za-

bezpieczeÒ (zwarcia wewn¹trz

lampy, brak lampy itp.), uk³ady

regulacji jasnoúci, stabilizacji jas-

noúci úwiecenia w†funkcji napiÍ-

cia zasilania, aø po korektor

wspÛ³czynnika mocy.

Nie zawsze maksymalne rozbu-

dowanie uk³adu jest uzasadnione

ekonomiczne, szczegÛlnie wtedy,

gdy nie towarzyszy mu wymierny

zysk w†postaci np. wyd³uøonego

czasu eksploatacji lampy.

Prezentowany w†artykule ste-

rownik ma prost¹ konstrukcjÍ,

zapewniaj¹c¹ jego wysokie walory

uøytkowe i†jest ³atwy w†realizacji.

Przeznaczony jest do sterowania

úwietlÛwkami ma³ej mocy i†rady-

kalnie rozwi¹zuje problem strat

mocy wystÍpuj¹cy w†rozwi¹za-

niach klasycznych.

CÛø z†tego, øe do oúwietlenia

np. akwarium uøyliúmy úwietlÛw-

ki o†mocy tylko 8W, skoro z†uwa-

gi na duø¹ wartoúÊ indukcyjnoúci

statecznika wytraca siÍ w†nim

kolejne 5W? W†niniejszym uk³a-

dzie straty mocy zosta³y ograni-

czone do wartoúci nie przekracza-

j¹cej 2W, tak øe dla elementÛw

mocy nie s¹ potrzebne radiatory!

Obwody wejúciowe

Schemat elektryczny urz¹dze-

nia przedstawiono na rys. 1 .

W†obwodzie wejúciowym zastoso-

wany zosta³ prosty filtr przeciw-

zak³Ûceniowy z†d³awikami D³1

i†D³2 oraz kondensatorami C1

i†C2. Rezystor R1 pe³ni rolÍ ogra-

nicznika impulsu pr¹dowego

w†momencie w³¹czenia uk³adu do

sieci oraz bezpiecznika. Po wy-

prostowaniu w†mostku M1 napiÍ-

cie sieci jest filtrowane za pomo-

c¹ kondensatora C3. Z†uwagi na

duøe rozmiary tego elementu za-

stosowano kondensator o†najmniej-

szej moøliwej pojemnoúci - jedy-

nie 10

Czasem wartoúÊ ta okazuje siÍ

zbyt ma³a, co objawia siÍ p³yn¹-

cym wzd³uø lampy zafalowaniom

úwiecenia (interferencja tÍtnieÒ

sieci z†czÍstotliwoúci¹ falownika).

Sterownik falownika

Wyprostowane i†odfiltrowane

napiÍcie trzeba ìpofalowaÊî, czyli

zamieniÊ na szybkozmienne na-

piÍcie o†kszta³cie prostok¹tnym

i†amplitudzie rÛwnej napiÍciu na

C3. Zadanie to spe³nia kontroler

U1 wraz z†kluczami MOS. Jako

U1 pracuje specjalizowany ste-

rownik-falownik L6965 firmy

STMicroelectronics.

Jest to uk³ad scalony wykona-

ny w†mieszanej technologii BCD,

pozwalaj¹cej ³¹czyÊ na jednej

strukturze uk³ady bipolarne ana-

Elektronika Praktyczna 4/99

Sterownik świetlówek małej mocy

Rys. 1. Schemat elektryczny urządzenia.

logowe z†cyfrowymi a†nawet mik-

roprocesorowymi. Jego schemat

blokowy przedstawiamy na rys. 2 .

Wyprowadzenia R F i†C F to wej-

úcia do pod³¹czenia elementÛw

okreúlaj¹cych czÍstotliwoúÊ pracy

uk³adu. Uk³ad oscylatora zawarty

w†uk³adzie powsta³ na bazie po-

pularnego timera 555 - na sche-

macie blokowym widoczne s¹ cha-

rakterystyczne trzy rezystory i†dwa

komparatory. Z†jego wyjúcia pros-

tok¹tny sygna³ o†wype³nieniu 50%

jest podawany do uk³adu realizu-

j¹cego tzw. czas martwy. Wymu-

sza on mikrosekundowy odstÍp

czasu pomiÍdzy zakoÒczeniem

przewodzenia jednego tranzystora

kluczuj¹cego, a†w³¹czeniem dru-

giego.

Poniewaø przejúcie tranzystora

kluczuj¹cego ze stanu g³Íbokiego

nasycenia do zatkania nie nastÍ-

puje natychmiast, przy braku

wspomnianego opÛünienia wystÍ-

powa³yby sytuacje, gdy oba tran-

zystory by³yby w†stanie przewo-

dzenia. Pr¹d, ktÛry w†takim mo-

mencie p³yn¹³by przez te elemen-

ty nie by³by niczym ograniczony,

a co to oznacza dla tranzystorÛw,

³atwo moøna siÍ domyúliÊ.

Odpowiednio przygotowane

sygna³y s¹ kierowane nastÍpnie

do driverÛw kluczy. Jedn¹ z†uni-

kalnych cech uk³adu L6965 jest

obwÛd przesuwania poziomu na-

piÍcia, pozwalaj¹cy w†uk³adzie

pÛ³mostkowym sterowaÊ ìgÛrnymî

kluczem bez poúrednictwa trans-

formatora separuj¹cego! Zauwaø-

my, øe napiÍcie steruj¹ce gÛrny

FET zmienia siÍ w†jednym takcie,

od zera do oko³o 12V, natomiast

w†drugim przekracza napiÍcie za-

silania sterownika. W†pierwszej

chwili moøe siÍ to wydawaÊ

dziwne, jednak aby przekonaÊ siÍ,

øe tak musi byÊ, wystarczy roz-

patrzyÊ sytuacjÍ, gdy dolny FET

jest zatkany, a†gÛrny przewodzi -

napiÍcie na jego ürÛdle jest wÛw-

czas bliskie napiÍciu zasilania,

a†wiÍc napiÍcie bramki musi byÊ

wyøsze od zasilania uk³adu o†kil-

kanaúcie woltÛw.

Uk³ad do³adowywania sk³ada

siÍ z†dwÛjnika C5, R6 do³¹czone-

go do wyjúcia uk³adu falownika

(wyprowadzenie 6 U1). Poniewaø

na koÒcÛwce tej wystÍpuje fala

prostok¹tna o†amplitudzie oko³o

300V, to†³atwo, dobieraj¹c wartoúÊ

pojemnoúci C5, moøna zapewniÊ

przep³yw pr¹du o†wartoúci oko³o

6mA, koniecznej do zasilania

uk³adu podczas pracy. Dioda Ze-

nera DZ1 ogranicza maksymalne

napiÍcie zasilaj¹ce U1 do wartoúci

18V.

Zasilanie drivera gÛrnego tran-

zystora kluczuj¹cego realizuje kon-

densator C9 i†wbudowany w†struk-

turÍ prze³¹cznik na tranzystorze

FET. W†uproszczeniu dzia³anie

uk³adu polega na ³adowaniu kon-

densatora C9 do napiÍcia panu-

j¹cego na wyprowadzeniu 1†(oko-

³o 15V) gdy przewodzi T2. PÛü-

niej, po zatkaniu T2 i†przewodze-

niu T1, napiÍcie na koÒcÛwce

8†przekracza o†wspomniane 15V

napiÍcie zasilania uk³adu.

Zasilanie kontrolera

i†sterownika

Skoro driver gÛrnego FET-a

wymaga zasilania wyøszego niø

ca³y sterownik, to musi istnieÊ

uk³ad to realizuj¹cy. Zasilanie

uk³adu L6965 moøna podzieliÊ

na dwie czÍúci. Pierwsza, kla-

syczna, zasila wewnÍtrzne obwo-

dy uk³adu scalonego i†driver dol-

nego FET-a. W†chwili w³¹czenia

uk³adu do sieci poprzez rezystor

R2 ³aduje siÍ kondensator C4.

Gdy napiÍcie na nim wzroúnie do

oko³o 12V, wbudowany w†U1

obwÛd kontroli napiÍcia zasilania

uruchamia oscylator i†odbloko-

wuje klucze - ca³oúÊ startuje.

Waøn¹ cech¹ wyrÛøniaj¹c¹ uk³ad

produkowany przez STM jest nis-

ki pr¹d startowy - tylko 150

co ogranicza istotnie straty mocy

na rezystorze R2. Podczas startu

U1 czerpie energiÍ z†kondensato-

ra C4. Nie ma jej wiele i†starcza

ona dos³ownie na kilka prze³¹-

czeÒ kluczy. Dlatego podczas nor-

malnej pracy C4 musi byÊ do³a-

dowywany.

Klucze

Jako tranzystory kluczuj¹ce zo-

sta³y zastosowane popularne N-

kana³owe MOSFET-y z†izolowan¹

obudow¹. Duøa wydajnoúÊ pr¹do-

wa sterownika i†niewielka moc

uk³adu pozwalaj¹ na zastosowanie

innych, podobnych tranzystorÛw

o†napiÍciu U ds >450V i†I d >2A.

Uk³ad podgrzewania

elektrod

Za kaødym razem po w³¹cze-

niu uk³adu do sieci konieczne jest

wstÍpne podgrzanie elektrod

Elektronika Praktyczna 4/99

Sterownik świetlówek małej mocy

Rys. 2. Schemat blokowy układu L6965.

py na tzw. ìzimnoî, czyli bez

podgrzewania elektrod.

Nie wolno dopuszczaÊ do sy-

tuacji, kiedy úwietlÛwka zapala

siÍ natychmiast po w³¹czeniu

uk³adu do sieci - jest to wyraüny

sygna³, iø zapalana jest na zimno,

a†wiÍc z†powaønym uszczerb-

kiem dla jej trwa³oúci.

WybÛr czÍstotliwoúci grzania

odbywa siÍ wiÍc w†sposÛb kom-

promisowy i†drog¹ eksperymen-

tÛw. Podana wczeúniej wartoúÊ

60kHz jest bezpieczna, jeúli cho-

dzi o†zap³on na zimno. Pr¹d

grzania wynosi jednak tylko oko³o

130mA, a†wiÍc po³owÍ typowej

wartoúci. Aby skompensowaÊ tÍ

niedogodnoúÊ, wyd³uøony zosta³

czas grzania do prawie dwÛch

sekund. Po jego up³ywie konden-

sator C6 na³aduje siÍ juø do

dostatecznie duøej wartoúci napiÍ-

cia, by wymusiÊ nasycenie T4.

Zwarcie przez nasycony T4 kon-

densatora C8 powoduje zmniej-

szenie czÍstotliwoúci pracy uk³a-

du do 48kHz i†zap³on lampy.

Dysponuj¹c termistorem (zale-

cam tÍ konfiguracjÍ, gdyø w†100%

pewnie steruje ona úwietlÛwk¹),

moøna pomin¹Ê uk³ad sterowania

czÍstotliwoúci¹ lub teø wy³¹czyÊ

jego pracÍ np. zwieraj¹c C8.

úwietlÛwki. W†przewaøaj¹cej czÍú-

ci przypadkÛw do realizacji tej

funkcji uøywa siÍ termistora PTC

do³¹czonego rÛwnolegle do kon-

densatora zap³onowego C11. Ma³a

rezystancja termistora w†stanie

zimnym silnie t³umi obwÛd rezo-

nansowy DL3, C11, ograniczaj¹c

napiÍcie na lampie do kilkunastu

woltÛw i†zapewniaj¹c w†ten spo-

sÛb przep³yw sporego pr¹du pod-

grzewaj¹cego øarniki. W†miarÍ na-

grzewania siÍ PTC roúnie dobroÊ

uk³adu rezonansowego, a†zatem

roúnie napiÍcie przy³oøone do

úwietlÛwki, aø nast¹pi zap³on.

Rozwi¹zanie takie ma szereg

zalet, ktÛre trudno zapewniÊ w†in-

ny sposÛb bez istotnej komplikacji

uk³adu. Przede wszystkim termis-

tor skutecznie t³umi stany nie-

ustalone, jakie pojawiaj¹ siÍ pod-

czas startu uk³adu - przypadkowe

skoki napiÍcia üle wp³ywaj¹ na

trwa³oúÊ lampy. Drug¹ zalet¹ jest

to, øe zap³on lampy nastÍpuje

przy najmniejszym moøliwym na-

piÍciu (trwa³oúÊ lampy!) - dziÍki

PTC narasta ono powoli, bez

przepiÍÊ i†gwa³townych skokÛw.

Kolejn¹ zalet¹, szczegÛlnie istotn¹

przy produkcji masowej, jest nis-

ka cena tego elementu - przy

zamÛwieniach hurtowych kosztuje

on kilkanaúcie centÛw - i†dalsze

oszczÍdnoúci zwi¹zane z wielkoú-

ci¹ p³ytki drukowanej itp. Wad¹

uk³adu podgrzewania elektrod

z†zastosowanym termistorem s¹

wiÍksze straty mocy - element ten

siÍ przecieø nagrzewa.

Opisywany uk³ad wyposaøono

wiÍc w†kombinowany uk³ad grza-

nia øarnika. Po w³¹czeniu uk³adu

do sieci kondensator C6 nie jest

na³adowany i†tranzystor T4 zatka-

ny. Kondensatory obwodu oscyla-

tora C7 i†C8 s¹ zatem po³¹czone

szeregowo i†uk³ad pracuje z†czÍs-

totliwoúci¹ wyøsz¹ (60kHz) od

nominalnej (48kHz). Przy czÍstot-

liwoúci 60kHz (patrz wykres na

rys. 3 ) obwÛd rezonansowy DL3,

C11 jest juø na tyle odstrojony od

rezonansu, øe napiÍcie na kon-

densatorze C11 jest ma³e i†nie

wystarcza do zap³onu úwietlÛwki.

Przez elektrody úwietlÛwki p³ynie

pr¹d, co realizuje fazÍ grzania

øarnikÛw. WartoúÊ tego pr¹du za-

leøy od czÍstotliwoúci, im jest ona

wiÍksza, tym wypadkowa impe-

dancja obwodu D³3, C11 wraz

z†rezystancj¹ øarnikÛw jest wiÍk-

sza i†pr¹d grzania mniejszy. Zbyt

bliskie "umiejscowienie czÍstotli-

woúci grzania" w†stosunku do no-

minalnej czÍstotliwoúci pracy, tak

aby pr¹d grzania by³ moøliwie

duøy siÍ nie udaje - napiÍcie na

C11 jest wtedy juø na tyle duøe,

øe wystarcza do zaúwiecenia lam-

Obwody zabezpieczeÒ

Uk³ad sterownika úwietlÛwki

musi byÊ odporny na przeci¹øenia

i†stany nieustalone pojawiaj¹ce

podczas pracy. W†uk³adach stero-

wania úwietlÛwkami kompaktowy-

mi, gdzie po uszkodzeniu siÍ

lampy ca³oúÊ wyrzuca siÍ do

úmieci, sterowniki úwietlÛwek TL

musz¹ byÊ o†wiele bardziej wy-

trzyma³e. O†ile z†now¹ lamp¹ nie

ma problemÛw i†zapala siÍ ³atwo,

to jednak koniec koÒcÛw moøe siÍ

zdarzyÊ, øe:

- przepali siÍ jedna z†elektrod

úwietlÛwki;

- wypalone elektrody uniemoøli-

wi¹ zap³on lampy.

Moøliwych stanÛw awaryjnych

z†pewnoúci¹ moøe byÊ wiÍcej,

jednak po g³Íbszej analizie oka-

zuje siÍ, øe z†punktu widzenia

uk³adu elektronicznego daje siÍ je

podci¹gn¹Ê pod jedn¹ z†dwÛch

wymienionych powyøej kategorii.

Obie awarie s¹ jednakowo groüne

dla sterownika. Przerwa w†obwo-

dzie úwietlÛwki, spowodowana

chociaøby w³¹czeniem uk³adu bez

Elektronika Praktyczna 4/99

Sterownik świetlówek małej mocy

lampy, powoduje pracÍ falownika

bez obci¹øenia. Poniewaø klucze

sterowane s¹ fal¹ prostok¹tn¹

o†wspÛ³czynniku wype³nienia blis-

kim 50%, co jest konieczne z†pun-

ktu widzenia sprawnoúci uk³adu,

pojawiaj¹ce siÍ bez obci¹øenia

asymetrie i†opÛünienia w†prze³¹-

czaniu powoduj¹ przep³yw nie-

zwykle groünego dla kluczy tzw.

pr¹du skroúnego. Pr¹d ten poja-

wia siÍ wtedy, gdy tranzystory

mocy przewodz¹ jednoczeúnie (a

nie na przemian) i†jego wartoúÊ

moøe byÊ na tyle duøa, iø klucze

ulegn¹ natychmiastowemu uszko-

dzeniu, nie wspominaj¹c juø o†ich

silnym grzaniu siÍ w†tym stanie.

Drugi typ awarii to brak za-

p³onu lampy, spowodowany naj-

czÍúciej normalnym koÒcem eks-

ploatacji úwietlÛwki. Elektrody zo-

staj¹ wtedy normalnie podgrzane,

pÛüniej zaú uk³ad pozostaje trwale

w†stanie bliskim rezonansowi

w†obwodzie DL3, C11. DobroÊ tak

odstrojonego dwÛjnika jest rzÍdu

3..4,z ale i†to oznacza, øe klucze

bÍd¹ pracowaÊ z†pr¹dem w³aúnie

tyle razy przewyøszaj¹cym war-

toúÊ nominaln¹.

Do detekcji pr¹du skroúnego

s³uøy umieszczony w†obwodzie

ürÛd³a tranzystora T2 rezystor R18.

Gdy przep³ywaj¹cy przez niego

pr¹d przekroczy w†impulsie 1,5A

(tak duøa wartoúÊ nie pojawia siÍ

podczas normalnej pracy), to po-

przez diodÍ D2 kondensator C12

zostanie na³adowany do napiÍcia

wystarczaj¹cego do otwarcia tran-

zystora T3. Tranzystor ten zwiera

trzecie wyprowadzenie U1 do ma-

sy, blokuj¹c w†ten sposÛb pracÍ

oscylatora i†wy³¹czaj¹c kluczowa-

nie tranzystorÛw. Poniewaø po

chwili C12 roz³aduje siÍ poprzez

Tab. 1. Podstawowe parametry świetlówek i układu dławika

Świetlówka Napięcie

Prąd

Indukcyjność Częstotliwość Typowe

pracy

nominalny dławika

rezonansowa podgrzewanie

z C=3,9nF

TL 13W 78V

0,165A

3,2mH

45kHz

0,35A/1s

TL 8W 48V

0,165A

3,6mH

42,5kHz

0,35A/1s

TL 4W 25V

0,165A

4mH

40kHz

0,35A/1s

rezystancje R16 i†R17, uk³ad U1

zostanie odblokowany i†ca³y pro-

ces zacznie siÍ powtarzaÊ. Szyb-

koúÊ tego procesu moøna regulo-

waÊ dobieraj¹c wartoúÊ pojemnoú-

ci C12.

Zabezpieczenie w†przypadku,

gdy úwietlÛwka siÍ nie zaúwieci,

dzia³a w†identyczny sposÛb.

Z†uwagi jednak na inn¹ wartoúÊ

progow¹ pr¹du do jego detekcji

zosta³ wykorzystany rezystor R14.

Automatyczne powtarzanie siÍ

procesu blokowania i†odblokowy-

wania oscylatora jest niew¹tpliw¹

zalet¹ uk³adu, gdyø powtarza pro-

ces zap³onu, gdy brak zap³onu by³

przypadkowy.

pomiÍdzy nimi s¹ niewielkie

i†sprowadzaj¹ siÍ do tego, øe

EFD20 ma znacznie mniejsze stra-

ty mocy i†moøe pracowaÊ przy

znacznie wyøszych czÍstotliwoú-

ciach.

Nawijanie d³awika jest ³atwe

i†nie powinno przysporzyÊ nikomu

k³opotÛw. Do nawiniÍcia potrzeb-

ny bÍdzie drut o†úrednicy oko³o

0,3mm. Drutem tym nawijamy 100

zwojÛw. W†zaleønoúci od úrednicy

drutu lub wybranej kszta³tki, uzwo-

jenie bÍdzie siÍ sk³ada³o z trzech

do piÍciu warstw. Poniewaø w†mo-

mencie zapalania úwietlÛwki,

a†wiÍc pracy d³awika prawie re-

zonansowej, indukowane w†nim

napiÍcie moøe przekraczaÊ 800V,

konieczne jest staranne izolowanie

poszczegÛlnych warstw uzwojenia,

tak aby uniemoøliwiÊ przebicia

miÍdzy nimi. Z†tego teø powodu

korzystniejsze jest nawijanie

w†wiÍkszej liczbie warstw. Nie

wolno rÛwnieø nawijaÊ drutu od

jednego brzegu karkasu do drugie-

go - konieczne jest pozostawienie

choÊby minimalnego odstÍpu

ochronnego.

Po nawiniÍciu uzwojenia trze-

ba sprawdziÊ indukcyjnoúÊ. Skoro

jest to d³awik, to uøyty rdzeÒ

musi mieÊ szczelinÍ powietrzn¹,

tak aby wypadkowa sta³a Al by³a

oko³o 300. NieszczÍúliwie jednak,

dostÍpne w†handlu rdzenie prak-

tycznie nigdy nie maj¹ øadnej

szczeliny powietrznej. Co zatem

robiÊ?

Wyjúcia s¹ dwa: osoby uzdol-

nione manualnie i†niezwykle cier-

pliwe mog¹ zeszlifowaÊ (np. na

ose³ce) úrodkow¹ kolumnÍ rdzenia

(w trakcie szlifowania co pewien

czas trzeba montowaÊ rdzeÒ i†kon-

trolowaÊ indukcyjnoúÊ), natomiast

pozosta³e osoby (ale za to w†zna-

komitej wiÍkszoúci) szczelinÍ wy-

konaj¹ na kolumnach bocznych,

przek³adaj¹c je izolacj¹ o†gruboúci

oko³o 0,1mm. Takie obejúcie prob-

lemu moøliwe jest przy niewiel-

kich mocach przenoszonych przez

element - w†naszym przypadku na

Jak wykonaÊ d³awik?

Jak juø wspomniano, d³awik

D³3 jest jednym z†najwaøniejszych

elementÛw uk³adu zap³onnika i†do

jego zadaÒ naleøy przede wszys-

tkim ograniczenie pr¹du p³yn¹ce-

go przez lampÍ do wartoúci no-

minalnej. Dla konstruktora istotne

jest iø w†praktycznym uk³adzie

niewielki pr¹d p³yn¹cy przez D³3

podczas normalnej pracy, rzÍdu

0,16A, ulega zwielokrotnieniu

trzy- lub czterokrotnemu w†chwili

zap³onu. RdzeÒ d³awika nie moøe

siÍ wiÍc nasycaÊ przy zwielokrot-

nionej wartoúci pr¹du. Gdy nie-

stety to nast¹pi, indukcyjnoúÊ D³3

istotnie siÍ zmniejszy, a†pr¹d p³y-

n¹cy przez elektrody zwiÍkszy siÍ

na tyle, øe ze úwietlÛwki zrobi siÍ

jednorazowa lampa b³yskowa.

Powyøszy akapit napisa³em ce-

lowo, aby przestrzec CzytelnikÛw

przed przypadkowym eksperymen-

towaniem. Nietrudno siÍ bowiem

domyúliÊ, øe w†miejsce propono-

wanego przeze mnie d³awika D³3

moøna uøyÊ dowolnego innego

o†takiej samej indukcyjnoúci.

Z†uwagi na wspomniane nasyca-

nie prawdopodobieÒstwo, øe bÍ-

dzie on pasowa³ jest niestety

niewielkie.

Do wykonania d³awika moøna

uøyÊ rdzenia E20/6 produkcji Pol-

feru lub EFD20 Philipsa. RÛønice

Rys. 3. Przebieg zmian impedancji

obwodu DŁ3−C11 w funkcji

częstotliwości z zaznaczeniem

punktów pracy dla grzania

elektrod i normalnej pracy.

Elektronika Praktyczna 4/99

Sterownik świetlówek małej mocy

szczÍúcie ma to miejsce. Do do-

k³adnego dobrania gruboúci szcze-

liny potrzebny jest miernik induk-

cyjnoúci. SzerokoúÊ szczeliny do-

biera siÍ tak, by po prostu induk-

cyjnoúÊ d³awika by³a rÛwna

3,2mH.

W†przypadku, gdy uk³ad ma

wspÛ³pracowaÊ ze úwietlÛwk¹ 8W

lub nawet 4W, indukcyjnoúÊ d³awika

powinna byÊ nieco wiÍksza, to jest

3,6mH. Dla takiej wartoúci liczba

zwojÛw powinna wynieúÊ 110.

Sprawdzamy obecnoúÊ napiÍcia

zmiennego na wyprowadzeniach

5,7 i†mierzymy na nich czÍstot-

liwoúÊ kluczowania uk³adu. Prze-

³¹czenie pomiÍdzy faz¹ grzania

i†normalnej pracy naj³atwiej jest

zrealizowaÊ poprzez zwarcie kon-

densatora C6.

W†nastÍpnym kroku pod³¹cza-

my ten sam zasilacz do zaciskÛw

sieciowych i†kontrolujemy polary-

zacjÍ i†obecnoúÊ napiÍcia na kon-

densatorze filtruj¹cym C3. PÛüniej

pod³¹czamy úwietlÛwkÍ i†w³¹cza-

my uk³ad do sieci - po krÛtkiej

zw³oce úwietlÛwka powinna siÍ

zaúwieciÊ. Gdy zap³on nastÍpuje

natychmiast, moøna prÛbowaÊ

zmniejszyÊ wartoúÊ kondensatora

C8 do 4,7nF, co zwiÍkszy czÍs-

totliwoúÊ grzania do 62kHz.

Ci z†CzytelnikÛw, ktÛrzy dys-

ponuj¹ multimetrem zdolnym do

pomiaru przebiegÛw zmiennych

w†pasmie przekraczaj¹cym 60kHz

mog¹ pokusiÊ siÍ o†sprawdzenie

i†ewentualn¹ korektÍ pr¹du p³yn¹-

cego przez lampÍ. Amperomierz

naleøy w³¹czyÊ szeregowo z†d³a-

wikiem D³3, a†korekty moøna do-

konaÊ poprzez zmianÍ indukcyj-

noúci d³awika b¹dü zmianÍ czÍs-

totliwoúci pracy uk³adu za pomo-

c¹ rezystora R7.

Przed zmianami warto siÍ

upewniÊ, czy napiÍcie sieci wy-

nosi 220V - regulacja w†przypad-

ku gdy tak nie jest nie ma

oczywiúcie sensu. Po zakoÒczeniu

uruchamiania pozostaje tylko po-

rz¹dnie skleiÊ rdzeÒ d³awika i†za-

mkn¹Ê uk³ad w†obudowie

WYKAZ ELEMENTÓW:

Rezystory

R1: 2,2

/2W drutowy lub termistor

/1W

R2: 180k

/1W

R3: 24k

Ω

R5: 5,6k

/0,25W

R7, R10: 10k

/0,25W

R12, R13: 180k

/0,5W

Montaø i†uruchomienie

Uk³ad sterownika zosta³ zmon-

towany na jednostronnej p³ytce

drukowanej o†wymiarach

105x32mm. Widok mozaiki úcie-

øek przedstawiono na wk³adce

wewn¹trz numeru, a†rozmieszcze-

nie elementÛw na rys. 4 .

Przy lutowaniu elementÛw ko-

rzystamy z†typowych regu³ kolej-

noúci montaøu. Uk³ad scalony

sterownika wygodnie jest umieú-

ciÊ w†podstawce. Z†uwagi na nie-

wielk¹ moc sterowanych úwietlÛ-

wek i†wysok¹ sprawnoúÊ sterow-

nika, dla tranzystorÛw kluczuj¹-

cych T1 i†T2 nie s¹ wymagane

radiatory. Posiadacze termistora

PTC nie musz¹ montowaÊ elemen-

tÛw C6, C8, T4 oraz R3..R5.

Zamiast tego montuj¹ zworÍ

w†miejscu kondensatora C8 i†oczy-

wiúcie termistor. Poniewaø ele-

ment ten siÍ nagrzewa, lutuje siÍ

go na d³ugich wyprowadzeniach,

tj. bez ich skracania i†wygina

w†sposÛb pokazany na fotografii,

tak aby znalaz³ siÍ on nad d³a-

wikiem D³3 i†z†dala od innych

elementÛw.

Do uruchomienia sterownika

wystarczy miernik uniwersalny (z

pomiarem czÍstotliwoúci) i†zasi-

lacz warsztatowy. Pierwszym kro-

kiem jest sprawdzenie pracy uk³a-

du scalonego. W†tym celu poda-

jemy z†zasilacza warsztatowego

napiÍcie 15V pod³¹czaj¹c zaciski

rÛwnolegle do kondensatora C4.

R14: 4,7

/0,5W

R15: 100

Ω

R17: 33k

/0,5W

Kondensatory

C1: 100nF/250V AC

C2: 2,2nF/400V ceramiczny

C3: 10µF/350V

C4: 4,7µF/25V

C5: 470pF/630V

C6: 330µF/6,3V

C7: 1,5nF/63V foliowy

C8: 5,6nF/63V foliowy

C9: 100nF/63V

C10: 100nF/250V

C11: 3,9nF/1000V

C12: 2,2µF/25V

Półprzewodniki

D1, D2, D3: 1N4148

DZ1: BZY80C18

M1: okrągły 1A/400V

T1, T2: IRFIBC30, IRF820, IRF840

T3, T4: BC548

U1: L6569 (STMicroelectronics)

Różne

DL1, DL1: dławiki gotowe 100µH

np. Polfer DSp70.10−101K

DL3: dławik 3,2mH/0,5A, rdzeń

i karkas E20/6 — F807 (Polfer) lub

EFD20 − 3F3 (Philips), uzwojenia

i wykonanie według opisu

w tekście

PTC: termistor PTC 150

åwietlÛwki o wiÍkszej

mocy

Opisany uk³ad sterownika moø-

na z†powodzeniem wykorzystaÊ

do sterowania innymi úwietlÛwka-

mi o†mocy nie przekraczaj¹cej

18W. Elementami podlegaj¹cymi

zmianie bÍdzie przede wszystkim

wartoúÊ indukcyjnoúci d³awika

D³3. Wylicza siÍ j¹ z†dwÛch pros-

, np.

Cera−Mite 307C1407BHAB, SIEMENS

B59150−J120−A20

Złącza ARK−5mm, trzy sztuki −

podwójne, podstawka DIP−8 pod

tych zaleønoúci. Na pocz¹tku li-

czymy wartoúÊ potrzebnej reaktan-

cji d³awika:

XL = (310V - U L )/(1,41•I L )

L = XL/(2•

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.

Elektronika Praktyczna 4/99

NTC 5

R4: 3k

R6: 33

R9, R11: 22

R16: 1k

R18: 2,2

•F)

gdzie U L i†I L to nominalne napiÍ-

cie i†pr¹d úwietlÛwki, a†F†to czÍs-

totliwoúÊ pracy.

Robert Magdziak, AVT

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: