Схемотехника Энергосберегаек

[8244]

Здравствуйте.

Предлагаю в теме сделать подробный анализ работы типовой схемы электронного балласта энергосберегайки.

Привожу типовую (наиболее полную) схему китайского балласта с динистором. Дальнейшее обсуждение предлагаю вести по ней.

Обсуждение предлагаю вести по следующим направлениям:

• I) принцип работы схемы, назначение каждого элемента
  
• II) переходные процессы (где какие выбросы и к чему приводят)
  
• III) модификации типовой схемы (что делали и зачем, и что получилось)
  
• IV) схемотехника и опыт запуска ламп с одной сгоревшей спиралью (это частая ситуация)
  
• 
  

Описание работы схемы (с сайта http://gzip.ru/home/lamp_schema.htm)

Схема состоит из цепей питания, которые включают помехозащищающий дроссель L2, предохранитель F1, диодный мост, состоящий из четырёх диодов 1N4007 и фильтрующий конденсатор C4. Схема запуска состоит из элементов D1, C2, R6 и динистора. D2, D3, R1 и R3 выполняют защитные функции. Иногда эти диоды не устанавливают в целях экономии.

При включении лампы, R6, C2 и динистор формируют импульс, подающийся на базу транзистора Q2, приводящий к его открытию. После запуска эта часть схемы блокируется диодом D1. После каждого открытия транзистора Q2, конденсатор C2 разряжен. Это предотвращает повторное открытие динистора. Транзисторы возбуждают трансформатор TR1, который состоит из ферритового колечка с тремя обмотками в несколько витков. На нити поступает напряжение через конденсатор C3 с повышающего резонансного контура L1, TR1, C3 и C6. Трубка загорается на резонансной частоте, определяемой конденсатором C3, потому что его ёмкость намного меньше, чем ёмкость C6. В этот момент напряжение на конденсаторе C3 достигает порядка 600В. Во время запуска пиковые значения токов превышают нормальные в 3-5 раз, поэтому если колба лампы повреждена, существует риск повреждения транзисторов.

Когда газ в трубке ионизирован, C3 практически шунтируется, благодаря чему частота понижается и генератор управляется только конденсатором C6 и генерирует меньшее напряжение, но, тем не менее, достаточное для поддержания свечения лампы.

Когда лампа зажглась, первый транзистор открывается, что приводит к насыщению сердечника TR1. Обратная связь на базу приводит к закрытию транзистора. Затем открывается второй транзистор, возбуждаемый противоположно подключенной обмоткой TR1 и процесс повторяется.

Изменено 27 августа, 2013 пользователем 8244

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[8244]

На данный момент для меня остаются неясными два момента:

(1) - для чего нужны резисторы в эмиттерах (R1, R2)? Ведь они образуют ООС и, по идее, должны ухудшать фронты

(2) - для чего нужен конденсатор С1? (со средней точки (К-Э) на + питания) Ведь он образует ёмкостную нагрузку на транзисторы, должен приводить к нагреву (броски тока в момент переключений)

я заметил, что если убрать перечисленные компоненты (эмиттеры посадить напрямую и C1 исключить), схема по-прежнему работает, кроме того, достоверно был зарегистрирован меньший нагрев транзисторов - с 70С (и ползло выше, не стал рисковать) - до 63С в стационарном режиме.

Изменено 28 августа, 2013 пользователем 8244

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[8244]

работа с одной перегоревшей спиралью

если одна из спиралей перегорела, в большинстве случаев лампу можно зажечь, замкнув перегоревшую спираль. Однако я заметил, что если эмиссия катодов слабая (лампа горит неустойчиво), обычно выходят из строя транзисторы, причём до выхода из сторя они начинают бешено греться.

Почему?

Сгорают почти всегда при неустойчивом горении, сопровождающимся шипением и мерцаниями, причём очень быстро. Если эмиссия хорошая и лампа горит ровно, то ничего не греется и лампа может работать ещё долго

Изменено 27 августа, 2013 пользователем 8244

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[8244]

убрал C1 - нагрев транзисторов уменьшился

Ну вот, ещё один пример по горячим следам: балласт Космос, 20 Вт. Схема без PTC. Транзисторы 13003, TO-126 (большие).

После замены колбы - дикий нагрев транзисторов (более 70С). Убрал C1.

Теперь в стационарном режиме: T(Q1) = 58C, T(Q2)=54C (контакт термопары с железкой, плата вынута).

выходит-таки, C1 в схеме - лишний??

Изменено 27 августа, 2013 пользователем 8244

[8244]

при горении частота колебаний определяется контуром C1C6L1(C5C3)

Если убрать конденсатор С1, фронты в средней точке (коллектор Q1) уменьшатся с 2 до 0.1 мкс (рис1 и рис2 соответственно), при этом транзисторы практически не меняют температуру (точность 5С). Это означает, что в момент открывания, например, Q1, напряжение на конденсаторе C1 близко к нулю.

Такая синхронная работа наводит на мысль, что резонанс в LC-цепи, в которую входит C1, управляет работой ключей. Однако преобразователь построен по схеме блокинг-генератора, т.е. переключение транзисторов должно происходить в момент насыщения сердечника T1, когда ток перестаёт нарастать. И здесь транзисторы, естественно, переключаются в окрестностях максимума тока(а по-другому и быть не может при индуктивной ПОС), однако этот максимум должен быть обусловлен колебаниями в LC-контуре (а иначе не будет синхронной работы ключей). А максимум тока в LC-контуре соответствует минимуму напряжения на ёмкости, что мы и ожидали!

Чтобы проверить рассуждения, я изменил ёмкость C1. Если всё верно, частота колебаний изменится. Рис1 и Рис2 иллюстрируют эксперимент.

Ёмкость контура состоит из последовательно соединённых C1 и (C3,C5):

Рис1: C1 = 1.5nF, Т = 20мкс, Собщ = 0.89nF

Рис2: C1 = 3.3nF, Т = 24мкс, Cобщ = 1.32nF

C(1)/C(2) = 0.89/1.32 = 1.48;    sqr(1.48) = 1.22; при этом T2/T2 = 24мкс/20мкс = 1.2

Совпадение не хуже 10%

Итак, балласт энергосберегайки работает как блокинг-генератор только в момент старта; в стационарном режиме T1 не насыщается и лишь обеспечивает обратную связь по току для "накачки" LC-контура.

-------------------------------------------------------

Эпюры напряжений в средней точке (коллектор Q1):

1.Заштриховка соответствует пульсациям на сглаживающем конденсаторе (от 300 до 150В примерно).

2.Использовалась колба от энергосберегайки "Спутник", 15Вт, с одной перегоревшей спиралью (с хорошей эмиссией)

3.Форма напряжения на колбе во всех трёх случаях визуально чистый синус с небольшими пульсациями от 180 до 200В (синхронно напряжению питания)

4.Параллельно С3(С5) (на базовой схеме) был установлен термистор на 6кОм

Рис 1. С1 = 1.5nF (диодов D1,D2 нет)

Рис 2. C1 = 3.3nF (диодов D1,D2 нет)

Рис 3. С1 отсутствует.

Изменено 29 августа, 2013 пользователем 8244

[Mahno]

Лампа не правильно нарисована.

[8244]

перерисуйте кто-нибудь, а? я обновлю. Нужно убрать C5 добавить термистор параллельно C3

(кстати, что тут с правкой старых сообщений. Сутки прошли, я уже не могу шапку править. Хреново. Админ молчит пока)

Изменено 29 августа, 2013 пользователем 8244

[8244]

про эмиттерные резисторы кто разбирается, объясните?

Я их закорачиваю, вроде пока всё работает. Но не зря-же они ставятся.

Можно порассуждать, только аргументированно

[Mahno]

Обратная связь по постоянному току,чтобы инвертор в разнос не уходил + как предохранитель.

[8244]

Хотелось бы более развёрнутое рассуждение. То, что это ООС, понятно.

Конкретно по вопросупо вопросу эмиттерных резисторов заведена специальная тема, прошу обсуждать там

[8244]

Так, по эмиттерным резисторам вроде стало понятно, они действительно ограничивают максимальный ток коллектора, причём там хитро