Le sujet de la conversion ou de la mise à niveau de lampes fluorescentes (à économie d'énergie) défectueuses en lampes LED a été évoqué à plusieurs reprises. Que les auteurs de ces articles me pardonnent, mais la plupart des options proposées sont inefficaces et certainement peu esthétiques. Cela est dû aux difficultés liées à la base des éléments et aux composants, ainsi qu'à notre mentalité lorsque nous essayons de fabriquer un bonbon avec...
Mais merci aux Coréens, qui ont sorti l'année dernière le merveilleux module LED Acrich2 de Seoul Semiconductors, qui se connecte au réseau courant alternatif 220 V sans alimentation supplémentaire. Le fabricant garantit que, sous réserve des conditions de fonctionnement (température de fonctionnement recommandée ne dépassant pas 70 ºС), ce module fonctionnera honnêtement pendant au moins 50 000 heures. Nous n'entrerons pas dans les détails techniques, tout est clair sur la photo.
En commentaire
Dans mon domaine de travail, j'ai une vaste expérience de travail avec diverses sources d'énergie. Ainsi, la ressource d'alimentation électrique de 15 000 heures indiquée par les Coréens est environ 2 fois surestimée, à condition d'utiliser des électrolytes de haute qualité. Les biens de consommation chinois, désormais largement disponibles, n’entrent clairement pas dans la catégorie des biens de qualité.
Nous avons donc trouvé la source de lumière. La prochaine étape consiste à savoir comment le refroidir. Clôturer un banal radiateur à ailettes n'est pas esthétique et peu pratique. Et il y a eu de la chance ici. Il s'avère que le profil de radiateur AP888, spécialement conçu pour les modules de cette série, a été développé et produit en Russie.
Le profil est universel, conçu pour l'installation de trois types de modules Acriche : AW3221 (4 W) et Acrich2 pour 8 et 12 W.
La poursuite des travaux La mise à niveau d'une lampe à économie d'énergie grillée n'a pas été difficile et a pris environ 15 à 20 minutes.
1 Coupez le dissipateur thermique à la taille requise pour assurer un refroidissement efficace du module. Le fournisseur de profilés recommande les dimensions suivantes pour garantir température de fonctionnement pas plus de 70 ºС :
- 4 W – 10-15 mm ;
- 8 W – 30-35 mm ;
- 12 W – 40-45 mm.
Dans ce cas, "vous ne pouvez pas gâcher la bouillie avec de l'huile", et pour 8 W, j'ai pris un radiateur de 50 mm.
3 Percez des trous dans le couvercle du boîtier de socle pour monter le radiateur.
4 Tous les composants - radiateur, module et filtre du module - sont prêts à être assemblés.
5 Ensuite, tout est simple. On installe le module sur le radiateur, n'oubliez pas la pâte thermoconductrice (je recommande le KTP-8). Nous fixons le couvercle du boîtier de base au radiateur. Soudez les fils au module et au filtre. Ensuite, nous soudons le tout dans la base.
Connexion LED puissantes dans les appareils d'éclairage, elle est réalisée via des pilotes électroniques qui stabilisent le courant à leur sortie.
De nos jours, les lampes fluorescentes dites à économie d'énergie (lampes fluorescentes compactes - CFL) se sont répandues. Mais avec le temps, elles échouent. L'une des causes du dysfonctionnement est la grille du filament de la lampe. Ne vous précipitez pas pour jeter de telles lampes car la carte électronique contient de nombreux composants qui pourront être utilisés à l'avenir dans d'autres appareils faits maison. Ce sont des selfs, des transistors, des diodes, des condensateurs. Typiquement, ces lampes disposent d'une carte électronique fonctionnelle, ce qui permet de les utiliser comme alimentation ou driver pour une LED. En conséquence, on obtient ainsi pilote gratuit pour connecter des LED, c'est d'autant plus intéressant.
Vous pouvez regarder le processus de fabrication de produits faits maison dans la vidéo :
Liste des outils et du matériel
-lampe fluorescente à économie d'énergie ;
-Tournevis;
- un fer à souder ;
-testeur;
-LED blanche 10W ;
-fil émaillé d'un diamètre de 0,4 mm ;
-pâte thermique;
- diodes de marque HER, FR, UF pour 1-2A
-Lampe de bureau.
La première étape. Démontage de la lampe.
Nous démontons la lampe fluorescente à économie d'énergie en la retirant soigneusement avec un tournevis. L’ampoule de la lampe ne peut pas être cassée car elle contient de la vapeur de mercure. Nous appelons le filament de l'ampoule avec un testeur. Si au moins un fil présente une cassure, l'ampoule est défectueuse. S'il existe une lampe similaire qui fonctionne, vous pouvez connecter l'ampoule à la carte électronique en cours de conversion pour vous assurer qu'elle fonctionne correctement.
Deuxième étape. Retravailler convertisseur électronique.
Pour la modification, j'ai utilisé une lampe de 20 W dont le starter peut supporter une charge allant jusqu'à 20 W. Pour une LED de 10 W, cela suffit. Si vous devez connecter une charge plus puissante, vous pouvez utiliser une carte convertisseur de lampe électronique avec la puissance appropriée ou changer l'inducteur avec un noyau plus gros.
Il est également possible d'alimenter des LED de moindre puissance en sélectionnant la tension requise par le nombre de tours sur l'inducteur.
J'ai monté des cavaliers sur les broches pour connecter les filaments de la lampe.
20 tours de fil émaillé doivent être enroulés sur l'enroulement primaire de l'inducteur. Ensuite, nous soudons l'enroulement secondaire au pont de diodes redresseurs. Nous connectons une tension de 220 V à la lampe et mesurons la tension à la sortie du redresseur. C'était 9,7V. Une LED connectée via un ampèremètre consomme un courant de 0,83A. Cette LED a un courant nominal de 900 mA, mais afin d'augmenter sa durée de vie, la consommation de courant est spécialement réduite. Le pont de diodes peut être assemblé sur la carte par montage en surface.
Schéma de la carte convertisseur électronique convertie. En conséquence, de l'inductance, nous obtenons un transformateur avec un redresseur connecté. Vert les composants ajoutés sont affichés.
Troisième étape. Assemblage d'une lampe de table LED.
Nous retirons la douille de lampe 220 volts. J'ai installé une LED de 10W à la pâte thermique sur un abat-jour en métal d'une ancienne lampe de table. L'abat-jour de la lampe de table sert de dissipateur thermique pour la LED.
La carte électronique d'alimentation et le pont de diodes ont été placés dans le boîtier du pied de lampe de table.
Dans cet article, vous trouverez Description détaillée processus de fabrication des alimentations à découpage puissance différente basé sur le ballast électronique d’une lampe fluocompacte.
Vous pouvez réaliser une alimentation à découpage de 5 à 20 watts en moins d'une heure. Il faudra plusieurs heures pour réaliser une alimentation de 100 watts.
Les lampes fluorescentes compactes (CFL) sont désormais largement utilisées. Pour réduire la taille de la self de ballast, ils utilisent un circuit convertisseur de tension haute fréquence, qui peut réduire considérablement la taille de la self.
Si le ballast électronique tombe en panne, il peut être facilement réparé. Mais lorsque l’ampoule elle-même tombe en panne, elle est généralement jetée.
Cependant, le ballast électronique d'une telle ampoule est un bloc d'alimentation à découpage (PSU) presque prêt à l'emploi. La seule différence entre le circuit de ballast électronique et une véritable alimentation à découpage est l'absence de transformateur d'isolement et de redresseur, si nécessaire.
Dans le même temps, les radioamateurs modernes éprouvent de grandes difficultés à trouver des transformateurs de puissance pour alimenter leurs produits artisanaux. Même si un transformateur est trouvé, son rembobinage nécessite l'utilisation d'une grande quantité de fil de cuivre, et le poids et les dimensions des produits assemblés à base de transformateurs de puissance ne sont pas encourageants. Mais dans la grande majorité des cas, le transformateur de puissance peut être remplacé par une alimentation à découpage. Si vous utilisez à ces fins le ballast de CFL défectueuses, les économies seront considérables, surtout s'il s'agit de transformateurs de 100 watts ou plus.
La différence entre un circuit CFL et une alimentation à impulsions
C'est l'un des plus courants schémas électriques lampes à économie d'énergie. Pour convertir un circuit CFL en alimentation à découpage, il suffit d'installer un seul cavalier entre les points A – A' et d'ajouter un transformateur d'impulsions avec un redresseur. Les éléments pouvant être supprimés sont marqués en rouge.
Et il s'agit d'un circuit complet d'alimentation à découpage, assemblé sur la base d'une CFL à l'aide d'un transformateur d'impulsions supplémentaire.
Pour simplifier, la lampe fluorescente et plusieurs pièces ont été retirées et remplacées par un cavalier.
Comme vous pouvez le constater, le circuit des CFL ne nécessite pas de changements majeurs. Les éléments supplémentaires introduits dans le schéma sont marqués en rouge.
Quelle alimentation peut-on réaliser à partir de CFL ?
La puissance de l'alimentation est limitée par la puissance globale du transformateur d'impulsions, le courant maximum autorisé des transistors clés et la taille du radiateur de refroidissement, le cas échéant.
Une petite alimentation peut être construite en enroulant l'enroulement secondaire directement sur le châssis d'un inducteur existant.
Si la fenêtre du starter ne permet pas d'enrouler l'enroulement secondaire ou s'il est nécessaire de construire une alimentation avec une puissance dépassant largement la puissance du CFL, alors un transformateur d'impulsions supplémentaire sera nécessaire.
Si vous avez besoin d'une alimentation d'une puissance supérieure à 100 watts et que vous utilisez un ballast d'une lampe de 20 à 30 watts, vous devrez très probablement apporter de petites modifications au circuit du ballast électronique.
En particulier, vous devrez peut-être installer des diodes plus puissantes VD1-VD4 dans le pont redresseur d'entrée et rembobiner l'inductance d'entrée L0 avec un fil plus épais. Si le gain en courant des transistors s'avère insuffisant, alors vous devrez augmenter le courant de base des transistors en réduisant les valeurs des résistances R5, R6. De plus, vous devrez augmenter la puissance des résistances dans les circuits de base et d'émetteur.
Si la fréquence de génération n'est pas très élevée, alors il peut être nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs d'isolement C4, C6.
Transformateur d'impulsions pour alimentation
Une caractéristique des alimentations à découpage en demi-pont avec auto-excitation est la capacité de s'adapter aux paramètres du transformateur utilisé. Et le fait que la chaîne retour ne passera pas par notre transformateur fait maison et simplifie complètement la tâche de calcul du transformateur et de configuration de l'unité. Les alimentations assemblées selon ces schémas pardonnent les erreurs de calcul jusqu'à 150 % ou plus. Testé en pratique.
N'ayez pas peur ! Vous pouvez enrouler un transformateur d'impulsions au cours du visionnage d'un film, ou même plus rapidement si vous souhaitez effectuer ce travail monotone avec concentration.
Capacité du filtre d'entrée et ondulation de tension
Dans les filtres d'entrée des ballasts électroniques, pour gagner de la place, de petits condensateurs sont utilisés, dont dépend l'amplitude de l'ondulation de tension avec une fréquence de 100 Hz.
Pour réduire le niveau d'ondulation de tension à la sortie de l'alimentation, vous devez augmenter la capacité du condensateur du filtre d'entrée. Il est conseillé que pour chaque watt de puissance du bloc d'alimentation, il y ait environ un microfarad. Une augmentation de la capacité C0 entraînera une augmentation du courant de crête circulant dans les diodes du redresseur au moment de la mise sous tension. Pour limiter ce courant, une résistance R0 est nécessaire. Mais la puissance de la résistance CFL d'origine est faible pour de tels courants et elle doit être remplacée par une résistance plus puissante.
Si vous avez besoin de construire une alimentation compacte, vous pouvez utiliser des condensateurs électrolytiques, utilisés dans les lampes flash à film. Par exemple, les appareils photo jetables Kodak ont des condensateurs miniatures sans marque d'identification, mais leur capacité peut atteindre 100 µF à une tension de 350 Volts.
Une alimentation avec une puissance proche de celle de la CFL d'origine peut être assemblée sans même enrouler un transformateur séparé. Si l'accélérateur d'origine en a assez espace libre dans la fenêtre du circuit magnétique, vous pouvez enrouler quelques dizaines de tours de fil et obtenir, par exemple, une alimentation pour chargeur ou un petit amplificateur de puissance.
L'image montre qu'une couche de fil isolé a été enroulée sur l'enroulement existant. J'ai utilisé du fil MGTF (fil toronné en isolant fluoroplastique). Cependant, de cette façon, vous pouvez obtenir une puissance de quelques watts seulement, car la majeure partie de la fenêtre sera occupée par l'isolation du fil et la section transversale du cuivre lui-même sera petite.
Si plus de puissance est nécessaire, un fil de bobinage en cuivre verni ordinaire peut être utilisé.
Attention! L'enroulement de l'inducteur d'origine est sous tension secteur ! Lors de la modification décrite ci-dessus, veillez à une isolation fiable entre les enroulements, surtout si l'enroulement secondaire est enroulé avec un fil d'enroulement verni ordinaire. Même si l'enroulement primaire est recouvert de matière synthétique film protecteur, un rembourrage en papier supplémentaire est requis !
Comme vous pouvez le constater, le bobinage de l'inducteur est recouvert d'un film synthétique, même si souvent le bobinage de ces selfs n'est protégé par rien du tout.
Nous enveloppons deux couches de carton électrique de 0,05 mm d'épaisseur ou une couche de 0,1 mm d'épaisseur sur le film. S'il n'y a pas de carton électrique, nous utilisons n'importe quel papier d'épaisseur adaptée.
Nous enroulons l'enroulement secondaire du futur transformateur sur le joint isolant. La section du fil doit être choisie aussi grande que possible. Le nombre de tours est choisi expérimentalement, heureusement il y en aura peu.
Ainsi, j'ai réussi à obtenir une puissance sous une charge de 20 watts à une température de transformateur de 60ºC et une température de transistor de 42ºC. Il n'a pas été possible d'obtenir encore plus de puissance à une température raisonnable du transformateur en raison de la surface trop petite de la fenêtre du circuit magnétique et de la section transversale du fil qui en résulte.
La puissance fournie à la charge est de 20 watts.
La fréquence des auto-oscillations sans charge est de 26 kHz.
Fréquence d'auto-oscillation à charge maximale – 32 kHz
Température du transformateur – 60ºС
Température du transistor – 42ºС
Pour augmenter la puissance de l'alimentation, nous avons dû enrouler le transformateur d'impulsions TV2. De plus, j'ai augmenté la capacité du condensateur du filtre de tension secteur C0 à 100µF.
Comme le rendement de l'alimentation n'est pas de 100 %, nous avons dû fixer des radiateurs aux transistors.
Après tout, même si le rendement de l'appareil est de 90 %, vous devrez quand même dissiper 10 watts de puissance.
Je n'ai pas eu de chance ; mon ballast électronique était équipé de transistors 13003 pos. 1 d'une conception apparemment conçue pour être fixée à un radiateur à l'aide de ressorts profilés. Ces transistors n'ont pas besoin de joints, car ils ne sont pas équipés de plate-forme métallique, mais ils transfèrent également la chaleur bien pire. Je les ai remplacés par des transistors 13007 pos.2 avec des trous pour pouvoir être vissés aux radiateurs avec des vis ordinaires. De plus, les 13007 ont des courants maximaux admissibles plusieurs fois plus élevés.
Si vous le souhaitez, vous pouvez visser en toute sécurité les deux transistors sur un seul radiateur. J'ai vérifié que ça marche.
Seulement, les boîtiers des deux transistors doivent être isolés du boîtier du radiateur, même si le radiateur est situé à l'intérieur du boîtier du dispositif électronique.
Il est pratique de fixer avec des vis M2,5, sur lesquelles il faut d'abord mettre des rondelles isolantes et des tronçons d'un tube isolant (batiste). Il est permis d'utiliser la pâte thermoconductrice KPT-8, car elle ne conduit pas le courant.
Attention! Les transistors sont sous tension secteur, les joints isolants doivent donc garantir les conditions de sécurité électrique !
Les résistances équivalentes de charge sont placées dans l'eau car leur puissance est insuffisante.
La puissance dégagée à la charge est de 100 watts.
La fréquence des auto-oscillations à charge maximale est de 90 kHz.
La fréquence des auto-oscillations sans charge est de 28,5 kHz.
Température des transistors – 75ºC.
La superficie des radiateurs de chaque transistor est de 27 cm².
Température du papillon TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000 NM (Ø28 x Ø16 x 9 mm)
Redresseur
Tous les redresseurs secondaires d'une alimentation à découpage en demi-pont doivent être à double alternance. Si cette condition n'est pas remplie, le pipeline magnétique peut devenir saturé.
Il existe deux modèles de redresseurs double alternance largement utilisés.
1. Circuit en pont.
2. Circuit avec point zéro.
Le circuit en pont permet d'économiser un mètre de fil, mais dissipe deux fois plus d'énergie sur les diodes.
Le circuit du point zéro est plus économique, mais nécessite deux enroulements secondaires parfaitement symétriques. Une asymétrie dans le nombre de tours ou l'emplacement peut conduire à une saturation du circuit magnétique.
Cependant, ce sont précisément les circuits du point zéro qui sont utilisés lorsqu'il faut obtenir courants élevésà faible tension de sortie. Ensuite, pour minimiser davantage les pertes, à la place des diodes au silicium classiques, on utilise des diodes Schottky, sur lesquelles la chute de tension est deux à trois fois moindre.
Exemple.
Les redresseurs des alimentations informatiques sont réalisés selon un circuit au point zéro. Avec une puissance fournie à la charge de 100 Watts et une tension de 5 Volts, même les diodes Schottky peuvent dissiper 8 Watts.
100 / 5 * 0,4 = 8 (Watts)
Si vous utilisez un pont redresseur, et même des diodes ordinaires, alors la puissance dissipée par les diodes peut atteindre 32 watts voire plus.
100/5 * 0,8 * 2 = 32 (Watts).
Faites attention à cela lorsque vous concevez une alimentation électrique afin de ne pas avoir à chercher où la moitié de la puissance a disparu.
Dans les redresseurs basse tension, il est préférable d'utiliser un circuit avec un point zéro. De plus, avec le remontage manuel, vous pouvez simplement enrouler le bobinage en deux fils. De plus, les diodes pulsées haute puissance ne sont pas bon marché.
Comment bien connecter une alimentation à découpage au réseau ?
Pour configurer des alimentations à découpage, le circuit de connexion suivant est généralement utilisé. Ici, une lampe à incandescence est utilisée comme ballast avec une caractéristique non linéaire et protège l'onduleur contre les pannes dans les situations d'urgence. La puissance de la lampe est généralement choisie proche de la puissance de l'alimentation à découpage testée.
Lorsque l'alimentation à découpage fonctionne au ralenti ou à faible charge, la résistance du filament de la lampe est faible et n'affecte pas le fonctionnement de l'unité. Lorsque, pour une raison quelconque, le courant des transistors clés augmente, la bobine de la lampe chauffe et sa résistance augmente, ce qui conduit à limiter le courant à une valeur sûre.
Ce dessin présente un schéma d'un stand de test et de mise en place d'alimentations pulsées répondant aux normes de sécurité électrique. La différence entre ce circuit et le précédent est qu'il est équipé d'un transformateur d'isolement, qui fournit Isolation galvanique l'onduleur étudié à partir du réseau d'éclairage. L'interrupteur SA2 permet de bloquer la lampe lorsque l'alimentation fournit plus de puissance.
Une opération importante lors du test d’une alimentation consiste à tester sur une charge équivalente. Il est pratique d'utiliser des résistances puissantes telles que PEV, PPB, PSB, etc. comme charge. Ces résistances « vitrocéramique » sont faciles à trouver sur le marché de la radio par leur coloration verte. Les chiffres rouges représentent la dissipation de puissance.
L'expérience montre que, pour une raison quelconque, il n'y a toujours pas assez de puissance équivalente à la charge. Les résistances énumérées ci-dessus peuvent temps limité dissiper deux à trois fois la puissance nominale. Lorsque le bloc d'alimentation s'allume longue durée pour vérifier les conditions thermiques, et que la puissance équivalente de la charge est insuffisante, alors les résistances peuvent simplement être plongées dans l'eau.
Attention, attention aux brûlures !
Les résistances de charge de ce type peuvent atteindre des températures de plusieurs centaines de degrés sans aucune manifestation extérieure !
Autrement dit, vous ne remarquerez aucune fumée ni changement de couleur et vous pourrez essayer de toucher la résistance avec vos doigts.
Comment mettre en place une alimentation à découpage ?
En effet, une alimentation assemblée sur la base d'un ballast électronique fonctionnel ne nécessite aucun réglage particulier.
Il doit être connecté à la charge équivalente et s'assurer que l'alimentation est capable de fournir la puissance calculée.
Lors d'un fonctionnement sous charge maximale, vous devez surveiller la dynamique de l'échauffement des transistors et du transformateur. Si le transformateur chauffe trop, vous devez alors soit augmenter la section du fil, soit augmenter la puissance globale du circuit magnétique, ou les deux.
Si les transistors deviennent très chauds, vous devez les installer sur des radiateurs.
Si un inducteur à enroulement domestique provenant d'une CFL est utilisé comme transformateur d'impulsions et que sa température dépasse 60... 65 °C, la puissance de charge doit être réduite.
Quel est le but des éléments du circuit d’alimentation à découpage ?
R0 – limites courant de pointe, circulant à travers les diodes du redresseur au moment de la mise sous tension. Dans les LFC, il sert aussi souvent de fusible.
VD1… VD4 – pont redresseur.
L0, C0 – filtre de puissance.
R1, C1, VD2, VD8 – circuit de démarrage du convertisseur.
Le nœud de lancement fonctionne comme suit. Le condensateur C1 est chargé à partir de la source via la résistance R1. Lorsque la tension sur le condensateur C1 atteint la tension de claquage du dinistor VD2, le dinistor se déverrouille et débloque le transistor VT2, provoquant des auto-oscillations. Après la génération, impulsions carrées sont appliqués à la cathode de la diode VD8 et le potentiel négatif verrouille de manière fiable le dinistor VD2.
R2, C11, C8 – facilitent le démarrage du convertisseur.
R7, R8 – améliorent le blocage des transistors.
R5, R6 – limitent le courant de base des transistors.
R3, R4 – empêchent la saturation des transistors et agissent comme des fusibles en cas de panne des transistors.
VD7, VD6 – protègent les transistors de la tension inverse.
TV1 – transformateur de rétroaction.
L5 – starter de ballast.
C4, C6 sont des condensateurs de découplage sur lesquels la tension d'alimentation est divisée par deux.
TV2 – transformateur d'impulsions.
VD14, VD15 – diodes à impulsions.
C9, C10 – condensateurs de filtrage.
Actuellement, les lampes fluorescentes dites à économie d'énergie sont de plus en plus répandues. Contrairement à d'habitude lampes fluorescentesà ballast électromagnétique, les lampes à économie d'énergie à ballast électronique utilisent un circuit spécial.
Grâce à cela, ces lampes peuvent être facilement installées dans une douille au lieu d'une ampoule à incandescence conventionnelle avec un culot standard E27 et E14. Il s'agit des lampes fluorescentes domestiques à ballast électronique qui seront abordées plus en détail.
Caractéristiques distinctives des lampes fluorescentes par rapport aux lampes à incandescence conventionnelles.
Ce n'est pas pour rien que les lampes fluorescentes sont dites économes en énergie, puisque leur utilisation peut réduire la consommation d'énergie de 20 à 25 %. Leur spectre d'émission est plus conforme à celui des émissions naturelles. lumière du jour. En fonction de la composition du phosphore utilisé, il est possible de produire des lampes avec différentes nuances de lueur, à la fois des tons plus chauds et des tons plus froids. Il convient de noter que les lampes fluorescentes sont plus durables que les lampes à incandescence. Bien entendu, cela dépend beaucoup de la qualité de la technologie de conception et de fabrication.
Appareil à lampe fluorescente compacte (CFL).
Une lampe fluocompacte avec ballast électronique (en abrégé CFL) se compose d'une ampoule, d'une carte électronique et d'une douille E27 (E14), avec laquelle elle s'installe dans une douille standard.
À l'intérieur du boîtier se trouve un circuit imprimé rond sur lequel le convertisseur haute fréquence est assemblé. Le convertisseur à charge nominale a une fréquence de 40 à 60 kHz. Du fait qu'une fréquence de conversion assez élevée est utilisée, la caractéristique de « clignotement » des lampes fluorescentes à ballast électromagnétique (basé sur une self), qui fonctionnent à une fréquence d'alimentation de 50 Hz, est éliminée. Le diagramme schématique d’une CFL est présenté sur la figure.
Selon ce diagramme schématique La plupart du temps, des modèles assez bon marché sont assemblés, par exemple ceux produits sous la marque Navigateur Et ÈRE. Si vous utilisez des lampes fluorescentes compactes, elles sont très probablement assemblées selon le schéma ci-dessus. L'étalement des valeurs des paramètres des résistances et condensateurs indiqués sur le schéma existe réellement. Cela est dû au fait que les lampes de différentes puissances utilisent des éléments avec des paramètres différents. Sinon, la conception du circuit de ces lampes n’est pas très différente.
Examinons de plus près le but des radioéléments illustrés dans le schéma. Sur les transistors VT1 Et VT2 un générateur haute fréquence a été assemblé. Les transistors haute tension au silicium sont utilisés comme transistors VT1 et VT2 n-p-n Transistors série MJE13003 en boîtier TO-126. Typiquement, seul l'index numérique 13003 est indiqué sur le boîtier de ces transistors. Des transistors MPSA42 dans un boîtier au format TO-92 plus petit ou des transistors haute tension similaires peuvent également être utilisés.
Dinistor symétrique miniature DB3 (VS1) sert au démarrage automatique du convertisseur au moment de la mise sous tension. Extérieurement, le dinistor DB3 ressemble à une diode miniature. Un circuit de démarrage automatique est nécessaire, car le convertisseur est assemblé selon un circuit avec retour de courant et ne démarre donc pas tout seul. Dans les lampes de faible puissance, le dinistor peut être complètement absent.
Pont de diodes réalisé sur éléments VD1 – VD4 sert à redresser le courant alternatif. Le condensateur électrolytique C2 atténue les ondulations de la tension redressée. Le pont de diodes et le condensateur C2 constituent le redresseur de réseau le plus simple. Du condensateur C2 pression constante va au convertisseur. Le pont de diodes peut être réalisé à l'aide d'éléments séparés (4 diodes), ou un ensemble de diodes peut être utilisé.
Lors de son fonctionnement, le convertisseur génère des interférences haute fréquence indésirables. Condensateur C1, starter (inducteur) L1 et résistance R1 empêcher la propagation des interférences haute fréquence à travers le réseau électrique. Dans certaines lampes, apparemment pour économiser de l'argent :) un cavalier en fil est installé à la place du L1. De plus, de nombreux modèles n'ont pas de fusible FU1, ce qui est indiqué dans le diagramme. Dans de tels cas, la résistance de coupure R1 joue également le rôle d'un simple fusible. En cas de dysfonctionnement circuit électrique Le courant consommé dépasse une certaine valeur et la résistance grille, coupant le circuit.
Manette de Gaz L2 habituellement assemblés à Ch-en forme de noyau magnétique en ferrite et ressemble à un transformateur blindé miniature. Sur circuit imprimé Cet accélérateur occupe un espace assez impressionnant. L'enroulement inducteur L2 contient 200 à 400 tours de fil d'un diamètre de 0,2 mm. Vous pouvez également trouver un transformateur sur le circuit imprimé, qui est indiqué sur le schéma comme T1. Le transformateur T1 est monté sur un noyau magnétique en anneau d'un diamètre extérieur d'environ 10 mm. Le transformateur comporte 3 enroulements enroulés avec un fil de montage ou d'enroulement d'un diamètre de 0,3 à 0,4 mm. Le nombre de tours de chaque enroulement varie de 2 à 3 à 6 à 10.
L'ampoule fluorescente comporte 4 fils provenant de 2 spirales. Les fils des spirales sont connectés à la carte électronique par torsion à froid, c'est-à-dire sans soudure, et sont vissés sur des broches métalliques rigides qui sont soudées dans la carte. Dans les lampes de faible puissance et de petites dimensions, les fils des spirales sont soudés directement dans la carte électronique.
Réparation de lampes fluorescentes domestiques avec ballast électronique.
Les fabricants de lampes fluorescentes compactes affirment que leur durée de vie est plusieurs fois supérieure à celle des lampes à incandescence classiques. Malgré cela, les lampes fluorescentes domestiques avec ballast électronique tombent en panne assez souvent.
Cela est dû au fait qu'ils utilisent Composants electroniques, non conçu pour la surcharge. Il convient également de noter le pourcentage élevé de produits défectueux et la faible qualité de fabrication. Par rapport aux lampes à incandescence, le coût des lampes fluorescentes est assez élevé, la réparation de ces lampes est donc justifiée au moins à des fins personnelles. La pratique montre que la cause de la panne est principalement un dysfonctionnement de la partie électronique (convertisseur). Après une simple réparation, les performances des CFL sont entièrement restaurées et cela permet de réduire les coûts financiers.
Avant de commencer à parler de réparation de CFL, abordons le thème de l’écologie et de la sécurité.
Malgré leurs qualités positives, les lampes fluorescentes sont nocives tant pour l'environnement que pour la santé humaine. Le fait est qu'il y a des vapeurs de mercure dans le ballon. S'il est brisé, des vapeurs de mercure dangereuses pénétreront dans l'environnement et éventuellement dans le corps humain. Le mercure est classé comme une substance 1ère classe de danger .
Si le flacon est endommagé, vous devez quitter la pièce pendant 15 à 20 minutes et aérer immédiatement la pièce avec force. Vous devez être prudent lorsque vous utilisez des lampes fluorescentes. Il ne faut pas oublier que les composés du mercure utilisés dans les lampes à économie d'énergie sont plus dangereux que le mercure métallique ordinaire. Le mercure peut rester dans le corps humain et nuire à la santé.
Outre cet inconvénient, il convient de noter que le spectre d'émission d'une lampe fluorescente contient des rayonnements ultraviolets nocifs. Si vous restez longtemps à proximité d'une lampe fluorescente, une irritation cutanée est possible, car elle est sensible aux rayons ultraviolets.
La présence de composés de mercure hautement toxiques dans l'ampoule est la principale motivation des écologistes qui appellent à réduire la production de lampes fluorescentes et à passer à des lampes LED plus sûres.
Démontage d'une lampe fluorescente avec ballast électronique.
Malgré la facilité de démontage d’une lampe fluocompacte, il faut faire attention à ne pas casser l’ampoule. Comme déjà mentionné, à l'intérieur du ballon se trouvent des vapeurs de mercure dangereuses pour la santé. Malheureusement, la résistance des flacons en verre est faible et laisse beaucoup à désirer.
Pour ouvrir le boîtier où se trouve le circuit électronique du convertisseur, il est nécessaire de libérer le loquet en plastique qui maintient les deux parties en plastique du boîtier avec un objet pointu (un tournevis étroit).
Ensuite, vous devez déconnecter les fils des spirales du circuit électronique principal. Il est préférable de le faire avec une pince étroite, en ramassant l'extrémité de la sortie du fil en spirale et en déroulant les spires des broches du fil. Après cela, il est préférable de placer le flacon en verre dans un endroit sûr pour éviter qu'il ne se brise.
La carte électronique restante est reliée par deux conducteurs à la deuxième partie du boîtier, sur laquelle est montée une base standard E27 (E14).
Restauration de la fonctionnalité des lampes avec ballast électronique.
Lors de la restauration d'une LFC, la première chose à faire est de vérifier l'intégrité des filaments (spirales) à l'intérieur de l'ampoule en verre. L'intégrité des filaments peut être facilement vérifiée à l'aide d'un ohmmètre ordinaire. Si la résistance des fils est faible (quelques ohms), alors le fil fonctionne. Si lors de la mesure la résistance est infiniment élevée, alors le filament a grillé et il est impossible d'utiliser le flacon dans ce cas.
Les composants les plus vulnérables d'un convertisseur électronique réalisé sur la base du circuit déjà décrit (voir schéma électrique) sont les condensateurs.
Si la lampe fluorescente ne s'allume pas, les condensateurs C3, C4, C5 doivent être vérifiés pour déceler toute panne. En cas de surcharge, ces condensateurs tombent en panne car la tension appliquée dépasse la tension pour laquelle ils sont conçus. Si la lampe ne s'allume pas mais que l'ampoule brille au niveau des électrodes, le condensateur C5 peut être cassé.
Dans ce cas, le convertisseur fonctionne correctement, mais comme le condensateur est cassé, aucune décharge ne se produit dans l'ampoule. Le condensateur C5 est inclus dans circuit oscillatoire, dans lequel au moment du démarrage se produit une impulsion haute tension, conduisant à l'apparition d'une décharge. Par conséquent, si le condensateur est cassé, la lampe ne pourra pas passer normalement en mode de fonctionnement et une lueur provoquée par l'échauffement des spirales sera observée dans la zone des spirales.
Froid Et chaud mode démarrage des lampes fluorescentes.
Il existe deux types de lampes fluorescentes domestiques :
Avec démarrage à froid
Avec démarrage à chaud
Si la CFL s'allume immédiatement après la mise sous tension, cela signifie qu'elle démarre à froid. Ce mode est mauvais car dans ce mode les cathodes de la lampe ne sont pas préchauffées. Cela peut entraîner l'épuisement des filaments en raison du passage d'une impulsion de courant.
Pour les lampes fluorescentes, le démarrage à chaud est préférable. Lors d'un démarrage à chaud, la lampe s'allume doucement en 1 à 3 secondes. Durant ces quelques secondes, les filaments s'échauffent. On sait qu’un filament froid a moins de résistance qu’un filament chauffé. Ainsi, lors d'un démarrage à froid, une impulsion de courant importante traverse le filament, ce qui peut éventuellement le faire griller.
Pour les lampes à incandescence ordinaires, un démarrage à froid est la norme, c'est pourquoi beaucoup de gens savent qu'elles s'éteignent au moment où elles sont allumées.
Pour mettre en œuvre le démarrage à chaud dans les lampes avec ballast électronique, le circuit suivant est utilisé. Un posistor (PTC - thermistance) est connecté en série avec les filaments. Dans le schéma de circuit, ce posistor sera connecté en parallèle avec le condensateur C5.
Au moment de l'allumage, par résonance sur le condensateur C5, et par conséquent sur les électrodes de la lampe, haute tension, nécessaire à son allumage. Mais dans ce cas, les filaments sont mal chauffés. La lampe s'allume instantanément. Dans ce cas, un posistor est connecté en parallèle avec C5. Au moment du démarrage, le posistor a une faible résistance et le facteur de qualité du circuit L2C5 est nettement inférieur.
En conséquence, la tension de résonance est inférieure au seuil d'amorçage. En quelques secondes, le posistor chauffe et sa résistance augmente. En même temps, les filaments chauffent également. Le facteur de qualité du circuit augmente et, par conséquent, la tension aux électrodes augmente. Un démarrage à chaud en douceur de la lampe se produit. En mode de fonctionnement, le posistor a une résistance élevée et n'affecte pas le mode de fonctionnement.
Il n'est pas rare que ce posistor tombe en panne et que la lampe ne s'allume tout simplement pas. Par conséquent, lors de la réparation de lampes avec ballast, vous devez y prêter attention.
Assez souvent, la résistance à faible résistance R1 grille, qui, comme déjà mentionné, joue le rôle de fusible.
Les éléments actifs tels que les transistors VT1, VT2, les diodes du pont redresseur VD1 - VD4 méritent également d'être vérifiés. En règle générale, la cause de leur dysfonctionnement est une panne électrique. p-n transitions. Le Dinistor VS1 et le condensateur électrolytique C2 tombent rarement en panne dans la pratique.
Les lampes à économie d'énergie sont largement utilisées dans la vie quotidienne et dans la production ; avec le temps, elles deviennent inutilisables, mais nombre d'entre elles peuvent être restaurées après de simples réparations. Si la lampe elle-même tombe en panne, alors à partir du «bourrage» électronique, vous pouvez faire tout un travail bloc puissant alimentation à n’importe quelle tension souhaitée.
À quoi ressemble l'alimentation électrique d'une lampe à économie d'énergie ?
Dans la vie de tous les jours, vous avez souvent besoin d'une alimentation basse tension compacte, mais en même temps puissante ; vous pouvez en fabriquer une à l'aide d'une lampe à économie d'énergie défectueuse. Dans les lampes, les lampes tombent le plus souvent en panne, mais l'alimentation électrique reste en état de marche.
Afin de réaliser une alimentation électrique, vous devez comprendre le principe de fonctionnement de l'électronique contenue dans une lampe à économie d'énergie.
Avantages des alimentations à découpage
Ces dernières années, on a constaté une nette tendance à abandonner les alimentations classiques à transformateur au profit des alimentations à découpage. Cela est dû, tout d'abord, aux inconvénients majeurs des alimentations à transformateur, tels qu'une masse importante, une faible capacité de surcharge et un faible rendement.
Éliminer ces lacunes dans blocs d'impulsions la nutrition, ainsi que le développement élément de base a permis d'utiliser largement ces unités de puissance pour des appareils d'une puissance allant de quelques watts à plusieurs kilowatts.
Schéma d'alimentation
Le principe de fonctionnement d'une alimentation à découpage dans une lampe à économie d'énergie est exactement le même que dans tout autre appareil, par exemple dans un ordinateur ou un téléviseur.
De manière générale, le fonctionnement d'une alimentation à découpage peut être décrit comme suit :
- Le courant alternatif du secteur est converti en courant continu sans changer sa tension, c'est-à-dire 220 V.
- Un convertisseur de largeur d'impulsion utilisant des transistors convertit la tension continue en impulsions rectangulaires d'une fréquence de 20 à 40 kHz (selon le modèle de lampe).
- Cette tension est fournie à la lampe via l'inducteur.
Examinons plus en détail le circuit et la procédure de fonctionnement d'une alimentation de lampe à découpage (figure ci-dessous).
Circuit de ballast électronique pour une lampe à économie d'énergie
La tension secteur est fournie au pont redresseur (VD1-VD4) via une résistance de limitation R 0 de petite résistance, puis la tension redressée est lissée sur un condensateur de filtrage haute tension (C 0), et via un filtre de lissage (L0) est fourni au convertisseur à transistor.
Le convertisseur à transistor démarre au moment où la tension sur le condensateur C1 dépasse le seuil d'ouverture du dinistor VD2. Cela démarrera le générateur sur les transistors VT1 et VT2, entraînant une auto-génération à une fréquence d'environ 20 kHz.
D'autres éléments du circuit tels que R2, C8 et C11 jouent un rôle de support, facilitant le démarrage du générateur. Les résistances R7 et R8 augmentent la vitesse de fermeture des transistors.
Et les résistances R5 et R6 servent de limites dans les circuits de base des transistors, R3 et R4 les protègent de la saturation, et en cas de panne elles jouent le rôle de fusibles.
Les diodes VD7, VD6 sont protectrices, bien que de nombreux transistors conçus pour fonctionner dans de tels dispositifs intègrent de telles diodes.
TV1 est un transformateur, avec ses enroulements TV1-1 et TV1-2, la tension de retour de la sortie du générateur est fournie aux circuits de base des transistors, créant ainsi les conditions de fonctionnement du générateur.
Dans la figure ci-dessus, les pièces qui doivent être retirées lors de la reconstruction du bloc sont surlignées en rouge ; les points A–A` doivent être connectés par un cavalier.
Modification du bloc
Avant de commencer à refaire l'alimentation électrique, vous devez décider de la puissance actuelle dont vous avez besoin en sortie ; la profondeur de la mise à niveau en dépendra. Ainsi, si une puissance de 20 à 30 W est requise, la modification sera minime et ne nécessitera pas d'intervention particulière dans le circuit existant. Si vous avez besoin d’une puissance de 50 watts ou plus, une mise à niveau plus approfondie sera nécessaire.
Il convient de garder à l’esprit que la sortie de l’alimentation sera une tension continue et non alternative. Il est impossible d'obtenir une tension alternative d'une fréquence de 50 Hz à partir d'une telle alimentation.
Pouvoir déterminant
La puissance peut être calculée à l'aide de la formule :
P – puissance, W ;
I – intensité du courant, A ;
U – tension, V.
Par exemple, prenons une alimentation avec les paramètres suivants : tension – 12 V, courant – 2 A, alors la puissance sera :
Compte tenu de la surcharge, 24-26 W peuvent être acceptés, la fabrication d'un tel appareil nécessitera donc une intervention minimale dans le circuit d'une lampe à économie d'énergie de 25 W.
Pièces neuves
Ajout de nouvelles pièces au diagramme
Les détails ajoutés sont surlignés en rouge, ce sont :
- pont de diodes VD14-VD17 ;
- deux condensateurs C 9, C 10 ;
- bobinage supplémentaire placé sur la self de ballast L5, le nombre de tours est choisi expérimentalement.
L'enroulement ajouté à l'inductance joue un autre rôle important en tant que transformateur d'isolement, protégeant contre la tension secteur atteignant la sortie de l'alimentation.
Pour déterminer le nombre de tours requis dans l'enroulement ajouté, procédez comme suit :
- un enroulement temporaire est enroulé sur l'inducteur, environ 10 tours de n'importe quel fil ;
- connecté à une résistance de charge d'une puissance d'au moins 30 W et d'une résistance d'environ 5-6 Ohms ;
- connectez-vous au réseau, mesurez la tension à la résistance de charge ;
- divisez la valeur obtenue par le nombre de tours pour savoir combien de volts il y a pour 1 tour ;
- calculer le nombre de tours requis pour un enroulement permanent.
Un calcul plus détaillé est donné ci-dessous.
Test d'activation de l'alimentation convertie
Après cela, il est facile de calculer le nombre de tours requis. Pour ce faire, la tension qu'il est prévu d'obtenir de ce bloc est divisée par la tension d'un tour, le nombre de tours est obtenu et environ 5 à 10 % sont ajoutés au résultat obtenu en réserve.
W=U out /U vit, où
W – nombre de tours ;
U out – obligatoire tension de sortie source de courant;
U vit – tension par tour.
Enroulement d'un enroulement supplémentaire sur un inducteur standard
L'enroulement de l'inducteur d'origine est sous tension secteur ! Lors de l'enroulement d'un enroulement supplémentaire par dessus, il est nécessaire de prévoir une isolation inter-enroulements, notamment si un fil de type PEL est enroulé, dans une isolation en émail. Pour l'isolation entre les enroulements, vous pouvez utiliser du ruban de polytétrafluoroéthylène pour sceller les connexions filetées, qui est utilisé par les plombiers et dont l'épaisseur n'est que de 0,2 mm ;
La puissance dans un tel bloc est limitée par la puissance globale du transformateur utilisé et le courant admissible des transistors.
Alimentation haute puissance
Cela nécessitera une mise à niveau plus complexe :
- transformateur supplémentaire sur anneau de ferrite ;
- remplacement des transistors ;
- installer des transistors sur des radiateurs ;
- augmenter la capacité de certains condensateurs.
Grâce à cette modernisation, on obtient une alimentation d'une puissance allant jusqu'à 100 W, avec une tension de sortie de 12 V. Elle est capable de fournir un courant de 8 à 9 ampères. Cela suffit pour alimenter, par exemple, un tournevis de puissance moyenne.
Le schéma de l'alimentation améliorée est présenté dans la figure ci-dessous.
Alimentation 100 W
Comme on peut le voir sur le schéma, la résistance R0 a été remplacée par une plus puissante (3 watts), sa résistance a été réduite à 5 Ohms. Il peut être remplacé par deux de 2 watts 10 ohms, en les connectant en parallèle. De plus, C 0 - sa capacité est augmentée à 100 μF, avec une tension de fonctionnement de 350 V. S'il n'est pas souhaitable d'augmenter les dimensions de l'alimentation, vous pouvez alors trouver un condensateur miniature d'une telle capacité, en particulier, vous peut le prendre à partir d'un appareil photo compact.
Fournir fonctionnement fiable bloc, il est utile de réduire légèrement les valeurs des résistances R 5 et R 6, à 18-15 Ohms, et également d'augmenter la puissance des résistances R 7, R 8 et R 3, R 4. Si la fréquence de génération s'avère faible, alors les valeurs des condensateurs C 3 et C 4 – 68n doivent être augmentées.
La partie la plus difficile est peut-être de fabriquer le transformateur. À cette fin, des anneaux de ferrite de tailles et de perméabilité magnétique appropriées sont le plus souvent utilisés dans les blocs d'impulsions.
Le calcul de tels transformateurs est assez compliqué, mais il existe de nombreux programmes sur Internet avec lesquels cela est très simple à faire, par exemple « Programme de calcul de transformateur d'impulsions Lite-CalcIT ».
A quoi ressemble un transformateur d'impulsions ?
Le calcul effectué à l'aide de ce programme a donné les résultats suivants :
Pour le noyau utilisé anneau de ferrite, son diamètre extérieur est de 40, son diamètre intérieur est de 22 et son épaisseur est de 20 mm. L'enroulement primaire avec fil PEL - 0,85 mm 2 a 63 tours et les deux enroulements secondaires avec le même fil en ont 12.
L'enroulement secondaire doit être enroulé en deux fils à la fois, et il est conseillé de les tordre d'abord légèrement ensemble sur toute la longueur, car ces transformateurs sont très sensibles à l'asymétrie des enroulements. Si cette condition n'est pas remplie, alors les diodes VD14 et VD15 chaufferont de manière inégale, ce qui augmentera encore l'asymétrie, ce qui finira par les endommager.
Mais de tels transformateurs pardonnent facilement des erreurs importantes lors du calcul du nombre de tours, jusqu'à 30 %.
Étant donné que ce circuit a été initialement conçu pour fonctionner avec une lampe de 20 W, les transistors 13003 ont été installés dans la figure ci-dessous, la position (1) correspond aux transistors de puissance moyenne, ils doivent être remplacés par des transistors plus puissants, par exemple 13007, comme en position. (2). Ils peuvent être amenés à être installés sur une plaque métallique (radiateur) d'une superficie d'environ 30 cm2.
Procès
Un test doit être effectué en prenant certaines précautions afin de ne pas endommager l'alimentation :
- Le premier test doit être effectué à l'aide d'une lampe à incandescence de 100 W pour limiter le courant arrivant à l'alimentation électrique.
- Assurez-vous de connecter une résistance de charge de 3 à 4 ohms d'une puissance de 50 à 60 W à la sortie.
- Si tout s'est passé comme prévu, laissez-le fonctionner pendant 5 à 10 minutes, éteignez-le et vérifiez le degré d'échauffement du transformateur, des transistors et des diodes du redresseur.
Si aucune erreur n'a été commise lors du processus de remplacement des pièces, l'alimentation électrique devrait fonctionner sans problème.
Si un essai montre que l'unité fonctionne, il ne reste plus qu'à la tester en mode pleine charge. Pour ce faire, réduisez la résistance de la résistance de charge à 1,2-2 Ohms et connectez-la directement au réseau sans ampoule pendant 1 à 2 minutes. Éteignez ensuite et vérifiez la température des transistors : si elle dépasse 60 0 C, alors il faudra les installer sur des radiateurs.
