Subiectul conversiei sau actualizării lămpilor fluorescente nereușite (economisitoare de energie) în lămpi LED a fost abordat de mai multe ori. Fie ca autorii acestor articole să mă ierte, dar majoritatea opțiunilor propuse sunt ineficiente și cu siguranță nu sunt plăcute din punct de vedere estetic. Acest lucru se datorează dificultăților cu baza și componentele elementului, precum și mentalității noastre atunci când încercăm să facem o bomboană din...
Dar mulțumim coreenilor, care anul trecut au lansat minunatul modul LED Seoul Semiconductors Acrich2, care se conectează la rețea curent alternativ 220 V fără alimentare suplimentară. Producătorul garantează că, în funcție de condițiile de funcționare (temperatura de funcționare recomandată nu mai mare de 70 ºС), acest modul va funcționa sincer timp de cel puțin 50.000 de ore. Nu vom intra în detalii tehnice, totul este clar din imagine.
Ca comentariu
În domeniul meu de activitate, am o vastă experiență de lucru cu diverse surse de energie. Deci, resursa de alimentare de 15.000 de ore indicată de coreeni este de aproximativ 2 ori supraestimată, cu condiția să se utilizeze electroliți de înaltă calitate. Bunurile de consum chinezești, care sunt acum disponibile pe scară largă, în mod clar nu se încadrează în categoria bunurilor de calitate.
Deci, ne-am dat seama care este sursa de lumină. Următorul pas este cum să-l răcești. Împrejmuirea unui radiator banal cu aripioare nu este plăcută și incomodă din punct de vedere estetic. Și aici a fost ceva noroc. Se pare că profilul radiatorului AP888, special conceput pentru modulele din această serie, a fost dezvoltat și produs în Rusia.
Profilul este universal, conceput pentru instalarea a trei tipuri de module Acrich: AW3221 (4 W) și Acrich2 pentru 8 și 12 W.
Lucru în continuare Modernizarea unei lămpi de economisire a energiei arsă nu a fost dificilă și a durat aproximativ 15-20 de minute.
1 Tăiați radiatorul la dimensiunea necesară pentru a asigura o răcire eficientă a modulului. Furnizorul de profil recomandă următoarele dimensiuni pentru a asigura Temperatura de Operare nu mai mult de 70 ºС:
- 4 W – 10-15 mm;
- 8 W – 30-35 mm;
- 12 W – 40-45 mm.
În acest caz, „nu puteți strica terciul cu ulei”, iar pentru 8 W am luat un radiator de 50 mm.
3 Găuriți găuri în capacul carcasei plintei pentru a monta radiatorul.
4 Toate componentele - radiatorul, modulul și filtrul pentru modul, sunt gata pentru asamblare.
5 Atunci totul este simplu. Instalăm modulul pe calorifer, nu uitați de pasta termoconductoare (recomand KTP-8). Atașăm capacul carcasei de bază la radiator. Lipiți firele la modul și filtrați. Apoi lipim totul în bază.
Conexiune LED-uri puterniceîn dispozitivele de iluminat se realizează prin drivere electronice care stabilizează curentul la ieșire.
În zilele noastre, așa-numitele lămpi fluorescente de economisire a energiei (lămpi fluorescente compacte - CFL) s-au răspândit, însă, în timp, eșuează. Una dintre cauzele defecțiunii este arderea filamentului lămpii. Nu vă grăbiți să aruncați astfel de lămpi, deoarece placa electronică conține multe componente care pot fi folosite în viitor și în altele dispozitive de casă. Acestea sunt șocuri, tranzistoare, diode, condensatoare. De obicei, aceste lămpi au o placă electronică funcțională, ceea ce face posibilă utilizarea lor ca sursă de alimentare sau driver pentru un LED. Ca urmare, obținem astfel șofer gratuit pentru conectarea LED-urilor, acest lucru este cu atât mai interesant.
Puteți urmări procesul de realizare a produselor de casă în videoclip:
Lista instrumentelor și materialelor
-lampa fluorescenta economica;
-şurubelniţă;
- ciocan de lipit;
-tester;
-LED alb 10W;
-sârmă emailată cu diametrul de 0,4 mm;
-pasta termica;
- diode marca HER, FR, UF pentru 1-2A
-lampa de birou.
Primul pas. Demontarea lămpii.
Dezasamblam lampa fluorescentă de economisire a energiei, scoțând-o cu atenție cu o șurubelniță. Becul lămpii nu poate fi spart deoarece există vapori de mercur în interior. Numim filamentul becului cu un tester. Dacă cel puțin un fir prezintă o rupere, atunci becul este defect. Dacă există o lampă similară care funcționează, atunci puteți conecta becul de la aceasta la placa electronică care este convertită pentru a vă asigura că funcționează corect.
Pasul doi. Reface convertor electronic.
Pentru modificare, am folosit o lampă de 20W, a cărei sufocare poate rezista la o sarcină de până la 20W. Pentru un LED de 10W este suficient. Dacă trebuie să conectați o sarcină mai puternică, puteți utiliza o placă electronică de transformare a lămpii cu puterea corespunzătoare sau puteți schimba inductorul cu un miez mai mare.
De asemenea, este posibilă alimentarea LED-urilor de putere mai mică selectând tensiunea necesară după numărul de spire pe inductor.
Am montat jumperi de sârmă pe pini pentru a conecta filamentele lămpii.
20 de spire de sârmă emailată trebuie înfășurate peste înfășurarea primară a inductorului. Apoi lipim înfășurarea secundară pe puntea diodei redresoare. Conectam o tensiune de 220V la lampă și măsurăm tensiunea la ieșirea de la redresor. Era 9,7V. Un LED conectat printr-un ampermetru consumă un curent de 0,83 A. Acest LED are un curent nominal de 900mA, dar pentru a-și crește durata de viață, consumul de curent este redus în mod special. Puntea de diode poate fi asamblată pe placă prin montare la suprafață.
Diagrama plăcii convertitoare electronice convertite. Ca urmare, de la inductor obținem un transformator cu un redresor conectat. Verde sunt afișate componentele adăugate.
Pasul trei. Asamblarea unei lămpi de masă cu LED.
Scoatem priza lămpii de 220 volți. Am instalat un LED de 10W folosind pastă termică pe un abajur metalic al unei lămpi de masă veche. Abajurul lămpii de masă servește drept radiator pentru LED.
Placa electronică de alimentare și puntea de diode au fost plasate în carcasa suportului pentru lampă de masă.
În acest articol veți găsi descriere detaliata procesul de fabricație al comutației surselor de alimentare putere diferită bazat pe balastul electronic al unei lămpi fluorescente compacte.
Puteți face o sursă de alimentare comutată pentru 5...20 W în mai puțin de o oră. Va dura câteva ore pentru a realiza o sursă de alimentare de 100 de wați.
Lămpile fluorescente compacte (CFL) sunt acum utilizate pe scară largă. Pentru a reduce dimensiunea șoculului de balast, aceștia folosesc un circuit convertor de tensiune de înaltă frecvență, care poate reduce semnificativ dimensiunea șocului.
Dacă balastul electronic se defectează, acesta poate fi reparat cu ușurință. Dar atunci când becul în sine se defectează, becul este de obicei aruncat.
Cu toate acestea, balastul electronic al unui astfel de bec este o unitate de alimentare cu comutare (PSU) aproape gata făcută. Singurul mod în care circuitul de balast electronic diferă de o sursă de alimentare cu comutație reală este absența unui transformator de izolare și a unui redresor, dacă este necesar.
În același timp, radioamatorii moderni întâmpină mari dificultăți în a găsi transformatoare de putere pentru a-și alimenta produsele de casă. Chiar dacă se găsește un transformator, rebobinarea acestuia necesită utilizarea unei cantități mari de sârmă de cupru, iar greutatea și dimensiunile produselor asamblate pe baza transformatoarelor de putere nu sunt încurajatoare. Dar, în marea majoritate a cazurilor, transformatorul de putere poate fi înlocuit cu o sursă de alimentare comutată. Dacă utilizați balast de la CFL-uri defecte în aceste scopuri, economiile se vor ridica la o sumă semnificativă, mai ales dacă vorbim de transformatoare de 100 wați sau mai mult.
Diferența dintre un circuit CFL și o sursă de alimentare cu impulsuri
Acesta este unul dintre cele mai comune scheme electrice lămpi economice. Pentru a converti un circuit CFL într-o sursă de alimentare comutată, este suficient să instalați doar un jumper între punctele A – A’ și să adăugați un transformator de impuls cu un redresor. Elementele care pot fi șterse sunt marcate cu roșu.
Și acesta este un circuit complet al unei surse de alimentare cu comutație, asamblat pe baza unui CFL folosind un transformator de impuls suplimentar.
Pentru a simplifica, lampa fluorescentă și mai multe părți au fost îndepărtate și înlocuite cu un jumper.
După cum puteți vedea, circuitul CFL nu necesită modificări majore. Elementele suplimentare introduse în schemă sunt marcate cu roșu.
Ce sursă de alimentare se poate face din CFL-uri?
Puterea sursei de alimentare este limitată de puterea totală a transformatorului de impulsuri, de curentul maxim admisibil al tranzistoarelor cheie și de dimensiunea radiatorului de răcire, dacă este utilizat.
O sursă de alimentare mică poate fi construită prin înfășurarea înfășurării secundare direct pe cadrul unui inductor existent.
Dacă fereastra de șoc nu permite înfășurarea înfășurării secundare sau dacă este necesar să se construiască o sursă de alimentare cu o putere care depășește semnificativ puterea CFL, atunci va fi necesar un transformator de impuls suplimentar.
Dacă trebuie să obțineți o sursă de alimentare cu o putere de peste 100 de wați și utilizați un balast de la o lampă de 20-30 de wați, atunci, cel mai probabil, va trebui să faceți mici modificări la circuitul de balast electronic.
În special, poate fi necesar să instalați diode mai puternice VD1-VD4 în puntea de redre de intrare și să rebobinați inductorul de intrare L0 cu un fir mai gros. Dacă câștigul de curent al tranzistorilor se dovedește a fi insuficient, atunci va trebui să creșteți curentul de bază al tranzistorilor prin reducerea valorilor rezistențelor R5, R6. În plus, va trebui să creșteți puterea rezistențelor din circuitele de bază și emițătoare.
Dacă frecvența de generare nu este foarte mare, atunci poate fi necesară creșterea capacității condensatoarelor de izolare C4, C6.
Transformator de impulsuri pentru alimentare
O caracteristică a surselor de alimentare comutatoare cu semi-punte cu autoexcitare este capacitatea de a se adapta la parametrii transformatorului utilizat. Și faptul că lanțul părere nu va trece prin transformatorul nostru de casă și simplifică complet sarcina de calculare a transformatorului și configurarea unității. Sursele de alimentare asamblate conform acestor scheme scutesc erorile de calcul de până la 150% sau mai mult. Testat în practică.
Nu te speria! Puteți înfășura un transformator de impuls în timpul vizionării unui film sau chiar mai repede dacă veți face această muncă monotonă cu concentrare.
Capacitatea filtrului de intrare și ondulația de tensiune
În filtrele de intrare ale balastului electronic, pentru a economisi spațiu, se folosesc condensatoare mici, de care depinde mărimea ondulației de tensiune cu o frecvență de 100 Hz.
Pentru a reduce nivelul de ondulare a tensiunii la ieșirea sursei de alimentare, trebuie să creșteți capacitatea condensatorului filtrului de intrare. Este recomandabil ca pentru fiecare watt de putere PSU să existe un microfarad sau cam asa ceva. O creștere a capacității C0 va atrage după sine o creștere a curentului de vârf care curge prin diodele redresoare în momentul pornirii sursei de alimentare. Pentru a limita acest curent, este nevoie de un rezistor R0. Dar, puterea rezistorului CFL original este mică pentru astfel de curenți și ar trebui înlocuită cu una mai puternică.
Dacă trebuie să construiți o sursă de alimentare compactă, puteți utiliza condensatori electrolitici, care sunt utilizați în lămpile cu film. De exemplu, camerele Kodak de unică folosință au condensatoare miniaturale fără semne de identificare, dar capacitatea lor este de până la 100µF la o tensiune de 350 de volți.
O sursă de alimentare cu o putere apropiată de puterea CFL-ului original poate fi asamblată fără măcar a înfășura un transformator separat. Dacă accelerația originală are suficientă spatiu liberîn fereastra circuitului magnetic, puteți înfășura câteva zeci de spire de sârmă și puteți obține, de exemplu, o sursă de alimentare pentru încărcător sau un mic amplificator de putere.
Imaginea arată că un strat de sârmă izolată a fost înfășurat peste înfășurarea existentă. Am folosit sârmă MGTF (sârmă toronată în izolație fluoroplastică). Cu toate acestea, în acest fel puteți obține o putere de doar câțiva wați, deoarece cea mai mare parte a ferestrei va fi ocupată de izolația firului, iar secțiunea transversală a cuprului în sine va fi mică.
Dacă este necesară mai multă putere, atunci poate fi utilizat un fir de bobinare obișnuit de cupru lăcuit.
Atenţie! Înfășurarea originală a inductorului este sub tensiune de rețea! Când faceți modificarea descrisă mai sus, asigurați-vă că aveți grijă de izolarea fiabilă între înfășurări, mai ales dacă înfășurarea secundară este înfășurată cu un fir de înfășurare obișnuit lăcuit. Chiar dacă înfășurarea primară este acoperită cu material sintetic folie protectoare, este necesară o umplutură suplimentară de hârtie!
După cum puteți vedea, înfășurarea inductorului este acoperită cu o peliculă sintetică, deși adesea înfășurarea acestor șocuri nu este protejată de nimic.
Învelim două straturi de carton electric de 0,05 mm grosime sau un strat de 0,1 mm grosime peste film. Dacă nu există carton electric, folosim orice hârtie de grosime adecvată.
Înfășurăm înfășurarea secundară a viitorului transformator deasupra garniturii izolatoare. Secțiunea transversală a firului trebuie selectată cât mai mare posibil. Numărul de ture este selectat experimental, din fericire vor fi puține.
Astfel, am reușit să obțin putere la o sarcină de 20 W la o temperatură a transformatorului de 60 °C și la o temperatură a tranzistorului de 42 °C. Nu a fost posibil să obțineți și mai multă putere la o temperatură rezonabilă a transformatorului din cauza suprafeței prea mici a ferestrei circuitului magnetic și a secțiunii transversale a firului rezultat.
Puterea furnizată încărcăturii este de 20 wați.
Frecvența auto-oscilațiilor fără sarcină este de 26 kHz.
Frecvența de auto-oscilație la sarcină maximă – 32 kHz
Temperatura transformatorului - 60ºС
Temperatura tranzistorului - 42ºС
Pentru a crește puterea sursei de alimentare, a trebuit să bobinam un transformator de impulsuri TV2. În plus, am crescut capacitatea condensatorului filtrului de tensiune de rețea C0 la 100µF.
Deoarece eficiența sursei de alimentare nu este de 100%, a trebuit să atașăm niște radiatoare la tranzistoare.
La urma urmei, dacă eficiența unității este chiar de 90%, va trebui totuși să disipați 10 wați de putere.
Am avut ghinion; balastul meu electronic a fost echipat cu tranzistori 13003 poz. 1, care se pare că a fost proiectat pentru a fi atașat la un radiator. Aceste tranzistoare nu au nevoie de garnituri, deoarece nu sunt echipate cu o platformă metalică, dar transferă și căldura mult mai rău. Le-am inlocuit cu tranzistoare 13007 pos 2 cu gauri pentru a putea fi insurubate la calorifere cu suruburi obisnuite. În plus, 13007 au curenți maximi admisi de câteva ori mai mari.
Dacă doriți, puteți înșuruba în siguranță ambele tranzistoare pe un radiator. Am verificat ca functioneaza.
Numai că carcasele ambelor tranzistoare trebuie să fie izolate de carcasa radiatorului, chiar dacă radiatorul se află în interiorul carcasei dispozitivului electronic.
Este convenabil să fixați cu șuruburi M2.5, pe care trebuie să puneți mai întâi șaibe izolatoare și secțiuni ale unui tub izolator (cambric). Este permisă utilizarea pastei termoconductoare KPT-8, deoarece nu conduce curentul.
Atenţie! Tranzistoarele sunt sub tensiune de rețea, așa că garniturile izolatoare trebuie să asigure condiții de siguranță electrică!
Rezistoarele echivalente de sarcină sunt plasate în apă deoarece puterea lor este insuficientă.
Puterea eliberată la sarcină este de 100 wați.
Frecvența auto-oscilațiilor la sarcină maximă este de 90 kHz.
Frecvența auto-oscilațiilor fără sarcină este de 28,5 kHz.
Temperatura tranzistorului – 75ºC.
Aria radiatoarelor fiecărui tranzistor este de 27 cm².
Temperatura clapetei TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000NM (Ø28 x Ø16 x 9mm)
Redresor
Toate redresoarele secundare ale unei surse de alimentare cu comutație pe jumătate de punte trebuie să fie cu undă completă. Dacă această condiție nu este îndeplinită, conducta magnetică poate deveni saturată.
Există două modele de redresor cu undă completă utilizate pe scară largă.
1. Circuit de punte.
2. Circuit cu punctul zero.
Circuitul de punte economisește un metru de fir, dar disipează de două ori mai multă energie pe diode.
Circuitul punct zero este mai economic, dar necesită două înfășurări secundare perfect simetrice. Asimetria numărului de spire sau locație poate duce la saturarea circuitului magnetic.
Cu toate acestea, tocmai circuitele cu punct zero sunt utilizate atunci când este necesar să se obțină curenți mari la tensiune joasă de ieșire. Apoi, pentru a minimiza și mai mult pierderile, în locul diodelor convenționale de siliciu, se folosesc diode Schottky, la care căderea de tensiune este de două până la trei ori mai mică.
Exemplu.
Redresoarele de alimentare ale computerului sunt proiectate conform unui circuit cu punct zero. Cu o putere furnizată la sarcina de 100 de wați și o tensiune de 5 volți, chiar și diodele Schottky pot disipa 8 wați.
100 / 5 * 0,4 = 8(Watt)
Dacă utilizați un redresor în punte și chiar și diode obișnuite, atunci puterea disipată de diode poate ajunge la 32 de wați sau chiar mai mult.
100 / 5 * 0,8 * 2 = 32 (Watt).
Acordați atenție acestui lucru atunci când proiectați o sursă de alimentare, astfel încât să nu trebuie să căutați unde a dispărut jumătate din putere.
În redresoarele de joasă tensiune este mai bine să folosiți un circuit cu un punct zero. În plus, cu înfășurarea manuală, puteți înfășura pur și simplu înfășurarea în două fire. În plus, diodele cu impulsuri de mare putere nu sunt ieftine.
Cum se conectează corect o sursă de alimentare comutată la rețea?
Pentru a configura sursele de alimentare comutatoare, se utilizează de obicei următorul circuit de conectare. Aici, o lampă incandescentă este folosită ca balast cu o caracteristică neliniară și protejează UPS-ul de defecțiuni în situații de urgență. Puterea lămpii este de obicei aleasă aproape de puterea sursei de alimentare comutatoare testată.
Când sursa de alimentare comutată funcționează la repaus sau la sarcină ușoară, rezistența filamentului lămpii este mică și nu afectează funcționarea unității. Când, din anumite motive, curentul tranzistorilor cheie crește, bobina lămpii se încălzește și rezistența acesteia crește, ceea ce duce la limitarea curentului la o valoare sigură.
Acest desen prezintă o diagramă a unui stand pentru testarea și configurarea surselor de alimentare cu impulsuri care îndeplinește standardele de siguranță electrică. Diferența dintre acest circuit și cel anterior este că este echipat cu un transformator de izolare, care asigură izolare galvanică UPS-ul aflat în studiu din reţeaua de iluminat. Comutatorul SA2 vă permite să blocați lampa atunci când sursa de alimentare furnizează mai multă putere.
O operație importantă la testarea unei surse de alimentare este testarea pe o sarcină echivalentă. Este convenabil să utilizați rezistențe puternice, cum ar fi PEV, PPB, PSB etc., ca sarcină. Aceste rezistențe „sticlo-ceramice” sunt ușor de găsit pe piața radio prin colorarea lor verde. Numerele roșii reprezintă puterea de disipare.
Din experiență se știe că din anumite motive nu există întotdeauna suficientă putere echivalentă cu sarcina. Rezistoarele enumerate mai sus pot timp limitat disipă de două până la trei ori puterea nominală. Când alimentatorul pornește perioadă lungă de timp pentru a verifica condițiile termice, iar puterea echivalentă a sarcinii este insuficientă, atunci rezistențele pot fi pur și simplu coborâte în apă.
Atenție, atenție la arsuri!
Rezistoarele de sarcină de acest tip se pot încălzi până la temperaturi de câteva sute de grade fără nicio manifestare externă!
Adică nu vei observa niciun fum sau schimbare de culoare și poți încerca să atingi rezistorul cu degetele.
Cum se configurează o sursă de alimentare comutată?
De fapt, o sursă de alimentare asamblată pe baza unui balast electronic funcțional nu necesită nicio ajustare specială.
Trebuie să fie conectat la sarcina echivalentă și să vă asigurați că sursa de alimentare este capabilă să furnizeze puterea calculată.
În timpul unei rulări sub sarcină maximă, trebuie să monitorizați dinamica creșterii temperaturii tranzistoarelor și transformatorului. Dacă transformatorul se încălzește prea mult, atunci trebuie fie să măriți secțiunea transversală a firului, fie să creșteți puterea totală a circuitului magnetic, sau ambele.
Dacă tranzistoarele devin foarte fierbinți, trebuie să le instalați pe calorifere.
Dacă un inductor înfășurat acasă de la un CFL este utilizat ca transformator de impuls, iar temperatura acestuia depășește 60... 65ºС, atunci puterea de sarcină trebuie redusă.
Care este scopul elementelor circuitului de alimentare cu comutare?
R0 – limite curent de vârf, care curge prin diodele redresoare în momentul pornirii. În CFL-uri servește adesea și ca siguranță.
VD1… VD4 – redresor în punte.
L0, C0 – filtru de putere.
R1, C1, VD2, VD8 – circuit de pornire a convertizorului.
Nodul de lansare funcționează după cum urmează. Condensatorul C1 este încărcat de la sursă prin rezistorul R1. Când tensiunea de pe condensatorul C1 atinge tensiunea de defalcare a dinistorului VD2, dinistorul se deblochează singur și deblochează tranzistorul VT2, provocând auto-oscilații. După ce apare generația, impulsuri pătrate sunt aplicate la catodul diodei VD8, iar potențialul negativ blochează în mod fiabil dinistorul VD2.
R2, C11, C8 – ușurează pornirea convertorului.
R7, R8 – îmbunătățește blocarea tranzistorului.
R5, R6 – limitează curentul bazelor tranzistorului.
R3, R4 – previne saturarea tranzistorilor și acționează ca siguranțe în cazul defectării tranzistorilor.
VD7, VD6 – protejează tranzistoarele de tensiune inversă.
TV1 – transformator de feedback.
L5 – șoc de balast.
C4, C6 sunt condensatoare de decuplare la care tensiunea de alimentare este împărțită la jumătate.
TV2 – transformator de impulsuri.
VD14, VD15 – diode de impuls.
C9, C10 – condensatoare de filtrare.
În prezent, așa-numitele lămpi fluorescente cu economie de energie devin din ce în ce mai răspândite. Spre deosebire de obicei lampă fluorescentă cu balast electromagnetic, lămpile de economisire a energiei cu balast electronic folosesc un circuit special.
Datorită acestui fapt, astfel de lămpi pot fi instalate cu ușurință într-o priză în locul unui bec incandescent convențional cu o bază standard E27 și E14. Este vorba despre lămpi fluorescente de uz casnic cu balast electronic despre care se va discuta în continuare.
Caracteristici distinctive ale lămpilor fluorescente față de lămpile incandescente convenționale.
Nu degeaba lămpile fluorescente sunt numite economisitoare de energie, deoarece utilizarea lor poate reduce consumul de energie cu 20-25%. Spectrul lor de emisie este mai consistent cu cel natural lumina zilei. În funcție de compoziția fosforului folosit, se pot produce lămpi cu diferite nuanțe de strălucire, atât tonuri mai calde, cât și mai reci. Trebuie remarcat faptul că lămpile fluorescente sunt mai durabile decât lămpile cu incandescență. Desigur, multe depind de calitatea designului și a tehnologiei de fabricație.
Dispozitiv cu lampă fluorescentă compactă (CFL).
O lampă fluorescentă compactă cu balast electronic (abreviat CFL) este formată dintr-un bec, o placă electronică și o soclu E27 (E14), cu care este instalată într-o soclu standard.
În interiorul carcasei se află o placă rotundă de circuit imprimat pe care este asamblat convertorul de înaltă frecvență. Convertorul la sarcină nominală are o frecvență de 40 - 60 kHz. Ca urmare a faptului că se folosește o frecvență de conversie destul de mare, caracteristica „intermitent” a lămpilor fluorescente cu balast electromagnetic (pe bază de șoc), care funcționează la o frecvență de alimentare de 50 Hz, este eliminată. Schema schematică a unui CFL este prezentată în figură.
Conform cu aceasta diagramă schematică De cele mai multe ori sunt asamblate modele destul de ieftine, de exemplu cele produse sub brand NavigatorȘi ERĂ. Dacă utilizați lămpi fluorescente compacte, atunci cel mai probabil acestea sunt asamblate conform diagramei de mai sus. Răspândirea valorilor parametrilor rezistențelor și condensatorilor indicați pe diagramă există de fapt. Acest lucru se datorează faptului că lămpile de diferite puteri folosesc elemente cu parametri diferiți. În caz contrar, designul circuitului unor astfel de lămpi nu este mult diferit.
Să aruncăm o privire mai atentă asupra scopului radioelementelor prezentate în diagramă. Pe tranzistoare VT1Și VT2 a fost asamblat un generator de înaltă frecvență. Tranzistoarele de înaltă tensiune din siliciu sunt utilizate ca tranzistoare VT1 și VT2 n-p-n Tranzistoare seria MJE13003 în pachet TO-126. De obicei, numai indexul digital 13003 este indicat pe corpul acestor tranzistoare. Tranzistoarele MPSA42 într-un pachet mai mic format TO-92 sau tranzistoare similare de înaltă tensiune pot fi, de asemenea, utilizate.
Dinistor simetric miniatural DB3 (VS1) servește la pornirea automată a convertorului în momentul alimentării cu energie. În exterior, dinistorul DB3 arată ca o diodă în miniatură. Este necesar un circuit de pornire automată, deoarece convertorul este asamblat conform unui circuit cu feedback de curent și, prin urmare, nu pornește singur. În lămpile cu putere redusă, dinistorul poate lipsi cu totul.
Punte de diode realizată pe elemente VD1 – VD4 servește la redresarea curentului alternativ. Condensatorul electrolitic C2 netezește ondulațiile tensiunii redresate. Puntea de diodă și condensatorul C2 sunt cel mai simplu redresor de rețea. De la condensatorul C2 presiune constantă merge la convertor. Puntea de diode poate fi realizată folosind elemente separate (4 diode), sau poate fi folosit un ansamblu de diode.
În timpul funcționării sale, convertorul generează interferențe de înaltă frecvență, ceea ce este nedorit. Condensator C1, sufocare (inductor) L1 si rezistenta R1 preveni răspândirea interferențelor de înaltă frecvență prin rețeaua electrică. La unele lămpi, aparent pentru a economisi bani :) este instalat un jumper de sârmă în loc de L1. De asemenea, multe modele nu au o siguranță FU1, care este indicat în diagramă. În astfel de cazuri, rezistența de rupere R1 joaca si rolul unei simple sigurante. În caz de defecțiune circuit electronic Curentul consumat depășește o anumită valoare, iar rezistența se arde, întrerupând circuitul.
regulator L2 de obicei asamblate la SH-figurativ miez magnetic de ferită și arată ca un transformator blindat în miniatură. Pe placă de circuit imprimat Această accelerație ocupă o cantitate impresionantă de spațiu. Înfășurarea inductorului L2 conține 200 - 400 de spire de sârmă cu diametrul de 0,2 mm. De asemenea, puteți găsi un transformator pe placa de circuit imprimat, care este indicat pe diagramă ca T1. Transformatorul T1 este asamblat pe un miez magnetic inel cu un diametru exterior de aproximativ 10 mm. Transformatorul are 3 infasurari infasurate cu montaj sau fir de infasurare cu diametrul de 0,3 - 0,4 mm. Numărul de spire ale fiecărei înfășurări variază de la 2 - 3 la 6 - 10.
Becul lampa fluorescenta are 4 fire din 2 spirale. Conductoarele spiralelor sunt conectate la placa electronică folosind metoda răsucirii la rece, adică fără lipire și sunt înșurubate pe pini de sârmă rigidă care sunt lipiți în placă. La lămpile de putere redusă cu dimensiuni mici, cablurile spiralelor sunt lipite direct în placa electronică.
Repararea lămpilor fluorescente de uz casnic cu balast electronic.
Producătorii de lămpi fluorescente compacte susțin că durata lor de viață este de câteva ori mai lungă decât cea a lămpilor cu incandescență convenționale. Dar, în ciuda acestui fapt, lămpile fluorescente de uz casnic cu balast electronic eșuează destul de des.
Acest lucru se datorează faptului că folosesc componente electronice, nu este conceput pentru suprasarcină. De asemenea, merită remarcat procentul mare de produse defecte și manopera de calitate scăzută. În comparație cu lămpile cu incandescență, costul lămpilor fluorescente este destul de mare, așa că repararea unor astfel de lămpi este justificată cel puțin în scopuri personale. Practica arată că cauza defecțiunii este în principal o defecțiune a părții electronice (convertor). După o simplă reparație, performanța CFL este complet restaurată și acest lucru vă permite să reduceți costurile financiare.
Înainte de a începe să vorbim despre reparațiile CFL, să atingem subiectul ecologiei și siguranței.
În ciuda calităților lor pozitive, lămpile fluorescente sunt dăunătoare atât pentru mediu, cât și pentru sănătatea umană. Cert este că în balon există vapori de mercur. Dacă este spart, vaporii periculoși de mercur vor pătrunde în mediul înconjurător și, eventual, în corpul uman. Mercurul este clasificat ca substanță Clasa I de pericol .
Dacă balonul este deteriorat, trebuie să părăsiți camera timp de 15-20 de minute și să ventilați imediat cu forță camera. Trebuie să fiți atenți când utilizați lămpi fluorescente. Trebuie amintit că compușii de mercur folosiți în lămpile de economisire a energiei sunt mai periculoși decât mercurul metalic obișnuit. Mercurul poate rămâne în corpul uman și poate dăuna sănătății.
Pe lângă acest dezavantaj, trebuie remarcat faptul că spectrul de emisie al unei lămpi fluorescente conține radiații ultraviolete dăunătoare. Dacă stai mult timp aproape de o lampă fluorescentă, este posibilă iritația pielii, deoarece este sensibilă la radiațiile ultraviolete.
Prezența compușilor de mercur foarte toxici în bec este motivul principal al ecologiștilor care solicită reducerea producției de lămpi fluorescente și trecerea la lămpi cu LED-uri mai sigure.
Demontarea unei lămpi fluorescente cu balast electronic.
În ciuda ușurinței de a dezasambla o lampă fluorescentă compactă, ar trebui să aveți grijă să nu spargeți becul. După cum sa menționat deja, în balon există vapori de mercur periculoși pentru sănătate. Din păcate, rezistența baloanelor de sticlă este scăzută și lasă mult de dorit.
Pentru a deschide carcasa în care se află circuitul electronic al convertorului, este necesar să eliberați zăvorul din plastic care ține cele două părți din plastic ale carcasei împreună cu un obiect ascuțit (o șurubelniță îngustă).
În continuare, ar trebui să deconectați cablurile spiralelor de la circuitul electronic principal. Este mai bine să faceți acest lucru cu un clește îngust, ridicând capătul ieșirii firului spiralat și desfășurând spirele de la știfturile firului. După aceasta, este mai bine să plasați balonul de sticlă într-un loc sigur pentru a preveni spargerea acestuia.
Placa electronică rămasă este conectată prin doi conductori la a doua parte a carcasei, pe care este montată o bază standard E27 (E14).
Restabilirea funcționalității lămpilor cu balast electronic.
Când restaurați un CFL, primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să verificați integritatea filamentelor (spiralelor) din interiorul becului de sticlă. Integritatea filamentelor poate fi verificată cu ușurință folosind un ohmmetru obișnuit. Dacă rezistența firelor este scăzută (câțiva ohmi), atunci firul funcționează. Dacă în timpul măsurării rezistența este infinit de mare, atunci filamentul s-a ars și este imposibil să folosiți balonul în acest caz.
Cele mai vulnerabile componente ale unui convertor electronic realizat pe baza circuitului deja descris (vezi schema circuitului) sunt condensatoarele.
Dacă lampa fluorescentă nu se aprinde, atunci condensatoarele C3, C4, C5 trebuie verificate pentru defecțiuni. Când sunt supraîncărcați, acești condensatori eșuează deoarece tensiunea aplicată depășește tensiunea pentru care sunt proiectați. Dacă lampa nu se aprinde, dar becul strălucește în zona electrozilor, atunci condensatorul C5 poate fi spart.
În acest caz, convertorul funcționează corect, dar, deoarece condensatorul este rupt, nu are loc o descărcare în bec. Condensatorul C5 este inclus circuit oscilator, în care în momentul pornirii apare un impuls de înaltă tensiune, ducând la apariția unei descărcări. Prin urmare, dacă condensatorul este spart, lampa nu va putea trece în mod normal în modul de funcționare, iar în zona spiralelor se va observa o strălucire cauzată de încălzirea spiralelor.
Rece Și Fierbinte modul pornirea lămpilor fluorescente.
Există două tipuri de lămpi fluorescente de uz casnic:
Cu pornire la rece
Cu pornire la cald
Dacă CFL se aprinde imediat după pornire, atunci are o pornire la rece. Acest mod este rău deoarece în acest mod catozii lămpii nu sunt preîncălziți. Acest lucru poate duce la arderea filamentelor din cauza fluxului unui impuls de curent.
Pentru lămpile fluorescente, este de preferat pornirea la cald. În timpul pornirii la cald, lampa se aprinde lin în 1-3 secunde. În aceste câteva secunde, filamentele se încălzesc. Se știe că un filament rece are o rezistență mai mică decât un filament încălzit. Prin urmare, în timpul pornirii la rece, un impuls de curent semnificativ trece prin filament, ceea ce poate provoca în cele din urmă arderea acestuia.
Pentru lămpile cu incandescență convenționale, pornirea la rece este standard, așa că mulți oameni știu că se sting chiar în momentul în care sunt aprinse.
Pentru a implementa pornirea la cald în lămpile cu balast electronic, se utilizează următorul circuit. Un pozistor (PTC - termistor) este conectat în serie cu filamentele. În schema de circuit, acest pozitor va fi conectat în paralel cu condensatorul C5.
În momentul pornirii, ca urmare a rezonanței pe condensatorul C5 și, în consecință, pe electrozii lămpii, tensiune înaltă, necesar pentru aprinderea lui. Dar în acest caz, filamentele sunt slab încălzite. Lampa se aprinde instantaneu. În acest caz, un pozistor este conectat în paralel cu C5. În momentul pornirii, pozitorul are o rezistență scăzută, iar factorul de calitate al circuitului L2C5 este semnificativ mai mic.
Ca urmare, tensiunea de rezonanță este sub pragul de aprindere. În câteva secunde, pozistorul se încălzește și rezistența acestuia crește. În același timp, filamentele se încălzesc și ele. Crește factorul de calitate al circuitului și, în consecință, crește tensiunea la electrozi. Are loc o pornire lină la cald a lămpii. În modul de funcționare, pozitorul are o rezistență ridicată și nu afectează modul de funcționare.
Nu este neobișnuit ca acest pozistor să se defecteze, iar lampa pur și simplu nu se aprinde. Prin urmare, atunci când reparați lămpile cu balast, ar trebui să acordați atenție acesteia.
Destul de des, rezistorul de rezistență scăzută R1 se arde, care, așa cum am menționat deja, joacă rolul unei siguranțe.
Elementele active, cum ar fi tranzistoarele VT1, VT2, diode de punte redresoare VD1 - VD4 merită de asemenea verificate. De regulă, cauza defecțiunii lor este o defecțiune electrică. p-n tranziții. Dinistorul VS1 și condensatorul electrolitic C2 rareori eșuează în practică.
Lămpile de economisire a energiei sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în producție în timp devin inutilizabile, dar multe dintre ele pot fi restaurate după reparații simple. Dacă lampa în sine eșuează, atunci din „umplutura” electronică puteți face destul de bloc puternic alimentare la orice tensiune dorită.
Cum arată o sursă de alimentare de la o lampă de economisire a energiei?
În viața de zi cu zi, aveți nevoie adesea de o sursă de alimentare de joasă tensiune compactă, dar în același timp puternică, puteți face una folosind o lampă de economisire a energiei. În lămpi, lămpile se defectează cel mai adesea, dar sursa de alimentare rămâne în stare de funcționare.
Pentru a realiza o sursă de alimentare, trebuie să înțelegeți principiul de funcționare al electronicii conținute într-o lampă de economisire a energiei.
Avantajele comutării surselor de alimentare
În ultimii ani, a existat o tendință clară de a se îndepărta de la sursele clasice de alimentare cu transformator la cele cu comutare. Acest lucru se datorează, în primul rând, dezavantajelor majore ale surselor de alimentare cu transformatoare, cum ar fi masa mare, capacitatea scăzută de suprasarcină și eficiența scăzută.
Eliminarea acestor neajunsuri în blocuri de puls nutriție, precum și dezvoltare element de bază a făcut posibilă utilizarea pe scară largă a acestor unități de putere pentru dispozitive cu putere de la câțiva wați la mulți kilowați.
Schema de alimentare
Principiul de funcționare a unei surse de alimentare comutatoare într-o lampă de economisire a energiei este exact același ca în orice alt dispozitiv, de exemplu, într-un computer sau un televizor.
În termeni generali, funcționarea unei surse de alimentare comutatoare poate fi descrisă după cum urmează:
- Curentul alternativ al rețelei este transformat în curent continuu fără a-și schimba tensiunea, adică. 220 V.
- Un convertor de lățime a impulsurilor care utilizează tranzistori transformă tensiunea de curent continuu în impulsuri dreptunghiulare cu o frecvență de 20 până la 40 kHz (în funcție de modelul lămpii).
- Această tensiune este furnizată lămpii prin inductor.
Să ne uităm la circuitul și procedura de operare a unei surse de alimentare cu lămpi de comutare (figura de mai jos) mai detaliat.
Circuit electronic de balast pentru o lampă de economisire a energiei
Tensiunea de rețea este furnizată redresorului în punte (VD1-VD4) printr-un rezistor limitator R 0 de rezistență mică, apoi tensiunea redresată este netezită pe un condensator de filtru de înaltă tensiune (C 0) și printr-un filtru de netezire (L0) este alimentat la convertorul tranzistorului.
Convertorul tranzistorului pornește în momentul în care tensiunea la condensatorul C1 depășește pragul de deschidere al dinistorului VD2. Acest lucru va porni generatorul pe tranzistoarele VT1 și VT2, rezultând auto-generare la o frecvență de aproximativ 20 kHz.
Alte elemente de circuit precum R2, C8 și C11 joacă un rol de susținere, facilitând pornirea generatorului. Rezistoarele R7 și R8 măresc viteza de închidere a tranzistoarelor.
Și rezistențele R5 și R6 servesc ca limitatoare în circuitele de bază ale tranzistoarelor, R3 și R4 le protejează de saturație, iar în cazul unei defecțiuni joacă rolul de siguranțe.
Diodele VD7, VD6 sunt de protecție, deși multe tranzistoare proiectate să funcționeze în astfel de dispozitive au astfel de diode încorporate.
TV1 este un transformator, cu înfășurările sale TV1-1 și TV1-2, tensiunea de feedback de la ieșirea generatorului este furnizată circuitelor de bază ale tranzistoarelor, creând astfel condiții pentru funcționarea generatorului.
În figura de mai sus, părțile care trebuie îndepărtate la refacerea blocului sunt evidențiate cu roșu punctele A–A` trebuie conectate cu un jumper.
Modificarea blocului
Înainte de a începe refacerea sursei de alimentare, ar trebui să decideți ce putere curentă trebuie să aveți la ieșire, de aceasta va depinde adâncimea actualizării. Deci, dacă este necesară o putere de 20-30 W, atunci modificarea va fi minimă și nu va necesita prea multă intervenție în circuitul existent. Dacă trebuie să obțineți o putere de 50 de wați sau mai mult, atunci va fi necesară o actualizare mai amănunțită.
Trebuie reținut că ieșirea sursei de alimentare va fi tensiune DC, nu AC. Este imposibil să se obțină o tensiune alternativă cu o frecvență de 50 Hz dintr-o astfel de sursă de alimentare.
Puterea de determinare
Puterea poate fi calculată folosind formula:
P – putere, W;
I – puterea curentului, A;
U – tensiune, V.
De exemplu, să luăm o sursă de alimentare cu următorii parametri: tensiune – 12 V, curent – 2 A, atunci puterea va fi:
Ținând cont de suprasarcină, se pot accepta 24-26 W, astfel încât fabricarea unei astfel de unități va necesita intervenția minimă în circuitul unei lămpi de economisire a energiei de 25 W.
Piese noi
Adăugarea de noi piese la diagramă
Detaliile adăugate sunt evidențiate cu roșu, acestea sunt:
- punte de diode VD14-VD17;
- doi condensatori C9, C10;
- înfășurare suplimentară plasată pe șocul de balast L5, numărul de spire este selectat experimental.
Înfășurarea adăugată la inductor joacă un alt rol important ca transformator de izolare, protejând împotriva tensiunii de rețea care ajunge la ieșirea sursei de alimentare.
Pentru a determina numărul necesar de spire în înfășurarea adăugată, faceți următoarele:
- o înfășurare temporară este înfășurată pe inductor, aproximativ 10 spire din orice fir;
- conectat la un rezistor de sarcină cu o putere de cel puțin 30 W și o rezistență de aproximativ 5-6 Ohmi;
- conectați-vă la rețea, măsurați tensiunea la rezistența de sarcină;
- împărțiți valoarea rezultată la numărul de spire pentru a afla câți volți sunt pe 1 tură;
- calculați numărul necesar de spire pentru o înfășurare permanentă.
Un calcul mai detaliat este prezentat mai jos.
Testați activarea sursei de alimentare convertite
După aceasta, este ușor să calculați numărul necesar de ture. Pentru a face acest lucru, tensiunea care este planificată a fi obținută din acest bloc este împărțită la tensiunea unei spire, se obține numărul de spire și se adaugă aproximativ 5-10% la rezultatul obținut în rezervă.
W=U out /U vit, unde
W – numărul de spire;
U out – necesar tensiune de ieșire alimentare electrică;
U vit – tensiune pe tură.
Înfășurarea unei înfășurări suplimentare pe un inductor standard
Înfășurarea originală a inductorului este sub tensiune de rețea! Atunci când înfășurați o înfășurare suplimentară deasupra acesteia, este necesar să asigurați izolație între înfășurări, mai ales dacă este înfășurat un fir de tip PEL, în izolație emailată. Pentru izolarea de întreținere, puteți utiliza bandă de politetrafluoretilenă pentru a etanșa conexiunile filetate, care este folosită de instalatori, grosimea sa este de numai 0,2 mm.
Puterea într-un astfel de bloc este limitată de puterea totală a transformatorului utilizat și de curentul admisibil al tranzistorilor.
Sursă de putere mare
Acest lucru va necesita o actualizare mai complexă:
- transformator suplimentar pe un inel de ferită;
- înlocuirea tranzistoarelor;
- instalarea tranzistoarelor pe radiatoare;
- creşterea capacităţii unor condensatoare.
Ca urmare a acestei modernizari se obtine o sursa de alimentare cu o putere de pana la 100 W, cu o tensiune de iesire de 12 V. Este capabila sa furnizeze un curent de 8-9 amperi. Acest lucru este suficient pentru a alimenta, de exemplu, o șurubelniță de putere medie.
Schema sursei de alimentare actualizate este prezentată în figura de mai jos.
Sursa de alimentare 100W
După cum se vede în diagramă, rezistența R0 a fost înlocuită cu una mai puternică (3 wați), rezistența sa a fost redusă la 5 ohmi. Poate fi inlocuit cu doua de 2 watt 10 ohmi, conectandu-le in paralel. În plus, C 0 - capacitatea sa este crescută la 100 μF, cu o tensiune de funcționare de 350 V. Dacă nu este de dorit să creșteți dimensiunile sursei de alimentare, atunci puteți găsi un condensator miniatural de o astfel de capacitate, în special, îl poate lua de la o cameră de filmare.
A furniza funcționare fiabilă bloc, este util să reduceți ușor valorile rezistențelor R 5 și R 6, la 18-15 ohmi și, de asemenea, să creșteți puterea rezistențelor R 7, R 8 și R 3, R 4. Dacă frecvența de generare se dovedește a fi scăzută, atunci valorile condensatoarelor C 3 și C 4 – 68n ar trebui crescute.
Cea mai dificilă parte poate fi realizarea transformatorului. În acest scop, inelele de ferită de dimensiuni adecvate și permeabilitate magnetică sunt cel mai adesea utilizate în blocurile de impulsuri.
Calculul unor astfel de transformatoare este destul de complicat, dar există multe programe pe Internet cu care acest lucru este foarte ușor de făcut, de exemplu, „Programul de calcul al transformatorului de impuls Lite-CalcIT”.
Cum arată un transformator de impulsuri?
Calculul efectuat cu ajutorul acestui program a dat următoarele rezultate:
Pentru miezul folosit inel de ferită, diametrul său exterior este de 40, diametrul său interior este de 22 și grosimea este de 20 mm. Înfășurarea primară cu fir PEL - 0,85 mm 2 are 63 de spire, iar cele două înfășurări secundare cu același fir au 12.
Înfășurarea secundară trebuie înfășurată în două fire deodată și este recomandabil să le răsuciți mai întâi ușor împreună pe toată lungimea, deoarece aceste transformatoare sunt foarte sensibile la asimetria înfășurărilor. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci diodele VD14 și VD15 se vor încălzi neuniform, iar acest lucru va crește și mai mult asimetria, ceea ce le va deteriora în cele din urmă.
Dar astfel de transformatoare iartă cu ușurință erorile semnificative la calcularea numărului de spire, până la 30%.
Deoarece acest circuit a fost proiectat inițial pentru a funcționa cu o lampă de 20 W, tranzistorii 13003 au fost instalați (2). Este posibil să fie instalate pe o placă metalică (radiator) cu o suprafață de aproximativ 30 cm2.
Proces
Un test de funcționare trebuie efectuat cu anumite precauții luate pentru a nu deteriora sursa de alimentare:
- Prima rulare de testare trebuie efectuată folosind o lampă incandescentă de 100 W pentru a limita curentul la sursa de alimentare.
- Asigurați-vă că conectați la ieșire un rezistor de sarcină de 3-4 ohmi cu o putere de 50-60 W.
- Dacă totul a decurs conform așteptărilor, lăsați-l să funcționeze timp de 5-10 minute, opriți-l și verificați gradul de încălzire al transformatorului, tranzistoarelor și diodelor redresoare.
Dacă nu s-au făcut erori în timpul procesului de înlocuire a pieselor, sursa de alimentare ar trebui să funcționeze fără probleme.
Dacă un test de funcționare arată că unitatea funcționează, tot ce rămâne este să o testați în modul de încărcare completă. Pentru a face acest lucru, reduceți rezistența rezistenței de sarcină la 1,2-2 ohmi și conectați-l la rețea direct fără bec timp de 1-2 minute. Apoi opriți și verificați temperatura tranzistoarelor: dacă depășește 60 0 C, atunci acestea vor trebui instalate pe calorifere.
