Миниатюрные электронные балласты на IR53HD420Следующий пример электронного балласта, который мы рассмотрим— это миниатюрный электронный балласт, выполненный на гибридной микросхеме IR53HD420 (IR51HD420), в которую встроены силовые транзисторы и диод вольтодобавки. Сверхминиатюрные электронные балласты, выполненные на гибридной микросхеме IR51HD420, рассчитаны на совместную работу с одиночными лампами, имеющими ток до 0,3 А, и широко используются с компактными люминесцентными лампами. Дроссель сетевого фильтра L1 намотан на ферритовом кольце К20х12х6 М2000НМ двухжильным сетевым проводом (или сложенным вдвое МГТФ) до полного заполнения окна. Хорошие результаты помехоподавления в сочетании с миниатюрными размерами дают специализированные фильтры EPCOS: B84110-B-A14, В84110-А-А5, В84110-А-А10, В84110-А-А20. Дроссель электронного балласта L2 выполнен на Ш-образном магнитопроводе из феррита М2000НМ. Типоразмер сердечника Ш5х5 с зазором 5 = 0,4 мм под всеми тремя рабочими поверхностями Ш-образного сердечника. Величина зазора в нашем случае — это толщина прокладки между соприкосающимися поверхностями половинок магаитопровода. Для изготовления зазора необходимо проложить прокладки из немагнитного материала (нефольгированньш стеклотекстолит или гетинакс) толщиной 0,4 мм между соприкосающимися поверхностями половинок магнитопровода и скрепить эпоксидным клеем. От величины немагнитного зазора зависит величина индуктивности дросселя (при постоянном количестве витков). При уменьшении зазора индуктивность возрастает, при увеличении — уменьшается. Обмотка L2 — 180 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,25 мм. Межслойная изоляция — лакоткань. Намотка — виток к витку. Диодный мост VD1 — импортный RS207, допустимый прямой ток 2 А, обратное напряжение 1000 В. Можно заменить на четыре диода с соответствующими параметрами.
Гибридную микросхему IR51HD420 можно заменить на IR53HD420, IR51H420, IR53H420. При использовании IR51H420, IR53H420 нужно учесть, что у этих микросхем отсутствует встроенный диод вольтодобавки (между выводами 1 и 6), и его следует установить. Используемый при этом диод должен быть класса ultra-fast (сверхбыстрый) с параметрами: обратное напряжение 400 В; допустимый прямой постоянный ток 1 А; время обратного восстановления 35 не. Подойдут 11DF4, BYV26B/C/D, HER156, HER157, HER105—HER108, HER205—HER208, SF18, SF28, SF106— SF109. Диод должен располагаться как можно ближе к микросхеме. R3, С5, С6 — SMD элементы для поверхностного монтажа (С6 на 60 В). Конденсаторы С1, С2, С7 — К73-17. С1, С2 — на 630 В, С7 — на 400 или 630 В; СЗ — электролитический (два по 10 мкФ в параллель) импортный на номинальное напряжение не менее 350 В; С4 — электролитический на 25 В; С8 — полипропиленовый К78-2 на 1000 В. Варистор RU1 фирмы EPCOS — S14K275, S20K275, заменим на TVR (FNR) 14431, TVR (FNR) 20431 или отечественный СН2-1а-430 В. R1 — проволочный 2,2...4,7 Ом мощностью 1...2 Вт, можно заменить на терморезистор (термистор) с отрицательным температурным коэффициентом (NTC — Negative Temperature Coefficient) — SCK 105 (10 Ом, 5 А) или фирмы EPCOS — B57234-S10-M, B57364-S100-M. RK2 — позистор, такой же как и в электронном балласте на IR2153. Балласт собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита и помещен в алюминиевый экранирующий кожух. Печатная плата и расположение элементов. Рекомендации по настройке аналогичны тем, которые были рассмотрены в разделе, посвященном электронному балласту на IR2153. Следующий вариант электронного балласта, имеет несколько измененную цепочку предварительного прогрева катодов. Она образована элементами С7, С8, RK1. Особенность работы заключается в том, что в начальный момент малое сопротивление (300 Ом) холодного позистора RK1 шунтирует конденсатор С8, и резонансная частота балластной схемы F6 определяется элементами L2, С7 в соответствии с формулойЧастота F6 ниже, чем частота внутреннего генератора Fr микросхемы, которая задается элементами R3, С4 в соответствии с формулой При таких условиях лампа не зажигается. Происходит прогрев электродов током, протекающим через С7, RK1. Одновременно при этом нагревается позистор, сопротивление его резко увеличивается, и он перестает шунтировать С8. Резонансная частота балластной схемы F6 теперь определяется элементами L2 и последовательным соединением С7, С8. F5 становится равным FT — лампа зажигается. R3 выбирается из условия обеспечения выполнения описанных выше равенств. Цепочка С1, СЗ, L1 — помехоподавляющая. Схема имеет дополнительные возможности: • установка времени прогрева накальных электродов лампы; • наличие защитного режима работы электронного балласта при перегорании накальных электродов и отсутствия лампы. Схема двуступенчатого прогрева накальных электродов образована элементами R3—R5, С5, С7, VD2—VD4, VT1, VT2. Время прогрева накальных электродов задается элементами R3, С5, VD2, VD3. Работает схема следующим образом. В начальный момент транзисторы VT1, VT2 закрыты — частота работы драйвера и прогрева определяется элементами R6, С6, С7, VD4. Эта частота выше резонансной, напряжение на лампе недостаточно для ее зажигания. По мере заряда конденсатора С5 напряжение на нем возрастает. Открывается первый пороговый элемент на стабилитроне VD3, что в свою очередь приводит к открытию ключевого элемента VT1. После этого частота драйвера определяется элементами R6, С6, С7. Процесс прогрева электродов продолжается. Далее с ростом напряжения на С5 открывается второй пороговый элемент на стабилитроне VD2, что в свою очередь приводит к открытию ключевого элемента VT2. Частота драйвера уменьшается (определяется элементами R6, С6) и становится равной резонансной частоте. Процесс прогрева электродов заканчивается, индуктивный резонансный выброс напряжения зажигает лампу. Транзисторы VT1, VT2 — это n-канальные MOSFET в корпусе SOT-23 с параметрами: • максимальный ток стока IQ 1,2 А; • импульсный максимальный ток стока /DM 7,4 А; • максимальное напряжение сток-исток VDS 20 В; • максимальная рассеиваемая мощность PD 540 мВт; • сопротивление в открытом состоянии 0,25 Ом. Защитный режим работы электронного балласта при перегорании накальных электродов и отсутствия лампы реализован на особом способе питания IR51HD420. Элементы СИ, VD5, VD6 образуют своеобразную цепь подпитки драйвера. Резистор R2 подбирают таким образом, что при установленной и исправной лампе совместно со схемой подпитки образуется достаточный ток для нормальной работы драйвера (напряжение на выводе 1 при этом 13... 15 В). Но при обрыве электродов или отсутствии лампы процесс подпитки нарушается, напряжение на питающем выводе 1 падает, микросхема IR51HD420 переходит в защитный режим работы, характеризующийся периодической блокировкой схемы управления силовыми ключами. Схемотехнические решения, использованные в электронных балластах на IR5xHD420, применимы и к электронным балластам на IR215x, рассмотренным ранее. ВНИМАНИЕ! Конструкции гальванически связанны с электрической сетью. Потенциально опасны для жизни из-за возможного поражения электрическим током. Поэтому при изготовлении, проверке, налаживании и эксплуатации следует помнить о строгом соблюдении мер электробезопасности. Конструкции должны быть выполнены так, чтобы Исключить случайное каса¬ние оголенных выводов проводников или деталей. Проверяя работу кон¬струкций, не следует касаться руками ее деталей или цепей, а заменяемые детали перепаивать только при полном отключении от электрической сети (вынутой из розетки сетевой вилке). |
