제안 된 40 와트 전자식 안정기는 고효율 및 최적의 밝기로 모든 40 와트 형광등을 비추도록 설계되었습니다.

제안 된 전자 형광 안정기의 PCB 레이아웃도 토 로이드 및 버퍼 초크 권선 세부 사항과 함께 제공됩니다.

소개

유망하고 가장 많이 언급되는 LED 기술조차도 현대 전자 형광 안정기 조명과 동일한 조명을 생산할 수 없을 것입니다. 이러한 전자 튜브 조명의 회로는 LED 조명보다 효율이 더 나은 여기에서 설명합니다.

10 년 전만해도 전자식 안정기는 비교적 새롭고 빈번한 고장과 높은 비용으로 인해 일반적으로 모든 사람이 선호하지 않았습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 장치는 몇 가지 심각한 개선을 거쳤으며 결과는 더 안정적이고 오래 지속되기 시작하면서 고무적이었습니다. 최신 전자식 안정기는 더 효율적이고 고장이 없습니다.

전기식 안정기와 전자식 안정기의 차이점

그렇다면 오래된 전기식 안정기와 비교하여 전자식 형광등 안정기를 사용하는 정확한 이점은 무엇입니까? 차이점을 올바르게 이해하려면 일반 전기 안정기가 어떻게 작동하는지 아는 것이 중요합니다.

전기 안정기는 적층 철심 위에 구리선을 감아 만든 단순한 고전류 주 전압 인덕터에 불과합니다.

기본적으로 우리 모두가 알고 있듯이 형광등은 점화하고 전자가 끝 필라멘트 사이에서 연결되도록하기 위해 높은 초기 전류 추력이 필요합니다. 이 전도가 연결되면이 전도를 유지하기위한 전류 소비와 조명이 최소화됩니다. 전기 안정기는이 초기 전류를 '차단'한 다음 점화가 완료되면 임피던스를 증가시켜 전류 공급을 제어하는 데 사용됩니다.

전기 안정기에서 스타터 사용

스타터는 간헐적 인 접점을 통해 초기 '킥'이 적용되도록합니다. 그 동안 구리 권선에 저장된 에너지가 필요한 고전류를 생성하는 데 사용됩니다.

스타터는 튜브가 점화되면 작동을 멈추고 안정기가 튜브를 통해 라우팅되기 때문에이를 통해 AC가 지속적으로 흐르기 시작하며 자연적인 특성으로 인해 높은 임피던스를 제공하고 전류를 제어하며 최적의 빛을 유지하는 데 도움이됩니다.

그러나 전압의 변화와 이상적인 계산의 부족으로 인해 전기 안정기는 매우 비효율적이되어 열을 통해 많은 에너지를 낭비하고 낭비 할 수 있습니다. 실제로 측정하면 40 와트 전기 초크 고정 장치가 필요한 양의 거의 두 배인 70 와트의 전력을 소비 할 수 있음을 알 수 있습니다. 또한 관련된 초기 깜박임을 인식 할 수 없습니다.

전자식 안정기가 더 효율적입니다.

반면 전자식 안정기는 효율성 측면에서 정반대입니다. 제가 만든 제품은 230 볼트에서 0.13A의 전류를 소비하고 평소보다 훨씬 더 밝게 보이는 광도를 생성했습니다. 지난 3 년 동안 아무 문제없이이 회로를 사용해 왔습니다 (단, 끝 부분이 검게되고 빛이 덜 나오기 시작하면서 튜브를 한 번 교체해야했지만).

“교류의 한 가지 방법은 무엇입니까? ”

전류 판독 자체는 회로가 얼마나 효율적인지, 전력 소비는 약 30 와트에 불과하며 출력 조명은 50 와트에 해당한다는 것을 증명합니다.

전자식 안정기 회로의 작동 원리

제안 된 전자 형광등 안정기의 작동 원리는 다소 간단합니다. AC 신호는 먼저 브리지 / 커패시터 구성을 사용하여 정류되고 필터링됩니다. 다음은 간단한 2 개의 트랜지스터 교차 결합 발진기 스테이지로 구성됩니다. 정류 된 DC는 필요한 고주파수에서 즉시 발진을 시작하는이 단계에 적용됩니다. 진동은 일반적으로 연결된 튜브를 점화하고 조명하는 데 최종적으로 사용되기 전에 인덕터를 통해 적절하게 버퍼링되는 구형파입니다. 다이어그램은 간단한 변경을 통해 230V 모델로 쉽게 수정할 수있는 110V 버전을 보여줍니다.

다음 그림은 일반 부품을 사용하여 집에서 수제 전자 40 와트 전자 형광 안정기 회로를 만드는 방법을 명확하게 설명합니다.

PCB 부품 레이아웃

경고 : 공급 입력에 MOV와 서미스터를 포함 시키십시오. 그렇지 않으면 회로가 예측할 수 없게되고 어떤 순간에도 폭발 할 수 있습니다.

또한 더 나은 효율성과 더 긴 수명을 위해 별도의 4 * 1 인치 히트 싱크 위에 트랜지스터를 장착하십시오.

PCB 트랙 레이아웃

토 로이드 인덕터

초크 인덕터

부품 목록

R1, R2, R5 = 330K MFR 1 %
R3, R4, R6, R7 = 47 옴, CFR 5 %
R8 = 2.2 옴, 2 와트
220V의 경우 C1, C2 = 0.0047 / 400V PPC, 110V AC 입력의 경우 0.047uF / 400V
C3, C4 = 0.033 / 400V PPC
C5 = 4.7uF / 400V 전해
D1 = Diac DB3
D2 …… D7 = 1N4007
D10, D13 = B159
D8, D9, D11, D12 = 1N4148
T1, T2 = 13005 Motorola
T1 및 T2에는 히트 싱크가 필요합니다.

트윈 40W 형광 튜브 용 전자식 안정기 회로

아래의 다음 개념은 유효 전력 보정과 함께 2 개의 40 와트 형광등을 구동하거나 작동하기위한 간단하면서도 매우 안정적인 전자 안정기 회로를 구축하는 방법을 설명합니다.

예의 : https://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-995a.pdf

IC의 주요 전기적 특징

국제 정류기 제어 IC는 접지 입력 리드를 참조하는 로직 레벨을 통해 로우 사이드 및 하이 사이드 MOSFET 또는 lGBT를 작동하는 데 적합한 모 놀리 식 전력 집적 회로입니다.

600 VDC의 밸런스 아웃 전압 기능을 갖추고 있으며 일반 드라이버 변압기와 달리 거의 모든 듀티 사이클이 0 ~ 99 % 인 매우 깨끗한 파형을 가져올 수 있습니다.

IR215X 계열은 실제로 최근 Control IC 제품군에 사용할 수있는 액세서리이며 앞서 언급 한 특성 외에도 제품은 LM 555 타이머 IC에 필적하는 성능면에서 최고급을 사용합니다.

이러한 유형의 드라이버 칩은 개발자에게 순전히 대체 RT 및 CT 구성 요소의 도움으로 자체 진동 또는 조정 된 진동 기능을 제공합니다. 아래 그림 참조

부품 목록

Ct / Rt = 아래 주어진 다이어그램에 주어진 것과 동일
낮은 다이오드 = BA159
Mosfets : 아래 다이어그램에서 권장하는대로
C1 = 1uF / 400V PPC
C2 = 0.01uF / 630V PPC
L1 = 아래 다이어그램에서 권장하는대로 약간의 실험이 필요할 수 있습니다.

또한 하프 브리지 전력 장치를 구동하기 위해 출력과 스위칭 하이 사이드 및 로우 사이드 구성 요소 사이에 적당한 1.2 마이크로 초의 데드 타임을 제공하는 내장 회로가 있습니다.

발진기 주파수 계산

자기 진동 형태에 포함될 때마다 진동 주파수는 다음과 같이 간단하게 계산됩니다.

f = 1 / 1.4 x (Rt + 75ohm) x Ct

액세스 가능한 세 가지 자체 발진 장치는 IR2151, IR2152 및 IR2155입니다. IR2I55는 tr = 80ns 및 tf = 40ns로 1000pF 용량 성 부하를 전환하는보다 실질적인 출력 버퍼를 갖는 것으로 보입니다.

여기에는 미세한 전원 시작 및 150ohm RT 공급이 포함됩니다. IR2151은 tr 및 tf가 100ns 및 50ns이며 IR2l55와 매우 유사합니다. IR2152는 Rt에서 Lo까지 위상 캠 바이오가 있지만 IR2151과 구별 할 수 없습니다. IR2l5l 및 2152는 75ohm Rt 소스를 포함합니다 (방정식 l.)

이러한 유형의 안정기 드라이버는 일반적으로 정류 된 AC 입력 전압을 제공하기위한 것이며, 결과적으로 이들은 최소 대기 전류를위한 것이며 여전히 l5V 내장 션트 레귤레이터를 가지고있어 단 하나의 제한 저항 만이 DC를 통해 매우 잘 작동하도록합니다. 정류 된 버스 전압.

제로 크로싱 네트워크 구성

그림 2를 다시 살펴보면 드라이버의 동기화 잠재력을 인식하십시오. 램프 회로와 함께 직렬로 연결된 두 개의 백투백 다이오드는 램프 전류에 대한 제로 크로싱 감지기로 효율적으로 구성됩니다. 램프 스트라이크에 앞서 공진 회로는 L, Cl 및 C2를 모두 스트링으로 포함합니다.

Cl은 공진 회로가 성공적으로 L과 C2가되도록 낮은 리액턴스를 갖는 DC 차단 커패시터입니다. C2 주변의 전압은 공진시 L 및 C2의 Q 인자를 통해 증폭되어 램프에 부딪 힙니다.

공진 주파수가 결정되는 방법

램프가 켜지 자마자 C는 램프 전위 강하에 의해 적절히 단락되고이 지점에서 공진 회로의 주파수는 L과 Cl에 의해 결정됩니다.

이는 AC 전류의 제로 크로싱을 감지하고 결과 전압을 활용하여 드라이버 오실레이터를 조절함으로써 조정되기 전과 마찬가지로 표준 작동 과정에서 일부 낮은 공진 주파수로 변경됩니다.

드라이버 대기 전류와 함께 애플리케이션 회로의 기능인 DC 공급 전류에 대한 몇 가지 추가 요소를 찾을 수 있습니다.

전류 및 충전 방전 매개 변수 평가

l) 전력 FET의 입력 커패시턴스를 충전 한 결과 전류

2) International Rectifier 게이트 드라이버 장치의 접합 절연 커패시턴스 충전 및 방전으로 인한 전류. 현재 아크 충전 관련 각 구성 요소는 다음과 같은 규칙을 준수합니다.

Q = CV

결과적으로 전력 장치 입력 커패시턴스를 충전 및 방전 할 수 있기 위해 예상되는 전하는 게이트 드라이브 전압과 실제 입력 커패시턴스의 곱이 될 수 있으며 권장되는 입력 전력은 특히 다음과 같이 비례합니다. 충전 및 주파수와 전압의 곱 :

검정력 = QV ^ 2 x F / f

위에서 언급 한 연관은 실제 안정기 회로를 만들 때 아래 요소를 제안합니다.

1) 감소하는 인덕터 치수에 따라 가장 작은 작동 주파수를 선택합니다.

2) 전도 적자 감소 (충전 사양 최소화)로 신뢰할 수있는 전력 장치를 위해 가장 컴팩트 한 다이 볼륨을 선택합니다.

3) 일반적으로 DC 버스 전압이 선택되지만 대안이있는 경우 최소 전압을 사용하십시오.

참고 : 충전은 단순히 속도를 전환하는 기능이 아닙니다. 전송 된 전하는 I0ns 또는 10 마이크로 초 전환 시간과 관련하여 매우 동일합니다.

이 시점에서 자체 발진 드라이버를 사용하여 달성 할 수있는 몇 가지 유용한 안정기 회로를 고려할 것입니다. 아마도 가장 좋아하는 형광등은 일반적인 반사광 내에 몇 개의 전형적인 Tl2 또는 TS 램프를 사용하는 소위 'Double 40'유형일 수 있습니다.

다음 그림에는 한 쌍의 권장 안정기 회로가 나와 있습니다. 첫 번째는 최소 역률 회로이고 다른 하나는 새로운 다이오드 / 커패시터 설정으로 작동하여 역률> 0.95를 달성합니다. 그림 3에서 입증 된 낮은 역률 회로는 115VAC 또는 230VAC 50 / 60 / 400Hz 입력을 환영하여 320VDC의 중간 DC 버스를 생성합니다.

트윈 40W 안정기 회로 다이어그램

입력 정류기가 AC 입력 전압의 피크에 가깝게 수행된다는 점을 고려할 때 입력 역률은 정현파가 아닌 전류 파형에서 약 0.6 지연입니다.

이러한 유형의 정류기는 평가 회로 또는 저전력 소형 형광등을 제외하고는 전혀 권장되지 않으며 전원 품질 제한으로 인해 전원 공급 장치의 고조파 전류가 추가로 줄어들 기 때문에 의심 할 여지없이 원치 않게 될 수 있습니다.

IC는 작동을 위해서만 제한 저항을 사용합니다.

International Rectifier IR2151 Control IC가 제한 저항을 통해 DC 버스에서 직접 수행하고 주어진 관계에 따라 45kHz에 가까운 피벗을 수행하는지 확인합니다.

f = 1 / 1.4 x (Rt + 75ohm) x Ct

하이 사이드 스위치 게이트 드라이브의 전력은 0.1pF의 부트 스트랩 커패시터에서 발생하며 이는 V5 (리드 6)가 로우 사이드 전원 스위치 전도 내에서 낮게 끌릴 때마다 대략 14V로 충전됩니다.

부트 스트랩 다이오드 l IDF4는 하이 사이드 변경이 수행되는 즉시 DC 버스 전압을 방지합니다.

빠른 회복 다이오드 (<100 ns) is necessary to be certain that the bootstrap capacitor will not be moderately discharged since the diode comes back and obstructs the high voltage bus.

하프 브리지의 고주파 출력은 실제로 매우 빠른 전환주기 (약 50ns)의 구형파입니다. 빠른 파면을 통해 비정상적으로 확장 된 노이즈를 방지하기 위해 10ohm 및 0.001pF의 0.5W 스 너버를 사용하여 스위치주기를 약 0.5ps로 최소화합니다.

내장 데드 타임 기능

하프 브리지에서 슛-스루 전류를 중지하기 위해 IR2151 드라이버에 1.2ps의 내장 데드 타임이 있습니다. 40 와트 형광등은 각각 자체 L-C 공진 회로를 사용하여 병렬로 제어됩니다. 전력 레벨과 일치하도록 측정 된 두 MOSFET의 단일 세트에서 약 4 개의 튜브 회로를 작동 할 수 있습니다.

램프 회로에 대한 리액턴스 평가는 L-C 리액턴스 표 또는 직렬 공진 공식을 통해 선택됩니다.