נטל אלקטרוני על שבב UBA2021. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / חַשׁמַלַאי

נטלים אלקטרוניים. נטל אלקטרוני על שבב UBA2021. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / נטל למנורות פלורסנט

שקול נטל אלקטרוני המיושם על מיקרו-מעגל UBA2021. תרשים סכמטי של הנטל האלקטרוני עבור מנורת פלורסנט בהספק של 58 W מוצג באיור. 3.31.

"הלב" של הנטל האלקטרוני הוא שבב UBA2021. IC מיוחד זה נועד לעבוד עם מנורות פלורסנט קונבנציונליות וקומפקטיות כאחד. ה-UBA2021 כולל דרייבר מתח גבוה עם מעגל טריגר, גנרטור וטיימר המספקים שליטה בשלבי ההתנעה, החימום, ההצתה והבערה של המנורה וכן הגנה מפני מצב קיבולי.

ה-IC עומד בפני מתחים של עד 390 וולט ובקפיצות מתח קצרות טווח (t < 0,5 שניות) עד 570-600 וולט. מתח האספקה במתח נמוך קבוע פנימי, מה שמבטל את הצורך בהתקנת דיודת זנר חיצונית. הקיבוע מתבצע בזרמים של עד 14 mA עם התפרצויות קצרות טווח (t < 0,5 s) של עד 35 mA. דיאגרמת הבלוק של UBA2021 מוצגת באיור. 3.32.

המיקרו-מעגל עשוי במארז פלסטיק עם 14 פינים (או DIP-14 או SO-14). הקצאת סיכות של שבב UBA2021 מובא בטבלה. 3.5.

טבלה 3.5. הקצאת פינים של שבב UBA2021

נטל אלקטרוני על שבב UBA2021

אורז. 3.31. ערכת נטל אלקטרוני על שבב UBA2021 (לחץ להגדלה)

נטל אלקטרוני על שבב UBA2021
אורז. 3.32. תרשים מבני של שבב UBA2021

הנטל האלקטרוני פועל בטווח מתח רשת של 185-265 וולט בתדר של 50-60 הרץ. בקרה אוטומטית שומרת על כוח שריפת המנורה בטווח של 47,6-50,3 W כאשר מתח הרשת משתנה בתוך 200-260 V. UBA2021 שולט על פעולתם של PHX3N50E MOSFETs רבי עוצמה, שהם המפתחות של מהפך חצי גשר, המופעל מרשת החשמל עם מתח נקוב של 23 In i1 עם תדר של 50-60 הרץ. זה מספק את השינוי הדרוש ברמות ההספק של טרנזיסטורי אפקט שדה, המספק הגנה מפני פעולה קיבולית.

היתרונות העיקריים של מוצר זה הם מספר קטן של רכיבים חיצוניים ועלות נמוכה עקב השימוש ב- UBA2021 IC, המסוגל לספק גמישות עיצובית מרבית עם מספר מינימלי של אלמנטים היקפיים.

שקול את פעולת המעגל ביתר פירוט. מתח רשת ה-AC מומר על ידי מיישר גשר בעל ארבע דיודות (או גשר דיודה) וקבל החלקה למתח DC (310 V) המזין את מהפך חצי גשר. מסנן רשת דיכוי הרעש מונע חדירת הפרעות לרשת.

מהפך חצי גשר שייך לקבוצה של ממירי מתח תהודה בתדר גבוה, הנוחים להנעת מנורות פריקת גז. העיקרון המיושם של מיתוג מתח אפס של שני MOSFETs חזקים מאפשר להפחית את הפסדי המיתוג שלהם ומבטיח יעילות גבוהה של הנטל.

לאחר הפעלת מתח החשמל, מנורת הפלורסנט מחוממת תחילה. זה נקרא התחלה רכה ומבטיח פעולת מנורה אמינה ועמידה. ערך זרם החימום מווסת על ידי שבב UBA2021. זרם זה העובר דרך חוטי המנורה מחמם את אלקטרודות המנורה לטמפרטורה המספיקה לפליטת אלקטרונים. חימום מפחית את מתח ההצתה של המנורה, מה שמפחית עומסים חשמליים בהלם על רכיבי המעגל.

לאחר ההפעלה, מתח הרשת המיושר מסופק לקבל החיץ C4 דרך הנגד R1 (איור 3.31), המגביל את גל הזרם. הקבל מחליק אדוות מתח בתדר כפול מתדר החשמל. המתח הגבוה שנוצר VHV (310 V) DC הוא ספק הכוח עבור מהפך חצי גשר, שמרכיבי הכוח שלו כוללים טרנזיסטורים VT1, VT2, סליל L1, קבלים C5, C6, C7 ומנורה EL1.

בשלב ההפעלה, הזרם מקבל המתח הגבוה C4 עובר דרך הנגד R2, חוט המנורה, הנגד R7, המסופים 13 ו-5 של שבב UBA2021, המחוברים זה לזה במהלך תקופת ההפעלה על ידי מפתח פנימי, ומטעין את קבלי המתח הנמוכים C9, C11 ו-C13. ברגע שמתח האספקה VS ב-C13 מגיע לערך של 5,5 V, ה-UBA2021 עובר בורר, וכתוצאה מכך נפתח הטרנזיסטור VT2 והטרנזיסטור VT1 נסגר.

זה מאפשר לטעון את קבל ההתחלה C12 דרך המעגל הפנימי של המיקרו-מעגל. מתח האספקה VS ממשיך לעלות, וב- VS > 12 V, המתנד הפנימי של המיקרו-מעגל מתחיל ליצור. צריכת הזרם של ה-IC קבועה פנימית על כ-14 mA.

בשלב הבא מגיע המעבר ל שלב החימום. בהיעדר מנורה, ההתחלה נחסמת אוטומטית, מכיוון שבמקרה זה מעגל הטעינה של קבל ההתחלה נשבר.

בשלב החימום, MOSFETs VT1 ו-VT2 מועברים לסירוגין למצב מוליך. זה יוצר מתח AC של גל ריבועי סביב נקודת האמצע של חצי הגשר עם משרעת של VHV. תדר התנודה ההתחלתי הוא 98 קילו-הרץ. בתנאים אלה, המעגל, המורכב מ-C8, VD5, VD6, C9 ו-SU, מסוגל לבצע את הפונקציה של מקור מתח נמוך, אשר במהלך ההפעלה סופק על ידי זרם דרך פין 13 של ה-IC.

במהלך מרווח זמן שווה בקירוב ל-1,8 שניות (זמן חימום t_PRE), שמשך הזמן נקבע לפי הערכים של C16 ו-R8, המערכת נמצאת במצב חימום. במקביל עובר זרם מבוקר* דרך חוטי המנורה, המאפשר חימום מיטבי של שתי האלקטרודות של המנורה. האלקטרודות המחוממות פולטות (פולטות) מספר רב של אלקטרונים לתוך המנורה, ובמצב זה נדרשים מתחים נמוכים בהרבה כדי להצית אותה, מה שממזער עומסים חשמליים בהלם על רכיבי המעגל ועל המנורה בזמן ההצתה. חימום האלקטרודות חשוב מאוד להבטחת חיי מנורה ארוכים (כ-20 אלף שעות).

לאחר תחילת הדור, זרם חילופין קטן מתחיל לזרום מנקודת האמצע של חצי הגשר דרך חוטי המנורה, L1 ו-C7. תדירות התנודות יורדת בהדרגה, מה שמוביל לעלייה מקבילה בגודל הזרם. קצב הפחתת התדר נקבע על ידי הקיבול של הקבל C14 ומקור הזרם הפנימי של ה-IC. התדר מפסיק לרדת ברגע שמגיעים לערך מסוים של מתח ה-AC על פני נגדים R5 ו-R6, שהם חיישני זרם חימום.

במהלך כל שלב החימום, התדר של מהפך חצי גשר נשאר מעל תדר התהודה של מעגל L1C7 (55,6 קילו-הרץ), ובגלל זה, המתח ב-C7 עדיין קטן כדי להדליק את המנורה.

המועצה. חשוב מאוד לשמור על מתח זה נמוך מספיק, מכיוון שהצתה מוקדמת, מה שנקרא קרה, מובילה לבלאי מהיר של אלקטרודות המנורה.

ערך השראות של סליל הנטל L1 נקבע על ידי הזרם הנדרש דרך המנורה, הקיבול של קבל ההצתה C7 ותדר ההפעלה במצב הבעירה. הקיבול המינימלי C7 נקבע על ידי השראות L1, המתח על המנורה, שאינו מוביל להצתה, בזרם חימום נתון, ומתח הרשת המינימלי. כתוצאה מכך, הערך של הקיבול C7, השווה ל-8,2 nF, מתברר כאופטימלי לחימום.

לאחר סיום שלב החימום, UBA2021 חוזר להפחתה נוספת של תדר מיתוג חצי גשר עד לתדר הנמוך ביותר fb (39 קילו-הרץ). עם זאת, כעת הפחתת התדר מתבצעת הרבה יותר לאט מאשר בשלב החימום. תדר המיתוג מוסט לתדר התהודה של מעגל סדרתי המורכב מההשראות L1 ומהקיבול הכולל של הקבל C7 ואלקטרודות המנורה (55,6 קילו-הרץ), וההתנגדויות של הקבלים החוסמים DC C5 ו-C6 קטנות למדי. .

הערך המקסימלי של מתח ההצתה במקרה הגרוע ביותר (כאשר גם גוף התאורה וגם מעגל הנטל האלקטרוני מחוברים לארק המגן של הרשת) עבור מנורת TL-D 58W בטמפרטורות נמוכות הוא כ-600 וולט.

השילוב של משרן הנטל L1 וקבל ההצתה C7 נבחר בצורה כזו שהמתח על המנורה יכול לעלות על 600 V אלה הנדרשים להצתה אמינה. ערך מתח ההצתה קובע את הערך המרבי של קיבול C7 עבור השראות נתונה L1 , נבחר על סמך התדר התחתון fv UBA2021. התדר התחתון fv נקבע על ידי הערכים R8, C15. משך הזמן המרבי האפשרי של שלב ההצתה t_IGN הוא 1,7 שניות (הוא 15/16 מתוך t_PRE); הוא מוגדר על ידי בחירה ב-C16 ו-R8.

נניח שהמנורה דולקת במהלך הורדת התדר; אז התדירות יורדת לערך המינימלי /v. UBA2021 יכול לבצע את המעבר לשלב הבעירה שתי דרכים:

כאשר התדר יורד ל-f_в;
אם התדר f_в לא הושג, אבל המעבר מתרחש לאחר משך הזמן המרבי האפשרי של שלב ההצתה t_IGN.

במהלך שלב הבעירה, תדר התנודה במעגל מצטמצם בדרך כלל ל-f_в (39 קילו-הרץ), אשר יכול לשמש כתדר הפעולה הנומינלי. עם זאת, בשל השימוש בבקרה אוטומטית בנטלים אלקטרוניים, תדר התנודה תלוי בכמות הזרם הזורם דרך פין 13 (Pin RHV) של UBA2021 IC. הבקרה האוטומטית מתחילה לפעול לאחר הגעה ל-f_в. בקרה אוטומטית מייצבת במידה רבה את שטף האור הנפלט מהמנורה במגוון רחב של וריאציות מתח רשת.

במהלך שלב ההפעלה, קבלי האספקה במתח נמוך C9, C10 ו-C13 נטענים על ידי הזרם הזורם מקבל המתח הגבוה C4 דרך R2, חוט המנורה, R7 והטרמינלים המחוברים פנימיים 13 ו-5 של UBA2021.

בשלב הבעירה, מתרחשת מיתוג מחדש. במקום פין 5, מסתבר שפין 13 מחובר לפין 8. כעת הזרם הזורם דרך נגדים R2 ו-R7 משמש כפרמטר מידע במערכת הבקרה האוטומטית של תדר מיתוג הכוח, שכן עוצמתו של זרם זה פרופורציונלית ל רמת מתח החשמל המיושר. אדווה עם תדר רשת כפול (100-120 הרץ) מסונן על ידי קבל C16. כתוצאה מכך, שטף האור הנפלט מהמנורה נשאר כמעט קבוע כאשר מתח הרשת משתנה בטווח שבין 200 ל-260 וולט.

בתדרים מעל 10 קילו-הרץ, המנורה יכולה להיחשב כעומס התנגדות. תפוקת האור של מנורות צינוריות הנרגשות בתדרים מעל 10 קילו-הרץ טובה משמעותית מאשר כאשר הן מופעלות בתדר של 50-60 הרץ. המשמעות היא שמנורת TL-D 58W עם ספק כוח בתדר גבוה של 50W פולטת שטף אור זהה למנורת TL-D 58W עם ספק כוח של 58W בתדר של 50-60 הרץ. נקודת ההפעלה במצב יציב עבור TL-D 58W המחובר לנטל מאופיינת במתח מנורה של 110 וולט וזרם מנורה של 455 mA, המתאים לאספקת חשמל של 50 וואט. ערך השראות של סליל הנטל L1 נקבע על ידי נקודת הפעולה של המנורה, הקיבול של קבל ההצתה C7 ותדר ההפעלה, השווה בערך ל-45 קילוהרץ במתח רשת נומינלי של 230 וולט.

ניתן להשיג את כוח הנעת המנורה הרצוי עם שילובים שונים של השראות L1 וקיבול C7. הבחירה בשילוב ספציפי תלויה בגורמים כגון מצב החימום, מתח ההצתה המינימלי הנדרש והסובלנות על הפרמטרים של רכיבי המעגל. ברוב המקרים השילוב של סליל משנק L1 עם השראות של 1 mH וקבל הצתה C7 בקיבולת 8200 pF הוא אופטימלי.

כדי להגן על רכיבי מעגל החשמל מעומסי יתר משמעותיים, למיקרו-מעגל יש פונקציית הגנה מובנית ממצב הפעולה הקיבולי, הפעיל בשלבי ההצתה והבעירה. שבב UBA2021 בודק את נפילת המתח על פני R5 ו-R6 במהלך הדלקת הטרנזיסטור VT2 בכל מחזור של המהפך.

אם מתח זה נמוך מ-20 mV, מה שאומר שהמעגל פועל במצב קיבולי, UBA2021 מתחיל להגביר את תדר המיתוג בקצב גבוה בהרבה ממה שהוריד אותו בשלבי החימום וההצתה. כתוצאה מכך, תדר המיתוג יעלה על תדר התהודה. כאשר הסימנים של המצב הקיבולי נעלמים, תדירות המיתוג שוב יורדת לתדר הנדרש.

הגנת הסרת מנורה מסופקת על ידי שיטת אספקת המתח הנמוך עבור UBA2021. כאשר המנורה מוסרת, מתח AC על הקבל C6 הופך לאפס, מה שמוביל להיעלמות אספקת המתח הנמוכה של ה-IC. לאחר החלפת המנורה מבלי לכבות את הנטל האלקטרוני, פעולת המעגל תחודש משלב ההפעלה. ולבסוף, הפעלת הנטל האלקטרוני בלתי אפשרי בהיעדר מנורה - אחרי הכל, במקרה זה, הנגד ההתחלתי R7 מנותק מהמתח הגבוה.

הנטל האלקטרוני מצויד בקבל אלקטרוליטי C4 מסוג ASH-ELB 043. קבלים אלו, שתוכננו במיוחד לשימוש במעגלים אלקטרוניים לאספקת מנורות פלורסנט, מאופיינים בחיי שירות ארוכים (15000 שעות) בטמפרטורות של עד 85 מעלות צלזיוס ו. לעמוד בפני אדוות זרם משמעותיות.

מתגי ההפעלה במהפך הם MOSFETs מסוג PHX3N50E (מדד E מצביע על אמינות מוגברת של המכשיר). על ידי שימוש בעקרון מיתוג מתח אפס, הפסדי המיתוג של ה-MOSFET ממוזערים. החימום של כל אחד מהטרנזיסטורים נגרם רק על ידי הפסדים במצב המוליך, ומידת עליית הטמפרטורה תלויה בהתנגדות של הערוץ הפתוח "מקור ניקוז" R_DS על ומקרה התנגדות תרמית R_tn.

משך שלבי החימום וההצתה קצרים למדי, בשל כך הבחירה בסוג ה-MOSFET נקבעה על פי גודל הזרם הזורם דרך משרן הנטל במצב שריפת המנורה. ה-PHX3N50E כולל מתח ניקוז למקור מקסימלי של 500V והתנגדות הפעלה של פחות מ-3 אוהם.

העיצוב של סליל הנטל L1 עם השראות של 1 mH, שיכול לעמוד בזרמי הצתה שיא של עד 2,5 A, מאפשר להשתמש בו במעגלים ללא הארקה מגן. המצת בנטל האלקטרוני הוא קבל C7 בקיבולת 8200 pF מסוג KR / MMKR376. קבלים מסוג זה מיועדים לשימוש במעגלים עם קצבי תנועה גבוהים וקצבי חזרות גבוהים. הקבל המותקן מסוגל לעמוד בתנופת מתח של עד 1700 וולט (מתח סינוסואידי של 600 וולט RMS). ניתן להחליף את הקבל בפוליפרופילן K78-2 עבור 1600 V. סוגים מומלצים של רכיבי נטל אלקטרוני ניתנים בטבלה. 3.6. ובטבלה ניתנים 3.7 מאפייני אנרגיה של נטל אלקטרוני על שבב UBA2021.

טבלה 3.6. סוגים מומלצים של רכיבים אלקטרוניים EPR

נטל אלקטרוני על שבב UBA2021

טבלה 3.7. מאפייני אנרגיה של נטלים אלקטרוניים

נטל אלקטרוני על שבב UBA2021

מחבר: Koryakin-Chernyak S.L.

ראה מאמרים אחרים סעיף נטל למנורות פלורסנט.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Mean Well HLG-600H - ספק כוח סופר לתאורת לד 06.02.2015

Mean Well השיקה את סדרת ה-HLG-600H של ספקי כוח לתאורת LED חיצונית עם הספק מוצא של 600W, ומרחיבה את מגוון משפחת ה-HLG הקיימת. כיום זוהי הסדרה החזקה ביותר מבין ספקי הכוח הקיימים בשוק תאורת הלד החיצונית.

לספקי הכוח החדשים יש מצב כפול של ייצוב מתח וזרם (CV + CC), מעגל תיקון גורם הספק, מיוצרים במארז מתכת וממולאים בתרכובת. ניתן להפעיל סדרה של ספקי כוח הן בפנים והן בחוץ בטווח הטמפרטורות של -40...+70°C עם הסעה טבעית. יעילות המוצר מגיעה ל-96%. טווח מתח הכניסה הוא 90...305 V, וספק הכוח החדש מספק הגנת נחשולי מתח עד 4 קילו וולט בהתאם ל-EN61000-4-5.

ספקי הכוח מסדרת HLG-600H מספקים פונקציית הפעלה/כיבוי מרחוק, ערוץ Stand By +5 V נוסף ויכולת להתאים את פרמטרי הפלט באופן ידני (דגמים עם אינדקס A; IP65) או מרחוק (עמעום; דגמים עם אינדקס B ; IP67). שליטה מרחוק אפשרית באחת מ-3 דרכים: PWM, מתח אנלוגי 0...10 V, התנגדות. סדרת ספקי הכוח החדשה מיישמת מגוון שלם של אמצעי הגנה, זמן ההפעלה אינו עולה על 0,5 שניות וצריכת החשמל במצב סרק היא פחות מ-0,5 W.

ספקי כוח מסדרת HLG-600H ניתנים ליישום ביישומי תאורה חיצונית ותעשייתית שונים, גופי תאורה בגובה תלייה גבוה, גופי תאורה לכבישים מהירים ומרובעים, פנסים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ Corning Gorilla Glass עבור במכוניות

▪ צמיד יורה חיטוי

▪ ג'ירוקר חשמלי בלתי מאויש

▪ זיכרון 96 שכבות 3D TLC NAND

▪ לנשים קשה יותר להיגמל מסמים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר ציוד מדידה. בחירת מאמרים

▪ מאמר מדיניות המדינה להגנת הסביבה. יסודות החיים בטוחים

▪ מאמר מהו כיור? תשובה מפורטת

▪ מאמר מעצב ראשי של מחלקת ההפקה של מחלקת שידורי הטלוויזיה. תיאור משרה