Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak)

Świetlówka kompaktowa 13 Wrz 2015 13:47 8838 9
  • Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak)
    Witam.
    W ramach pasji często zajmuję się między innymi konstruowaniem różnych układów stabilizacyjno - zapłonowych dla świetlówek. Tym razem zaprezentuję prosty elektroniczny statecznik, stanowiący alternatywę dla magnetycznych układów zapłonowych, wykorzystujących starter bimetaliczny.
    Układ ten ma prostą konstrukcję i całościowo wykonany jest w oparciu o inne elementy, niż układy z dławikiem. Jako ogranicznik prądu zastosowałem kondensator o odpowiedniej pojemności (w zależności od mocy świetlówki), a także rezystory, mające za zadanie dodatkowo regulować prąd (świetlówka zasilana przez sam kondensator szybko skończyłaby żywot). Rezystory w układzie są dwa, umieszczone szeregowo - jeden umieszczony przed kondensatorem, a drugi na wyjściu układu. Ich wartość należy tak dobierać, aby wyeliminować migotanie świetlówki w trakcie jej normalnej pracy. Migotanie takie jest bowiem niezdrowe dla elektrod świetlówki i przeszkadza w użytkowaniu. W razie potrzeby można zwiększyć ilość rezystorów w szeregu - np. dodać trzeci, szeregowo z tym na wyjściu. Przykładowo, dla świetlówek miniaturowych T5 4W dobrze sprawdza się kondensator 1,5uF oraz 2 rezystory 82R 5W w szeregu. Dla świetlówki 15W T8 zastosowałem 3 rezystory 22R 5W oraz kondensator 6uF. W tym celu można zastosować kondensator na napięcie zmienne 220 lub 450V (podłużne w kształcie walca) lub płaskie kondensatory ceramiczne / polipropylenowe na 400V lub 305V AC.
    Za zapłon lampy w tym układzie odpowiada natomiast triak, sterowany w odpowiedni sposób. Po włączeniu zasilania przepuszcza on prąd, po krótkiej chwili przełączając się do stanu nieprzewodzącego, co umożliwia zapłon świetlówki. Dzięki temu świetlówka staruje na ciepło, z szybkim podgrzewaniem elektrod, co wydłuża jej trwałość. Ja zastosowałem powszechnie spotykane triaki na 800V (np. T1012NJ, albo MAC8SN). Triak sterowany jest za pomocą diaka DB3. Działanie wspomaga też umieszczony w obwodzie triaka kondensator 47nF oraz rezystor. Ja zastosowałem tu rezystor 300K, ale można wstawić też o nieco większej rezystancji. Kondensator zastosowałem na napięcie 305V, ale można też inne na napięcie sieciowe. Cewka oraz pozystor PTC, umieszczone szeregowo z układem triaka, pełnią jedynie funkcję ochronną i ostatecznie mogą być pominięte. Cewka ogranicza narastanie prądu, a pozystor PTC o niewielkiej rezystancji odłącza układ triaka przy uszkodzeniu świetlówki (nagrzewając się wówczas). Ja zastosowałem cewki około 30uH, mogą być na mniejszy prąd niż ta, widoczna na zdjęciu. PTC nie powinien mieć więcej niż 50R, ja zastosowałem kilka równolegle, gdyż nie miałem akurat pozystora o tak małej wartości.




    Układ opisany tutaj stanowi alternatywę dla klasycznych układów z dławikiem, przy jednoczesnej prostej konstrukcji całości. Ciężki dławik magnetyczny jest zastąpiony przez lekki kondensator, a zapłon następuje szybko, bez migania świetlówki. Układ ten jest również mniejszy rozmiarowo w stosunku do układu klasycznego z dławikiem i zapłonnikiem bimetalicznym, co widać zwłaszcza przy zasilaniu w ten sposób świetlówek miniaturowych. Wadą układu jest nagrzewanie się rezystorów i przez to niewielkie straty mocy na nich, co stwarza konieczność umieszczenia ich w wentylowanej części obudowy (czasem wystarczy zrobić dziury w obudowie). Układ przeznaczony jest dla zasilania świetlówek, które nie wymagają dużego impulsu napięciowego potrzebnego do zapłonu (np. 20W (i mniejsze) w rozmiarze T12, 15W (i mniejsze) o rozmiarze T8, czy też świetlówki 8W (i mniejsze) w rozmiarze T5). Świetlówka pracująca w tym układzie generuje niewielki efekt stroboskopowy, tak samo z resztą jak przy pracy na dławiku. Pod tym względem układ ten ustępuje miejsca elektronice wysokoczęstotliwościowej, stanowiącej obecnie najbardziej nowoczesny sposób zasilania świetlówek. Niemniej tego rodzaju układ zapłonowy jest prosty w konstrukcji i można go wykonać samemu w domu.
    Koszty budowy takiego układu nie są duże i mieszczą się całościowo w zakresie około 15 zł. Niektóre elementy, jak obudowę z gniazdami świetlówek, można pozyskać z odzysku, co eliminuje koszt nowych elementów. Pozostałe elementy (triak, diak, rezystory i kondensatory, cewkę) można kupić bez problemu w sklepie elektronicznym (PTC są trudniej dostępne, ale także można je kupić np. przez internet).

    Oto schemat omawianego układu, przykładowo dla świetlówki 4W T5.

    Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak)


    Układ ten oryginalnie zaczerpnąłem ze schematu stosowanego w archaicznych świetlówkach kompaktowych Osram Circolux 25W, produkowanych na początku lat 80-tych, zanim do handlu trafiły pierwsze świetlówki kompaktowe z wysokoczęstotliwościową elektroniką. Zmodyfikowałem go jednak według własnego pomysłu i dostosowałem do świetlówek innych mocy.

    Oto gotowy przykład oprawy z opisywanym tutaj układem - przykładowo dla świetlówki 15W T8:

    Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak) Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak) Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak) Elektroniczny zapłonnik do świetlówek (układ RC + triak)

    Obecnie testuję układ ten w wersji dla 15W T8 (pokazany jako przykładowy) oraz w wersji dla 4W i 6W T5. Póki co nie widać śladów zużycia, ani zaczernień przy elektrodach w używanych świetlówkach.
    Na forum prezentowano już podobne układy, zastępujące klasyczny zapłonnik bimetaliczny, budowane na bazie tranzystorów i tyrystorów. Ten wątek zawiera jednak całościowo zmodyfikowany układ, a zapłonnik zbudowany jest na bazie triaka.


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 13 Wrz 2015 15:33
    viayner
    Poziom 35  

    Witam, mam takie może szkolne pytanie, podążając za Twoim schematem w jaki sposób wytwarzasz impuls zapalający lampę? Nie widzę statecznika, czy przetwornicy powielającej napięcie. Jak narazie jest to tylko układ zastępujacy "starter", który bez dławika nie zapali lampy, zwłaszcza dłuższej.
    Pozdrawiam.

  • #3 13 Wrz 2015 15:42
    aftys6
    Poziom 19  

    Proponował bym zabezpieczyć te wszystkie gołe druty bo Twój projekt może kogoś zabić.

  • #4 13 Wrz 2015 16:44
    Świetlówka kompaktowa
    Poziom 14  

    Owszem, zabezpieczenie elementów jest istotne. Ta oprawa jest wykonana na bazie korytka kablowego, czyli jest wykonana z plastiku, co zabezpiecza przed porażeniem (na płytce drukowanej w plastikowej oprawie elektronicznej z marketu też masz części przewodzące bez dodatkowych osłon, wewnątrz komory oprawy).

    Co do wytwarzania impulsu zapłonowego, to - jak już pisałem - oprawa jest przeznaczona dla świetlówek, które mają niskie napięcie zapłonu (np. 15W T8, czy 20W T12, albo 4W T5) i podgrzanie elektrod umożliwia zapłon świetlówki. Ewentualnie wytwarzany impuls zapłonowy jest niewielki.
    Projekt opierałem na tym schemacie z kołowej świetlówki kompaktowej Circolux 25W:
    http://www.lighting-gallery.net/gallery/displayimage.php?album=search&cat=0&pos=6&pid=72823
    Jak już wspomniałem, testuję ten układ od niedawna i póki co wszystko działa bardzo dobrze.

  • #5 13 Wrz 2015 17:20
    aftys6
    Poziom 19  

    Ok. Nie doczytałem że to tworzywo PCV, ale mimo tego fajnie jakbyś dał wszystko chociaż na gołym laminacie szklanym, powiercić dziury poprzetykać elementy i polutować od dołu. ;)

  • #6 13 Wrz 2015 18:48
    japko1024
    Poziom 17  

    Ciekawa konstrukcja, ale zastosowanie przetwornicy dającej na wyjściu większą częstotliwość pozwoliłoby bardziej ograniczyć efekt stroboskopowy.

    Świetlówka kompaktowa napisał:
    pozystor PTC o niewielkiej rezystancji odłącza układ triaka przy uszkodzeniu świetlówki (nagrzewając się wówczas)
    Dlaczego w ogóle możliwa jest sytuacja, w której nie może dojść do wyładowania w świetlówce, chociaż jej elektrody przewodzą prąd (żarzą się)? Czy to przez zmianę ciśnienia lub składu wypełniającego ją gazu?

    Już znalazłem: Link. Przyczyną awarii świetlówki oprócz przepalenia elektrod może być odparowanie z nich powłoki poprawiającej termoemisję lub adsorpcja par rtęci na wewnętrznych powierzchniach.

  • #7 13 Wrz 2015 21:24
    Świetlówka kompaktowa
    Poziom 14  

    PTC nagrzeje się nawet, gdy wyładowanie rozpocznie się, ale nie będzie się odbywało na nominalnym prądzie pracy. Gdy z jednej z elektrod wyparuje emiter, nie będzie ona emitować wyładowania termicznego, przez co częstotliwość pracy spadnie o połowę i pojawi się efekt prostownikowy. W tym stanie pracy część prądu będzie płynąć przez obwód triaka, a część przez świetlówkę w stronę drugiej elektrody. Gdy PTC się nagrzeje i triak zostanie odłączony, rura będzie pracować aż sama zgaśnie lub do kolejnego włączenia.
    Rury z przepalonym żarnikiem w tym układzie nie odpalą - jak w układzie klasycznym. Będzie jedynie widać blade wyładowanie jarzeniowe w obrębie przepalonej skrętki.

    Jeżeli napięcie zapłonu w rurze wzrośnie z jakiegoś powodu, np. poprzez ubytek rtęci z przestrzeni wyładowczej, nie odpali ona, lecz zaświecą się skrętki i po chwili zgasną, gdy nagrzeje się PTC.

  • #8 17 Wrz 2015 10:35
    mojomax
    Poziom 15  

    Ciekawe, czy coś takiego da się zastosować w świetlówkach kompaktowych?

  • #9 18 Wrz 2015 20:16
    japko1024
    Poziom 17  

    Wydaje mi się, że tak - jeśli świetlówka nie jest za długa (wtedy trzeba będzie wytwarzać impuls wysokiego napięcia w celu zapłonu), może pracować z częstotliwością 50 Hz i oczywiście nie ma wbudowanej przetwornicy. Tego typu lampy zwykle też mają gorące katody, chociaż nie zawsze widać jak się żarzą.
    Szkoda, że w świetlówkach kompaktowych ze zintegrowaną przetwornicą nie da się rozłączyć tych dwóch części bez niszczenia obudowy i przecinania/odlutowywania przewodów - gdyby zepsuła się tylko jedna część (lampa "właściwa" / elektronika), można byłoby ją wymienić bez wyrzucania tej sprawnej.

  • #10 20 Wrz 2015 22:13
    Świetlówka kompaktowa
    Poziom 14  

    japko1024 napisał:

    Szkoda, że w świetlówkach kompaktowych ze zintegrowaną przetwornicą nie da się rozłączyć tych dwóch części bez niszczenia obudowy i przecinania/odlutowywania przewodów - gdyby zepsuła się tylko jedna część (lampa "właściwa" / elektronika), można byłoby ją wymienić bez wyrzucania tej sprawnej.


    Takie kompakty z wymiennymi elementami są i były produkowane od najdawniejszych lat. Nazywało się to adaptery dla świetlówek kompaktowych niezintegrowanych. W obudowie, z której z jednej strony było gniazdo dla świetlówki typu PL, 2D lub kołowej, a z drugiej gwint, znajdował się dławik albo statecznik elektroniczny, który sterował pracą świetlówki. W Polsce były mało powszechne, ale na zachodzie w latach 80-tych i 90-tych były one bardzo popularne, gdy elektroniczne kompakty były jeszcze bardzo drogie.

    Tego typu układ, który zaprezentowałem oczywiście da się zastosować do kompaktów, ale istotnie rura musi mieć niskie napięcie zapłonu w stosunku do napięcia sieci zasilającej. Wczoraj pofatygowałem się i zrobiłem taką świetlówkę kompaktową, bazując na rurze U-kształtnej 20W T12. Obudowę plastikową dorobiłem samemu. Taki "kompakt w rozmiarze XXL". Świetlówki U-kształtne o średnicy rury 38 mm, czyli w rozmiarze T12 (te starszego rodzaju) miały niewysokie napięcie zapłonu, podobnie jak ich liniowe odpowiedniki.