
Witam.
Zbudowałem prosty statecznik do lampy sodowej (lub rtęciowej LRF) o mocy 70W zasilany napięciem 12V.
Głównym celem było zrobienie układu mobilnego, który będzie można zasilać z samochodu, pakietu akumulatorów lub po prostu zasilacza 12V. Układ miał być też możliwie lekki i przenośny. Służyć miał głównie jako efekt fotograficzny ze względu na bardzo niski wskaźnik CRI oraz żółto-złotą barwę emitowanego światła.
Zdecydowałem się wykorzystać do tego celu przetwornicę impulsową, ponieważ za wszelką cenę chciałem uniknąć migotania lampy na częstotliwości sieciowej. W przypadku zwykłych aparatów fotograficznych takie migotanie jest bardzo dużym problemem, trudnym do obejścia. Dodatkowe korzyści z zastosowania przetwornicy impulsowej to także wyższa sprawność układu, łatwość zapłonu nawet rozgrzanej lampy (hot restrike dla lampy sodowej trwa około 2 sekund), niska waga (w porównaniu do przetwornicy 12->230V i fabrycznego osprzętu) oraz możliwość zamknięcia całości w małej, estetycznej obudowie. Można także w łatwy sposób regulować moc lampy (ale o tym poniżej)
Układ współpracuje z lampą sodową WLS o mocy 70W, jest także możliwość montażu lampy rtęciowej LRF o mocy 70W.
Układ nie współpracuje natomiast z lampami metalohalogenkowymi. Lampy MH nie lubią być zasilane napięciem przemiennym o wysokiej częstotliwości. Jest możliwy zapłon oraz rozgrzanie się lampy MH, jednak po rozgrzaniu łuk wewnątrz lampy traci stabilność (lampa wyraźnie migocze). Sprawdzałem to na kilku jarznikach, zmiana parametrów przetwornicy nie powoduje poprawy sytuacji.
Przejdźmy do sedna:
Sam statecznik składa się z 2 części. Przetwornicy podnoszącej napięcie oraz układu zapłonowego.
Przetwornica:
Jest to zwykła przetwornica push-pull powszechnie spotykana np we wzmacniaczach samochodowych. Wykorzystałem najprostszą jej wersję, tzn bez stabilizacji napięciowej i prądowej. Jak takową wykonać opisywałem już kiedyś w dziale DIY elektrody:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3537217.html
Wykorzystałem praktycznie ten sam układ, jedyną różnicą jest brak układu prostowniczo-filtrującego. Schemat jest ten sam co w linku powyżej, jedynie układ jest tak przerysowany, aby montaż na płytce uniwersalnej był łatwiejszy.

Układ o ile został zmontowany bezbłędnie i ze sprawnych elemetów zadziała od razu, nie wymaga regulacji. Jedyne co zalecam zrobić to w miejsce uzwojenia wlutować rezystor dużej mocy i obejrzeć na nim przebieg. Powinien być to przebieg prostokątny o amplitudzie zbliżonej do napięcia zasilania. Mój oscyloskop to zabawka, nadaje się co najwyżej do sprawdzenia czy przebieg jest niż do jego oceny, ale zawsze lepsze to niż nic. Tak to powinno wyglądać:

Transformator należy nawinąć na rdzeniu bez szczeliny. Można takowy pozyskać z zasilacza ATX lub kupić na znanych portalach aukcyjnych. Starajmy się nawinąć tak, aby wypełnić jak najwięcej okna rdzenia, możliwie równo układając druty. Z racji występowania wysokich napięć i możliwości przebicia transformatora zalecam robić przekładki izolacyjne co warstwę na uzwojeniu wtórnym. Ja robiłem co 30 zwojów przekładkę z taśmy kaptonowej.
Najpierw uzwojenia pierwotne 2x 4zwoje czterokrotnym drutem 0.30mm. Nawijamy w jednym kierunku. To tak jakby nawinąć jedno uzwojenie 8zwojów z oczepem w połowie. Dajemy przekładkę izolacyjną najlepiej z taśmy kapton.
Uzwojenie wtórne w tym przypadku 120zwojów z odczepami co 30 zwojów. Każde 30 zwojów to osobna warstwa izolowana przekładką z taśmy kapton. Wszystkie nawijamy w jednym kierunku jednym drutem 0.25mm.
Moja przetwornica działa na 3 odczepie (90 zwojów). Dodatkowe uzwojenie zrobiłem z myślą o lampach wymagających wyższego napięcia. W tym projekcie jest ono niewykorzystane.
Tak wygląda sam moduł przetwornicy:


Układ zapłonowo-stabilizujący
W UKŁADZIE WYSTĘPUJE WYSOKIE NAPIĘCIEZ W SKRAJNYCH PRZYPADKACH NIEBEZPIECZNE DLA ZDROWIE LUB ŻYCIA!
Schemat jest bardzo prosty:

Jest to bardzo prosty układ. Wysokie napięcie dla zapłonu lampy powstaje dzięki powielaczowi napięcia. Jest tam około 1kV, wystarcza to to zapłonu lamp wyładowczych małej mocy. Wysokie napięcie jest podawane do lampy przez rezystor 10Mohm. Natężenie prądu jest niewielkie.
Stabilizacja prądu lampy odbywa się przez szeregowy kondensator. Jego pojemność ustala także maksymalną moc lampy. Zmniejszając pojemność zmniejszamy prąd jaki może przez niego przepłynąć, co skutkuje zmniejszeniem mocy lampy. Zwiększając pojemność moc zwiększamy.
Pojemność 15nF została dobrana doświadczalnie mierząc pobór prądu strony pierwotej przy założeniu sprawności przetwornicy na poziomie 90%.
Ważne aby kondensator limitujący był na dużo wyższe napięcie niż może wytworzyć powielacz! Mój jest z 2 kondensatorów połączonych równolegle (10nF i 4.7nF 3kV)
Kondensatory powielacza powinny być na napięcie wyższe niż może wtytworzyć powielacz!. Pierwsze sekcje mam 1nF 1kV, ostatnia sekcja 1nF 3kV.
Zalecam też układ powielacza dobrze zaizolować. Ja zrobiłem to przy pomocy gorącego kleju, ponieważ układ praktycznie nie emituje ciepła.

Następnie oba układy składamy w całość:

Oraz przystępujemy do obudowania całości:

Sztywny papier nałożony na radiator ma za zadanie kierować strumień powietrza tak, aby chłodził on wszystkie elementy mogące się nagrzewać. Wydmuch powietrza znajduje się na spodzie obudowy. Wiem, że to mało efektywne, jednak emisja ciepła jest niewielka. Prawdopodobnie przetwornica mogłaby nawet działać bez wentylatora. Ja jednak wolę "dmuchać na zimne"

Tak prezentuje się gotowe urządzenie:



Niedługo wrzucę filmik obrazujący działanie urządzenia.
Dziękuję za uwagę

Wesołych Świąt!
Cool! Ranking DIY