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

Przetwornice do świetlówek

14 Sie 2006 18:36 32149 58
  • Poziom 39  
    Wątków na temat przetwornic do świetlówek było na Elektrodzie wiele, ale udanych konstrukcji jest niestety bardzo mało. Zastosowania takich przetwornic to chociażby oświetlenie awaryjne lub bardzo modne ostatnio (chociaż mało legalne) oświetlanie podwozia samochodu :)

    Na zachętę zamieszczam opracowany i sprawdzony przeze mnie projekt przetwornicy do zasilania 1 lub 2 świetlówek o mocy 36 lub 40W, który niestety nie doczekał się opracowania płytki drukowanej - może ktoś z Was będzie chętny to kontynuować...

    Zapraszam więc do podjęcia dyskusji na przedstawiony przeze mnie temat. Proszę jednak nie zamieszczać schematów najprostszych przetwornic (samodławnych), gdyż jak wiadomo mają niską sprawność i mało powtarzalne parametry.
  • Tektronix
  • Poziom 42  
    Z ciekawości - dlaczego stosujesz podwajacz napięcia i ponowne przetwarzanie?

    I to, co mnie zawsze zastanawiało w rozwiązaniu rezonansowym - żarniki cały czas są podgrzewane - nie daje to zbędnych strat mocy?
  • Poziom 39  
    Tak wiem, może wydawać się to bez sensu... Robiłem też próby z zasilaniem świetlówek bezpośrednio z transformatora przez same dławiki, ale wtedy bardzo mocno grzały się mosfety po stronie pierwotnej. Początkowo nie rozumiałem czemu tak jest, ale to wynik przesunięcia fazowego wywołanego dławikiem - część energii cały czas wędrowała sobie między stroną pierwotną i wtórną transformatora. Dlatego powstała wersja układu z podwajaczem napięcia (aby wykorzystać ten sam transformator bez przeróbek) oraz ponowne przetwarzanie.

    Przy zasilaniu rezonansowym na pewno występują straty mocy w żarnikach, ale są one małe - robiłem nawet pomiary ale nie pamiętam dokładnych wyników... Na pewno w fazie podgrzewania prąd płynący przez żarniki jest sporo większy niż podczas pracy. Warto zauważyć, że rozwiązanie to jest stosowane w prawie każdym stateczniku elektronicznym.
  • Poziom 42  
    Ominąłeś problem w zgrabny i zaskakujący sposób ;)
  • Poziom 41  
    Witam
    Jaka jest sprawność przetwornicy? Czy porównywałeś jasność świecenia ze świetlówką podłączoną w sposób standardowy?
  • Poziom 39  
    Nie potrafię zmierzyć rzeczywistej mocy dostarczanej do świetlówek, nie posiadam bowiem odpowiednich przyrządów. Jednak na podstawie nagrzewania się elementów (tranzystorów, transformatora, dławików) oszacowałem straty w przetwornicy na poziomie ~10W, co przy mocy pobieranej z zasilacza wynoszącej 84W (12V x 7A) oznacza sprawność około 85%.

    Przy podłączonej tylko jednej świetlówce straty w tranzystorach są tak małe, że z powodzeniem mogą pracować bez radiatorów, nagrzewają się nieznacznie.

    Oczywiście robiłem porównanie jasności świecenia ze świetlówką zasilaną z 230V w klasycznym układzie z dławikiem, nie zauważyłem różnicy.

    Opracowałem również podobną przetwornicę do zasilania 4 świetlówek 40W, prototyp działa bardzo dobrze, ale nie mam czasu zrobić dokumentacji do niego. Ten nowszy układ oparty jest również o podwójne przetwarzanie i wykorzystuje kostki SG3525 i IR2110.
  • Tektronix
  • Poziom 41  
    Jestem skłonny zaprojektować płytkę. Ale mam jeszcze pytania:
    Jaki transformator wystarczył by do 40W?
    Czy można wykorzystać na dławiki EE20 przy 40W
    Czy można zlikwidować powielacz jak trafo nawinie się we własnym zakresie.
    Ogólnie chodzi mi o zrobienie przetwornicy na jedną świetlówkę, ale bardzo mało zajmującą miejsca oraz żeby była powtarzalna konstrukcja trafo musi być robiony od początku (roztaw nóżek i wymiary muszą być powtarzalne).
  • Poziom 39  
    Dzisiaj obliczenia raczej mi nie służą, ale wygląda to mniej więcej tak: dławik musi znosić przepływ prądu o wartości skutecznej około 0,5A - kształt prądu płynącego przez dławik jest w przybliżeniu sinusoidalny. Ponadto dławik musi (bez zbyt głębokiego nasycania się) przenieść prąd o chwilowej wartości około 2A - ma to miejsce podczas zapłonu lampy.

    Transformator możesz nawinąć na dowolnym rdzeniu, jeśli starczy miejsca to może być nawet E25/7. Ja użyłem transformatora z zasilacza, gdyż tych u mnie dostatek. W zasadzie spotyka się 2 rodzaje takich transformatorów - z odczepami po 2 zwojach (dla 3,3V) i bez tych odczepów. Jeśli nie chcesz stosować podwajacza napięcia, to musisz nawinąć tak transformator, aby po wyprostowaniu uzyskać nie więcej niż 400V przy napięciu zasilającym 15V, czyli około 300V przy zasilaniu 12V. Oczywiście wtedy na wyjściu półmostka koniecznie trzeba zastosować szeregowy kondensator 1uF/250V dla odseparowania składowej stałej.

    W przypadku tylko jednej świetlówki możesz pokusić się o zasilanie świetlówki bezpośrednio z transformatora - tylko przez dławik, ale musisz liczyć się ze znacznie zwiększonymi stratami mocy w tranzystorach IRFZ44N - pisałem o tym wczesniej. W takim układzie zauważyłem też dosyć silne nagrzewanie się kondensatora elektrolitycznego filtrujacego zasilanie po stronie pierwotnej.
  • Poziom 42  
    Bezpośrednie zasilanie wymagałoby po stronie pierwotnej lepszego tłumienia impulsów pochodzących z przetrasformowanej indukcyjności dławika. W praktycze: dodatkowe 4 szybkie diody i typowy gasik jak dla flybacka.
  • Poziom 41  
    Witam
    Policzyłem i EE20 można uzyskać 1,5A max przy 1,2mH a trafo trzeba robić na EE30 minimum. Co by się stało gdyby przeprojektować układ na wyższą częstotliwość, potrzeba zjechać trochę z indukcyjnością dławika. Chcę zrobić ten układ dla jednej świetlówki bardzo zminiaturyzowany na elementach SMD. Oczywiście kondensatory elektrolityczne i elementy mocy będą normalne :D .
    Narysowałeś kropki przy uzwojeniach bramkowych ale nie ma kropki przy uzwojeniu 40, czy nie ma różnicy kiedy otwierają się IRF720. Mogą otwierać się w fazie z napięciem z uzwojenia 40 albo pobierać zgromadzoną energie z kondensatora.
  • Poziom 39  
    Nie zauważyłem różnicy w działaniu przetwornicy przy zamianie kolejności wyprowadzeń uzwojenia wtórnego.
    Przy zwiększeniu częstotliwości pracy przetwornicy np. do 75kHz należałoby zmniejszyć indukcyjność dławika do 0,8mH i pojemność kondensatora rezonansowego przy świetlówce do 5,6nF.
  • Poziom 41  
    Witam
    Proponuję zaprojektować płytkę na trafie EE30 i dwóch dławikach EE20 oczywiście na trochę wyższej częstotliwości. Resztę można zostawić bez zmian, nie ma różnicy czy będzie powielacz czy nie bo i tak trzeba stosować diody i kondensatory. IRFy dam na krawędź płytki tak aby np. metalowa obudowa mogła posłużyć jako radiator. Co wy na to?
  • Poziom 39  
    Oczywiście mosfety przy brzegu płytki jak najbardziej. Jak chcesz to możesz zmienić sterownik na SG3525, układ trochę się uprości, niepotrzebne będą tranzystory sterujące do mosfetów.

    A tak przy okazji - zamieszczam link do projektu elektronicznego statecznika zasilanego z sieci prądu przemiennego 90..255V, wyposażonego w wiele zabezpieczeń i układ PFC:
    http://www.irf.com/technical-info/designtp/irpllnr1.pdf
  • Poziom 41  
    SG3525 ma 0.5A na wyjściu a dając BC817 BC807 można uzyskać więcej a płytka nie będzie większa. Schemat przetwornicy z 230AC jest niezły a tak poza tym czy twój układ wytrzyma uszkodzone świetlówki, czy sprawdzałeś ?.
  • Poziom 39  
    Niestety nie miałem pod ręką żadnej wyeksploatowanej świetlówki, tak żeby był problem z jej odpaleniem. Natomiast w przypadku przepalenia żarnika taka świetlówka będzie potraktowana jak przerwa w obwodzie.
    Przetwornica na pewno jest odporna na zwarcia w obwodzie świetlówki, gdyż dławik ogranicza prąd zwarcia.
  • Poziom 41  
    Co się stanie jak nie podłączymy świetlówki? Czy napięcie w rezonansie bez obciążenia nie uszkodzi IRF740 kondensatora lub dławika, czy włączałeś przetwornicę bez świetlówki?
  • Poziom 42  
    Bez świetlówki rezonans jest niemożliwy - nie ma zamknięcia obwodu przez żarniki.
  • Poziom 41  
    OK, chodziło mi jak świetlówka się stłucze.
  • Poziom 42  
    To się żarniki spalą. Tylko nie pisz, że miałeś na myśli, że przy stłuczeniu oba żarniki się zewrą, bo nie zdzierżę i ostrzeżeniem walnę.
  • Poziom 41  
    Tylko spokojnie. Schemat przetwornicy z 90-255VAC jest obwarowany takimi zabezpieczeniami że być może i w tej by się coś przydało. Ale jak nie wiem co jej grozi to nic nie wymyślę. Jak zaprojektuję płytkę to zostaniecie już z takim układem, a ja nie chcę robić tego na darmo.
  • Poziom 16  
    a co z trwałością świetlówek ?
    Robiłem podobne eksperymenty, tylko że na prostszym powielaczu (zapalana na zimno) - końce świetlówki zrobiły się szare i po kilku godzinach zgasła.
  • Poziom 42  
    Po to stosuje się rozgrzewanie żarników, żeby uniknąć zimnego startu.
  • Poziom 39  
    Myślę, że nie ma sensu stosować wyrafinowanych zabezpieczeń w takiej przetwornicy. W 99% przypadków będzie użyta przez maniaków tuningu samochodów - a tam jest dużo większe prawdopodobieństwo, że ulegnie rozbiciu niż się zużyje.

    W mojej przetwornicy żarniki lampy są podgrzewane przez około 1 sek. po włączeniu zasilania, po czym następuje zapłon. Robiłem zimą próby z lampami wystawionymi na 10 st. mróz - nie było najmniejszych problemów z ich zapłonem, chociaż wydajność świetlna lamp była dużo słabsza niż w temperaturach dodatnich.
  • Poziom 41  
    Witam
    Czy mogę w projekcie płytki zastosować elementy SMD?. Tranzystory sterujące BC807 i BC817, TL494 w SMD i rezystory i kondensatory przy TL494. Zmniejszyło by to płytkę. Nie będę pytał ile warstw może mieć płytka bo może być tylko jedna :D .
    ----------------------------------------------
    Jest już schemat wg którego będę projektował płytkę, wartości elementów jeszcze się zmienią i czekam na propozycję jakiś zmian. Przetwornica będzie chodziła na 75kHz, trafo na EE30 a dławiki L2 i L3 na EE20. Jeszcze raz policzę te indukcyjności czy się wszystko zmieści przed projektowaniem PCB.
  • Poziom 41  
    Muszę napisać pod swoim postem ponieważ autor tematu chyba nie interesuje się już swoim tematem :cry: a jak już zacząłem projektować PCB to mam pytania.
    1. Jakie jest napięcie na świetlówce gdy już świeci?
    2. Jaki płynie prąd przez świetlówkę podczas wygrzewania i w czasie świecenia.
    Chodzi o zrobienie dławika i nie jestem pewien czy EE20 wystarczy. Można na tym rdzeniu zrobić prąd średni na 0,5A a szczytowy na 1,75A, czy tyle wystarczy przy 75kHz?
  • Poziom 39  
    Witam, już jestem. Oczywiście interesuję się swoim tematem i mam nadzieję, że dotychczasowe moje i Twoje Dar.El poczynania nie spełzną na niczym...

    W/g danych podawanych przez producentów świetlówek, napięcie (wartość skuteczna) na świecącej lampie TL36/40W wynosi 104V, zaś prąd płynący przez lampę - 0,42A.

    Myślę, że dławik na rdzeniu E20 spokojnie wystarczy - producenci fabrycznych (chińskich?) zapłonników i świetlówek kompaktowych stosują jeszcze mniejsze rdzenie pracujące przy 30-40kHz. Indukcję 150mT przyjąłeś chyba z dużym zapasem... myślę, że transformator możnaby nawinąć bardziej oszczędnie kosztem nieco większych strat w rdzeniu.

    Myślę, że lepiej jest zastosować podwójny gasik na uzwojeniu pierwotnym, moje pomiary wykazały lepsze wtedy tłumienie oscylacji. Rezystor 4,7R w gasikach nie musi być dużej mocy - ja stosowałem 0,25W i nie grzały się za mocno. Kondensator C6 wystarczy jak będzie miał 47-100uF.

    Przetwornice do świetlówek
  • Poziom 41  
    Witam
    Można z tego układu zasilać 3 świetlówki ale nie wiem czy by odpaliły. Dam podwójny gasik i zostawię EE20 na dławik. 150mT już będzie grzało rdzeń więc jak zwiększę to może być już gorący, a wydaje mi się że sprawność układu jest atrakcyjna i nie należy jej pogarszać. Ilość zwoi w trafie każdy będzie mógł zmieniać, więc nie ma problemu.
  • Poziom 39  
    Przeprowadziłem pomyślne próby z czterema świetlówkami, ale zamiast sterowania stopnia wyściowego z transformatora dałem kostkę IR2110. Tranzystory, szczególnie IRFZ44, trochę dostawały po tyłku, ale działało to poprawnie. Ale może nie przesadzajmy... :)

    Tak to wyglądało na pająku, próba z 3 lampami, sterownik zmieniony na SG3525:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/download.php?id=167739

    Bym zapomniał - do C13 i C14 daj równolegle oporniczki 220-470k w wiadomym celu...
  • Poziom 42  
    Materiał 3C90 przy 25 kHz i deltaB 300 mT ma straty 200 kW/m^3 == 200 mW/cm^3. Przy 40 kHz będzie to max 400 mW/cm^3. Rdzeń E0/10/6 ma objętość ok. 1.5 cm^3 czyli wydzieli się się na nim max 600 mW. Ale w miarę rozgrzewania się rdzenia straty maleją - dla 3C90 minimu strat jest przy 100 stopniach Celsjusza - straty w tym punkcie sa ok. 2-krotnie niższe niż w temperaturze pokojowej. Czyli nie dość, że sama różnica temperatur stabilizuje temperaturę rdzenia, to jeszcze charakterystyka strat poprawia mozliwości.

    Natomiast w momencie startu Bmax nie powinno przekraczać 430 mT.

    Fabrycznie dostępne rdzenie E20/10/6-3C90 o najniższym AL to rdzenie ze szczeliną 520 um (AL = 100) lub 980 um (AL = 63)

    Dla AL = 100 i indukcyjności 1.2 mH potrzeba 109 zwojów. Bmax = 430 mT daje prąd szczytowy = 1.25A a przy prądzie szczytowym 0.42A Bmax wyniesie 144 mT czyli zupełnie sensownie.

    Dla AL = 63 potrzeba 138 zwojów i prąd dla 430 mT = 1.58A a dla 0.42A Bmax = 114 mT

    Czyli też dobrze :-)
  • Poziom 41  
    Jest już poprawiona wersja schematu. Sprawdźcie czy tak wam odpowiada. Jest teraz kwestia wielkości kondensatorów, jeśli macie w tej sprawie jakieś życzenia to piszcie póki jeszcze można :D .