Пристрій призначений для використання спільно з газорозрядними лампами, замість баластних дроселів.
Традиційне використання дроселів, в якості обмежувачів струму, призводить до виникнення значної величини реактивної і повної споживаної від мережі потужності. Так, при використанні дроселів для ламп ДРЛ-125 коефіцієнт реактивної потужності = 0,55. Електронні баласти підвищують коефіцієнт потужності більш ніж до 0,92 з урахуванням втрат на переходах напівпровідникових приладів і струмообмежувальні елементах схеми. Один з відомих недоліків газорозрядних ламп високого тиску - це неможливість швидкого повторного включення. Часто, при короткочасних "скачках" напруги мережі лампи гаснуть і доводиться очікувати кілька хвилин для повторного включення ламп. Це відбувається при роботі електроінструменту, зварювального обладнання в одній мережі з лампами. Використання електронного баласту усуває цей недолік, лампи продовжують працювати при "просадках" напруги. Якщо ж лампа погасла, то повторне включення відбувається дещо раніше, ніж при роботі з дроселем.
Лампи ДРЛ, ДНАТ, на відміну від газорозрядних ламп кімнатного освітлення, не втрачають інтенсивності світіння при низьких температурах повітря. Особисто я використовую зазначені вище лампи для освітлення гаража, вони є основним джерелом світла взимку, коли лампи ЛБ, ЛД ледь світяться.
Для мене використання електронного баласту стало особливо актуальним при безперервному зростанні вартості електроенергії.
Принципова схема і деталі
Пошук готових схемних рішень електронних баластів привів мене в зневіру і обурення. Незважаючи на активне використання енергозберігаючих ламп, схем простих баластів для ламп ДРЛ я не зміг знайти.
Відомо, що полумостового перетворювачі з індуктивним зворотним зв'язком працюють в режимі насичення трансформатора Т1, таким чином, частота перемикання транзисторів буде залежна від сукупності відразу декількох факторів: струму що протікає в ланцюзі лампи, струму в ланцюгах L1, R6, VD2, L2, R7, VD3 . Струм в ланцюзі лампи безпосередньо залежить і від частоти роботи перетворювачі і від індуктивності обмотки L4 трансформатора Т2. Таким чином, при створенні першого примірника пристрої, однозначно визначити необхідну кількість витків трансформаторів складно. Перші екземпляри баластів намір були виготовлені з магнітопроводом трансформатора Т2 надлишкового перетину, щоб виключити його насичення. Після успішного запуску і випробувань були уточнені розміри трансформаторів, кількість витків, величина немагнітного зазору.
При використанні зазначених матеріалів, частота роботи перетворювача близько 38кГц на початку "розгону" лампи, і близько 67 кГц після виходу лампи в робочий режим.
Так як баласти виготовлялися з матеріалів, які були в наявності, то наступний екземпляр відрізнявся розміром муздрамтеатру Т1. На цей раз використовувалося кільце зовсім невідомою магнітної проникності з розмірами 14х8х4,5. Як Т2, той же муздрамтеатр з двох чашок 30мм.
Як VD2, VD3 використані імпортні стабілітрони в скляному корпусі 12В, потужністю 1,2Вт, парами з'єднані катодами. Як теплоотводов використані радіатори вихідних транзисторів кадрової розгортки телевізорів 3УСЦТ.
На схемі в дужках вказані елементи, які використовуються в баласту для ламп ДНаТ 250, ДНАТ 400. У схемі можна використовувати транзистори, зазначені в статті, файл якої додається. У моєму випадку використовувалися транзистори від старих блоків живлення комп'ютерів: 2SK1024 і 2SK2828 - для ламп ДРЛ125. Для ламп ДНАТ 250, ДНАТ 400, довелося придбати IRFP460.
Обмотки L1, L2 на малюнку зображені намотаних окремо один від одного лише для більш зрозумілого зчитування правила підключення обмоток. Під зазначені елементи розраховані друковані плати на малюнку. Чи не кріпити трансформатор Т2 до плати металевими деталями через центральний отвір. Ми робимо баласт, а не індукційну піч!
Налаштування пристрою полягає в підборі кількості витків обмотки L4, для отримання необхідного значення напруги на лампі, після її прогріву. Так, для ламп ДРЛ 125, робочою напругою вважається величина діючої напруги 125В.
Більшість простих мультиметров не дасть можливості виміряти напругу на лампі на частотах роботи перетворювача. Для настройки краще скористатися осцилографом. Сучасні осцилографи здатні вимірювати діюче значення напруги, в тому числі з урахуванням форми сигналу. Якщо ваш осцилограф не має цієї функції досить визначити амплітудне значення напруги. Так як напруга на лампі близьке за формою до синусоидальному, обчислити діюче (воно ж ефективне або середньоквадратичне) значення напруга можна помноживши амплітудне значення на 0,7.
Під час налаштування пристрою було помічено, що лампи різних виробників імпортується, потребують індивідуальної настройки баласту. Так, якщо баласт налаштований для ламп ДРЛ 125 (8) «Лисма», то при використанні ламп ДРЛ 125 (6), напруга на лампах після прогріву досягає лише 80В замість 125. У даному випадку необхідно встановити під зазначений тип лампи. При налаштуванні баластів під лампи ДНАТ 250 - 400 слід пам'ятати, що їх робоча напруга, після прогріву близько 15хв, - 100В.
Переконайтеся в працездатності ланцюгів захисту (VD5, R8, C3, VD6, R9, VT4), подачею змінної напруги від зовнішнього джерела. При досягненні напруги трохи більше 32В баласт повинен відключитися. У разі несправності ланцюгів захисту, при включенні пристрою без лампи або при виході її з ладу, можливий вихід з ладу конденсатора С4, так як на ньому виникає значне напруження. Так конденсатор на 1 кВ виходить з ладу протягом пари секунд, це результат роботи послідовно коливального контуру L4C4. Така схемотехніка дозволяє використовувати баласт для ламп ДНаТ без спеціального пускового пристрою.
список радіоелементів
1. Не вивчав детально пром.образци. Моєю метою було зробити з підручного матеріалів максимально простий баласт для використання з ДРЛ125 в гаражі, так як енергозбут "обклав" ел.счётчікамі, які, як відомо вимірюють повну споживану потужність. Для ламп ДНАТ конструкцію випробував попутно. Вважаю, що мінусом конструкції, може бути значне розсіювання потужності на ключових транзисторах в момент початкового "розгону" лампи.
2. Акустичний резонанс може виникнути в будь-який газорозрядної лампи подібного типу, я був свідком цього з застосування вищеописаного баласту з лампою ДНАТ250. Це явище легко усунути просто змінивши робочу частоту баласту. У статті описано як це зробити. З лампою ДРІ400 не відчував через те, що просто у мене її немає. Не знаю властивостей цієї лампи. У Вас є можливість випробувати і розповісти про це читачам.
3. Дійсно, моток дроту на сталевому муздрамтеатрі надійніше, ніж навіть простий електронний баласт. Якщо чесно, тема для мене не настільки цікава, щоб продовжувати займатися поліпшенням її споживчих властивостей. У мене немає мети сертифікувати цей продукт для комерційного використання. Я отримав результат, який мене цілком влаштовує.
Для початку хочу подякувати за статтю і особливо за дані дроселя. А тепер деякі зауваження.
Замість транзистора VT1 (або динистора) повинна прекрасно підійти будь-яка індикаторна неонова лампочка. Відповідно R4 не знадобиться. У всякому разі, у мене неонка успішно запускала перетворювач для низьковольтних лампочок розжарювання по такій же схемі (тільки з біполярний).
Хочу звернути увагу на те, що розрядна лампа по суті є стабілітроном і за напругою на ній регулювати баласт не варто. Справа в тому, що при значній зміні струму напруга змінюється зовсім небагато. Тому регулювання вийде + трамвайна зупинка.
Краще зробити, як писали нижче - включити послідовно з лампою резистор на 0,5-1 Ом і осцилографом заміряти на ньому струм лампи.
Або подати на баласт напруга з зовнішнього випрямляча зі сглаживающим кондером і заміряти споживаний баластом постійний струм. Тоді з урахуванням ККД можна підігнати режим лампи по потужності.
І ще щодо ламп ДРІ. Ці лампи найкапризніші і діапазони частот, в яких вони працюють стабільно, досить вузькі.
Зібрав блок (250-400 Вт) по Вашій статті, на перші включення встановив мосфети irf840a (раптом погорять) IRFP460 також є, встановлю коли все запрацює. Окремо перевірив схему запуску на КТ315Г (видає імпульси тривалістю 100 мкс з періодом 100 мс амплітудою 10 В (навантаження було 100 Ом і кілька нан кондер)), окремо перевірив схему захисту (подавав ЛАТР близько 30 В - захисний мосфети відкрився) транс підключив згідно малюнка - автогенератор не запускається, не могли б Ви підказати на що ще варто звернути увагу при налагодженні і запуску?
Також питання: скільки мікрогенрі повинен вийти в результаті дросель (я мотав на броньовий з діаметром
50 мм)?
Зазор близько 1 мм на дроселі - мається на увазі сумарний зазор магнітної лінії (тобто 0.5 мм по центру і 0.5 мм з краю або все-таки зазор між чашками близько 1 мм (тобто сумарний 2 мм))
Все правильно зробили. Там вже і перевіряти нічого. Можливо, просто в різні боки намотаний трансформатор на кільці Т1, при цьому просто поміняйте місцями висновки однієї з обмоток L1 або L2. Навіть неправильне підключення цих обмоток не приведе до "сумним" наслідків. При неправильному підключенні цих обмоток Ви все одно повинні почути клацання, які формує схема запуску на VT1. Якщо ви бачите спалахування лампи, але лампа не загоряється, то просто зменшіть кількість витків обмотки L4, трансформатора Т2. Якщо нічого не допомагає, спробуйте включити лампу з відключеною захистом, відключивши діод VD4, але переконавшись в працездатності схеми обов'язково розберіться з захистом. Немагнітний зазор 1мм - це зазор між чашками, зазначений таким чином спеціально для простоти сприйняття. Уважно перевірте правильність монтажу. Схема дуже проста, не знаю що ще порадити.
Чудово. Знав, що можна чимось замінити звичайний дросель на більш розумне. Шукав-шукав і знайшов. Набрів на статтю в пошуках заміни дроселя для ДНаТ-250. Буду збирати.
Бентежить тільки с5 конденсатор, в схемі читав, що вони вибухають при роботі і ненадійні!
Думаю, що яскравість зміниться. Я не бачу ніяких елементів в схемотехніці, які могли б стабілізувати напругу на лампі. Чи не проводив дослідів зі зміною вхідної напруги. При напрузі 195В, лампа ДРЛ125 з баластом і отріцателной температурою навколишнього повітря запускається впевнено. Оперативно змінювати яскравість світіння неможливо, але зміною кількості витків дроселя L4 можна отримати різну яскравість світіння ламп. Так, ДРЛ125 здатна світитися в діапазоні діючих напружень 40-125В (напруга після розігріву лампи), при цьому впевнено запускатися.
Скажіть, чи можна чимось замінити броньовий магнітопровід з двох чашок?
Так звичайно можна. Але при цьому Вам потрібно оцінити габаритну потужність використовуваного Вами муздрамтеатру, щоб уникнути перегріву. Переконатися у відповідній магнітної проникності. Самостійно підібрати кількість витків і величину немагнітного зазору.
Чи можна використовувати замість Д815Е стабілітрони Д815Д?
Так будь ласка! У статті докладно описано що при цьому змінитися. Головне отримати необхідну чинне напруга на лампі після її виходу на робочий режим. Хочете менше або більше - це Ваша справа. Але я б не рекомендував "розганяти" лампу понад її номінальних параметрів, так як при включенні і прогріванні лампи збільшаться і без того значні струми.
Для лампи ДНаТ100Вт чи потрібно щось змінювати? Якщо так, то що?
Так, Вам варто пам'ятати, що під кожен тип лампи баласт необхідно налаштовувати. У статті вказані елементи і кількість витків моткових елементів тільки під лампи ДРЛ125, ДНАТ 250-400. Ви повинні домогтися чинного робочої напруги на "прогрітій" лампі яку використовуєте. Уточніть робоча напруга Вашої лампи в тех.документацию. Виміряйте напругу на лампі приладами, які дозволяють проводити коректні вимірювання на частоті до 100кГц. Використовуйте схему для ламп ДРЛ125, настройку робите зміною кількості витків L4. При першому включенні намотайте надмірна кількість витків L4, після чого налаштуйте баласт зменшуючи кількість витків і контролюючи напруга на лампі.
Для перевірки роботи перетворювача без лампи чи можна замість навантаження (лампи) використовувати зквівалентного резистор, виключивши при цьому ємність С4?
Неочікувана пропозиція. Я б не рекомендував. Від струму що протікає в цьому ланцюзі в значній мірі буде залежати і частота роботи перетворювача. Д і потужність буде розсіюватися значна або на резисторі, або на транзисторах в залежності від величини опору. Якщо вже хочеться випробувати перетворювач без лампи, то спробуйте так: виключіть С4 і С5, а правий висновок L4 підключіть до штучної середній точці з двох однакових конденсаторів 1.0х400В, підключених до С1. Вимкніть VD4. Ви отримаєте блок живлення. Але необхідності в таких випробуваннях я не бачу.
. да, і не забудьте при цьому змінити кількість витків L4 і прибрати немагнітний зазор
Може кому допоможе - вирішив питання по перегріву транзисторів і не красивою осцілограмме на затвора установкою конденсатора 0.22х630в паралельно з1, безпосередньо на висновки транзисторів. Струм такої, що тепер гріється конденсатор.
Додам: по харчуванню плівковий конденсатор корисний, але погоди не робить. Зараз працює схема з двома кондиціонерами 5н6 між сток-витік vt1 і vt2. На осцілограмме видно як згладжується високочастотний дзвін, тому транзистори помітно менше гріються. Дивно, але якщо шунтировать затвор, такого ефекту немає.
Питання ось у чому: є світильник ЖКУ 02 150 лампа Е40 цоколь горить помаранчевим кольором, можливо поставити лампу на цей світильник щоб світло було денним або холодним?