интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Мой генератор высокого напряжения из инвертора CCFL лампы. Схема h06t120 инвертор для люстры


Галогенная лампа схема подключения через трансформатор

Обычные лампы накаливания существенно уступают галогенным лампам в плане разнообразия ассортимента. Галогенные лампы находят свое применение в самых разных областях деятельности человека.

Они одинаково широко используются как для обеспечения освещения в общественных зданиях, так и для работы в домашних условиях. Продукция отдельных компаний даже подразделяется на категории в зависимости от того или иного ее назначения.

К примеру, стоимость профессиональной аппаратуры оказывается существенно дороже бытовой. Кроме того, наличие конструктивных особенностей различных галогенных ламп определяет их принадлежность к тому или иному виду:

  1. - линейным;
  2. - капсульным;
  3. - лампы с рефлектором;
  4. - лампы с бытовым патроном.

В целях экономии и повышения безопасности эксплуатации электроэнергии нередко обращаются к задействованию схем освещения, использующих намного меньшие показатели напряжения в сравнении с традиционными 220В.

Схема подключения галогенных ламп

Подключение галогенных ламп малого напряжения осуществляется через специальные источники питания на 6, 12 и 24В.

Примечательно, что низковольтные галогенные лампы на практике оказываются столь же яркими, как и обычные, в то время как потребление энергии сокращается на порядок. Кроме того, невысокое напряжение выступает дополнительной гарантией безопасности человека.

Часто такие лампы из соображений безопасности устанавливаются в ванных комнатах. Впрочем, низковольтные галогенные лампы также используются и во встроенных светильниках подвесных потолков, ввиду того, что небольшие размеры современных электронных трансформаторов позволяют осуществлять их монтаж прямо на каркас таких потолков.

Единственным ограничением для работы таких ламп является необходимость установки специального понижающего трансформатора.

галогенная лампа и трансформатор

Рис 1. Подключение галогенных светильников через трансформатора

Таким образом, когда для освещения используется низковольтная галогенная лампа, схема подключения к сети подразумевает наличие понижающего трансформатора на 12В.

Как подключаются галогенные лампы на схеме

Само подключение светильников оказывается чрезвычайно простым: для этого достаточно подключить галогенные лампы параллельно между собой и подсоединить их к трансформатору.

Рассмотрим более детально как подключаются между собой все элементы (трансформатор, галогенная лампа схема подключения и управления).

На рисунке ниже представлена блок схема, состоящая из двух понижающих трансформаторов и шести галогенных светильников. Синим цветом обозначен нулевой провод, коричневым – фазный.

Подключение на стороне 220 В. Подключение проводов в распределительной коробке осуществляется таким образом, что фаза питающего провода (тот который приходит в коробку) идет на выключатель.

Управление освещением (включение / отключение) осуществляется обычным выключателем. Его подключают до трансформаторов на стороне 220 В.

Нулевую жилу можно сразу соединять с нулевыми жилами проводов, которые идут к трансформаторам. После фазный провод который «пришел» с выключателя подключается к фазным проводам трансформаторов.

Для подключения проводов в трансформаторе предусмотрены специальные клеммы L и N.

галогенная лампа схема подключения

Рис 2. Блок схема подключения галогенных светильников

Не имеет значения сколько будет подключатся трансформаторов в схеме. Важно чтобы каждый трансформатор подключался отдельным проводом и все они соединялись только в распределительной коробке. Если соединять провода не в коробке, а где-нибудь под потолком, то при потере контакта к месту соединения невозможно будет добраться.

Подключение на стороне 12 В. Основная часть работы выполнена, осталось самая малость, подключить галогенную лампу в схему питания. Единственное что нужно учитывать что галогенные лампы в схеме подключаются параллельно между собой.

Для одновременного подключения большого количества ламп стоит использовать специальные клеммные соединители. (На рисунке используются клеммные колодки на шесть дорожек.)

electrihescay-shema-galogennih-lamp

Рис 3. Электрическая схема подключения галогенных ламп

От клемм низкого напряжения трансформатора (12 В) идет провод к клеммной колодке, а затем от клеммника отдельный провод на каждый светильник.

Что нужно учитывать при подключении галогенных ламп

Длина выходного провода 12 В не должна превышать 2 м. При большей длине возможно возникновение потерь тока, отчего яркость ламп станет ощутимо ниже.

Во избежание перегрева трансформатора его следует располагать минимум в 20 см от любых источников выделения тепла. Избегать стоит и расположения трансформатор в полостях, объем которых составляет менее 11 литров.

Если же ввиду технических причин установка трансформатора в нишу небольших размеров оказывается неизбежна, суммарная нагрузка на устройство должна находиться на уровне до 75% от максимально возможного значения.

Ну и напоследок:

схема управления низковольтными галогенными лампами не должна включать в свой состав диммер (поворотный выключатель для плавного изменения яркости света).

При работе с такими источниками освещения корректность работы устройства нарушается, вызывая сокращение срока службы ламп.

Похожие материалы на сайте:

electricvdome.ru

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЛАМПЫ

   Схема такого преобразователя не новая, но она была переделана и в итоге переделки количество используемых радиодеталей резко сократилось. 

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ на mje ДЛЯ ЛАМПЫ

   Принципиальная схема преобразователя для лампы ЛДС представляет собой простой блокинг-генератор на мощном биполярном транзисторе MJE13007, опыт показал, что он справляется лучше всех, но возможна замена на более мощный, типа MJE13009. Такие транзисторы часто используют в компьютерных блоках питания ATX. Подстроечный резистор лучше использовать проволочный на пару ватт, его номинал 470 ом, но он может отклонится в ту или иную сторону на 20% - это на работу преобразователя не повлияет. 

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЛАМПЫ ЛДС

   В качестве трансформатора использован Ш-образный ферритовый трансформатор из того-же компьютерного блока питания. Как правило у такого трансформатора 6 выводов со стороны понижающей обмотки и один отвод сверху. Именно к этому отводу подключаем плюс питания. Первый и последний вывод понижающей обмотки соответственно на коллектор транзистора и через резистор на базу, определенной полярности тут нету. 

простой блокинг-генератор на мощном биполярном транзисторе MJE13007

   Далее собираем саму схему преобразователя для лампы. У сетевой обмотки трансформатора обычно 3 или 2 вывода, крайние выводы подключаем к лампе дневного освещения. Для плавного пуска можно последовательно к выводу подключить конденсатор на 400 вольт 1 микрофарад, хотя будет работать и без него. Транзистор нужно укрепить на небольшой теплоотвод.

простой блокинг-генератор на мощном биполярном транзисторе для питания люминисцентных ламп

   Включаем схему и медленно вращаем подстроечный резистор, пока не добьемся максимального свечения лампы - это ограничительный резистор базового тока, который одновременно регулирует частоту. Хорошо собранный преобразователь не издает лишних звуков и имеет широкий диапазон питающих напряжений от 3,5 до 12 вольт (оптимальное - 6 вольт).

Поделитесь полезными схемами
ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УCTPOЙCTBO ДЛЯ АВТО

   Среди множества схем зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов, публикуемых в сети, особое внимание заслуживают автоматические зарядные устройства. Такие устройства создают целый ряд удобств при обслуживании аккумуляторных батарей. Из публикаций, посвященных автоматическим зарядным устройствам, следует отметить работы. Эти устройства не только обеспечивают зарядку аккумуляторных батарей, но и осуществляют их тренировку и восстановление.

КОНТРОЛЛЕР ВЕНТИЛЯТОРА КОМПЬЮТЕРА

   Простой модуль управления вентиляторами охлаждения компьютера в зависимости от температуры - схема на основе микросхемы LM317 и терморезистора.

ПРОСТОЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

   Принципиальная электрическая схема простого регулятора мощности для электродвигателя, паяльника или другого бытового прибора. Приводятся возможные замены деталей.

ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

   Известно, что источники электропитания являются неотъемлемой частью радиотехнических устройств, к которым предъявляется целый ряд требований; они представляют собой комплекс элементов, приборов и аппаратов, вырабатывающих электрическую энергию и преобразующих ее к виду, необходимому для обеспечения требуемых условий работы радиоустройств.

ИОНИЗАТОР ДЛЯ АВТО

      Конструкция ионизатора воздуха достаточно проста. Состоит из высоковольтного преобразователя напряжения. На выходе устройство образуется высокое напряжение с номиналом в несколько десятков тысяч Вольт.

samodelnie.ru

Мой генератор высокого напряжения из инвертора CCFL лампы

Информация предоставлена исключительно в образовательных целях!Администратор сайта не несет ответственности за возможные последствия использования предоставленной информации.

Популярные лампы подсветки, подключаемые к USB-порту компьютера,лампа подсветкисодержат в себе два основных элемента:

 - CCFL лампа;

 - инвертор (CCFL ballast).

CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) лампа - это лампа с холодным катодом, тонкая (2...4 мм) стеклянная трубка, заполненная инертными газами (неон, аргон) с небольшой примесью ртути. Разряд в парах ртути внутри трубки лампы создает ультрафиолетовое излучение, которое заставляет светиться люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность трубки, причем рабочая температура трубки лампы составляет около 40°С. Такая лампа имеет характеристику с "отрицательным сопротивлением" - напряжение зажигания (обычно около 1000 вольт) значительно больше рабочего напряжения (обычно 300...500 вольт). Для питания лампы целесообразно использовать синусоидальное напряжение частотой 20...100 килогерц.Холодный катод также используется и в неоновых лампах, в которых электрический разряд возбуждает молекулы газа, заставляя их излучать видимый свет.

Следует отметить, что многие особенности CCFL ламп свойственны и лампам с горячим катодом ("hot" cathode fluorescent lamps, HCFL). Примером HCFL ламп являются компактные люминесцентные лампы (КЛЛ, compact fluorescent lamp, CFL) -КЛЛ, CFL

Главным отличием этих ламп присутствие в них нитей накала на каждом конце лампы -выводы нитей накаланити накала КЛЛПеред запуском лампы эти нити нагреваются (отсюда и произошло название "лампы с горячим катодом") и излучают электроны, что снижает напряжение, требуемое для зажигания лампы. После запуска лампы питание с нитей накала можно снять.

схема питания HCFL лампыпитание HCFL лампы

Рассматриваемые ниже источники питания для CCFL ламп могут использоваться и для HCFL ламп, используя выводы нитей накала так, как будто это электроды CCFL лампы.

В книжке The Art and Science of Analog Circuit Design  - J. Williams (1998) утверждается, что CCFL лампы являются наиболее эффективным средством преобразования электрической энергии в световую.

Инвертор предназначен для преобразования постоянного напряжения 5 или 12 вольт в переменное напряжение величиной 500...1500 вольт и частотой 30...80 килогерц.

CCFL лампы широко применяются в различных электронных устройствах (ЖК-мониторах и телевизорах, сканерах, факсах...), но также в этих аппаратах используется и LED технология (светодиоды).Примеры инверторов -сканер с CCFL лампой и инвертором (выделен желтым) -CCFL инверторинвертор для CCFL лампы сканера -CCFL инверторCCFL инверторы монитора Dell E172FPB -CCFL инвертор

Схема CCFL инвертора чаще всего представляет собой генератор Ройера (Royer oscillator), изобретенный в 1954 году George H. Royer (патент US 2783384 A "Electrical inverter circuits"). Он описан в статье Royer, GH, "A switching transistor DC-to-AC converter having an output frequency proportional tothe DC input voltage," AIEE Transactions on Communication and Electronics, Volume 74, July 1955, pg 322 to 326. 

концептуальная схема классического конвертора Ройераконвертор Ройера

Недостатком этой схемы является прямоугольная форма выходного напряжения. Этот недостаток устранен в модифицированной резонансной схеме генератора Ройера.

модифицированная схема резонансного конвертера Ройерагенератор Ройера

илирезонансный генератор Ройера

Генератор Ройера содержит трансформатор с первичной обмотокой с выводом от середины (center tapped primary winding) (число витков w1+w2) и обмоткой обратной связи (feedback winding) (число витков w3). Также на трансформаторе может быть вторичная обмотка (secondary winding), с которой снимается выходное напряжение.Две половины первичной обмотки подключаются к источнику питания через два транзистора Q1 и Q2, включенные по схеме "push-pull". Транзисторы включаются поочередно, меняя направление тока в половинких первичной обмотки. Напряжение с обмотки положительной обратной связи подается на базы транзисторов, вызывая генерацию.Отличие CCFL инвертора от классического генератора Ройера заключается в наличии конденсатора C1, включенного параллельно первичной обмотке, и создающего вместе с ней резонансный контур. Благодаря этому генератор вырабатывает на вторичной обмотке синусоидальное напряжение. Частота генерации определяется параметрами трансформатора, емкостью конденсатора C1 и параметрами нагрузки. Тот факт, что этот генератор вырабатывает синусоидальное напряжение, определяет широкое применение такой схемы для питания CCFL ламп. Дело в том, что световая отдача таких ламп уменьшается при наличии высших гармоник в питающем напряжении, а резонансный генератор Ройера (resonant Royer) вырабатывает именно синусоидальное напряжение. Полное название такого генератора - "current-fed push-pull parallel-resonant inverter".

Исследованиями таких инверторов занимается Jim Williams из Linear Technology Corp. -Jim WilliamsВот предлагаемая им схема инвертора:CCFL инверторПодробно работа таких генераторов описана в его книжке The Art and Science of Analog Circuit Design  - J. Williams (1998) -The Art and Science of Analog Circuit Design

Детали инвертора:

транзисторы Q1 и Q2 -наиболее популярный вариант - транзисторы 2SC5707 (в инверторах мониторов) -VCE SAT = 0,24 вольта, VCE MAX = 80 вольт, IC DC = 8 ампер с hFE MIN = 200 и fT = 330 мегагерц2SC5707транзисторы 2SC1983 (в схеме с сайта ludens.cl) -составной n-p-n транзистор, VCE MAX = 60 вольт, IC DC = 3 ампера с hFE MIN = 7002SC1983транзисторы 2SC3279(M) (в использованном мной для экспериментов инверторе для лампы подсветки компьютера) -n-p-n транзистор в корпусе TO-92 с высоким коэффициентом передачи по току и низким напряжением насыщения, VCE MAX = 10 вольт, IC DC = 2 ампера с hFE MIN = 2002SC3279транзисторы 2SD1627  в SMD-исполнении -n-p-n транзистор, VCE MAX = 25 вольт, IC DC = 2 ампера с hFE MIN = 3000!!!

трансфоматор -пример трансформатор - XFORM INVERT 9.5uH EE19описание трансформатора типа EE19 -EE19

Примеры кол-ва витков:w1 = w2 = 7, w3 = 2, вторичная обмотка - 142 витка.

дроссель L1 -важный элемент схемы,индуктивность  ~330 мкГн с допустимым током до 1 ампера;в моем инвертере дроссель представлял собой обмотку из 60 витков медного провода диаметром 0,2 мм, намотанную на гантелевидном сердечнике

резистор R1 -сопротивление 1...2,7 кОм (в моем инвертере 1,5 кОм (коричневая-зеленая-красная-серая полоски).

конденсатор C1 -желательно полипропиленовый (MKP) (выдерживают большие токи)   с емкостью не менее 10 нанофарад на напряжение несколько сотен вольтпримеры MKP конденсаторов на 27 и 330 нанофарад:MKP конденсаторыПри увеличении емкости конденсатора резонансная частота схемы уменьшается, например, при емкости 1...2 микрофарада частота генерации смещается в звуковой диапазон.

При правильной работе схемы на коллекторах транзисторов действует однополупериодно выпрямленное синусоидальное напряжение.

Основным ограничивающим фактором в схеме является величина напряжения на коллекторах транзисторов, которое может достигать 60 вольт при питании напряжением 24 вольта.В инверторе для CCFL лампы последовательно с нагрузкой (CCFL лампой) включен балластный конденсатор (в моем инвертере 22 пФ x 3000 вольт, другой вариант - 4,7 нанофарада x 1500 вольт). Изменяя его емкость, можно регулировать потребляемый нагрузкой ток.Также на входе инвертора можно включить электролитический конденсатор, например, 22 микрофарада на 25 вольт.

В проекте Hodoscope используется следующая схема для питания счетчиков Гейгера:Hodoscope

В устройстве используется микросхема LM2575T-Adj - импульсный понижающий стабилизатор напряжения постоянного тока с регулируемым выходным напряжением Частота преобразования (52 кГц) определяется встроенным генератором. Микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В. интервал регулировки выходного напряжения — 1.2 ... 35 В при токе нагрузки до 1 А. Минимальная разность между входным и выходным напряжениями — около 2 В Имеется встроенная защита от превышения температуры, короткого замыкания в цепи нагрузки и перегрузки по току.Распиновка выводов микросхемы:1 - входное напряжение (VIN)2 - выход (OUTPUT) - вывод эмиттера внутреннего ключа3 - земля (GND)4 - вход обратной связи (FEEDBACK)5 - вход сигнала включения (заземлен = 0 ... 1,4 вольта)/отключения (1,4 вольта ... напряжение питания) (ON/OFF)Опорное напряжение Vref составляет 1,23 вольта.

Полезные ссылки:Manfred Mornhinweg: Manfred Mornhinweg Manfred Mornhinweg - сайт ludens.cl (различные схемы питания флуоресцентных ламп)

сайт danyk.cz (описание CCFL инвертора)

МОИ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Я использовал инвертор от вышедшей из строя лампы подсветки для компьютера Gembird NL-2 Notebook USB CCFL lamp (CCFL лампа перестала светить).вид сверху

CCFL инвертор

вид снизуCCFL инверторВ этом инверторе добавлены кнопки и реле, включенные по схеме самоблокировки -они обеспечивают включение лампы при нажатии на одну кнопку и выключение лампы при нажатии на другую;монтажная схема реле HRS2H-S с обмоткой сопротивлением ~ 70 Ом, рассчитанной на 5 вольт -HRS2H-Sсхема включения кнопок и реле -самоблокировка релеПри нажатии на кнопку SW2 ее контакт замыкается и питание подается на обиотку реле K, которое замыкает контакт K1, шунтирующий кнопку SW2. Питание подается на инвертер. При нажатии на кнопку SW1 ее контакт размыкается, реле K обесточивается и контакт K1 размыкается. Инвертер отключается от источника питания.Обмотка реле имеет сопротивление всего лишь 75 Ом, что приводит к большому потреблению тока обмоткой - 80 миллиампер при питании 6 вольт. Поэтому я отключил реле, подключив питание напрямую к схеме инвертора.На выходе вторичной обмотки трансформатора вырабатывается высокое напряжение частотой десятки килогерц.Это напряжение можно подать на однополупериодный выпрямитель, состоящий из диода, конденсатора и цепочки резисторов нагрузки.Я использовал диод UF5406, рассчитанный на максимальное обратное напряжение 600 вольт и имеющий время восстановления всего лишь 75 наносекунд (пригодный для работы в высокочастотных цепях). Серая полоска на корпусе диода помечает катод.маркировка диодовКонденсатор - электролитический конденсатор CD11G-L07 из электронного балласта компактной люминесецентной лампы 4,7 мкФ x 400 вольт.Ток утечки такого конденсатора определяется выражением 0,06 * C * V  + 10 (в микроамперах), т.е. для этого случая 0,06 * 4,7 * 400 + 10 = 123 микроампера, т.е. довольно заметная величина.В результате эксперимента при повышенном до семи-восьми вольт напряжении питания транзисторы сильно грелись и в итоге вышли из строя (пробой между коллектором и эмиттером). Я выпаял транзисторы и сделал отводы (красный - коллектор, синий - эмиттер, зеленый - база) от платы для удобства их замены. Также я выпаял задающий конденсатор и сделал отводы (коричневый-белый) для удобства подбора его емкости. В моем инвертере задающий конденсатор был пленочный 60 нФ x 250 вольт.Я поставил популярные транзисторы BC547B -BC547Частота генерации составила около 140 кГц. Напряжение между коллектором и эмиттером каждого и транзисторов представляло половинки синусоид -напряжение в CCFL инвертеренапряжение между коллекторами - синусоиду -напряжение в CCFL инвертереДля получения постоянного напряжения я подключил к выходу инвертера четырехступенчатый умножитель -умножитель для CCFL инвертораНа выходе умножителя я подключил пленочный конденсатор емкостью 100 нанофарад на напряжение 630 вольт.При подключении мощного блока питания с выходным напряжением 9 вольт, мне удалось получить на нагрузке умножителя из двух включенных последовательно резисторов сопротивлением 4,7 мегаома каждый напряжение составило около 600 вольт. При этом транзисторы BC547B заметно грелись.Одним из дальнейших вариантов улучшения работы генератора является использование составных транзисторов 2SC5707:2SC5707

Регулировка выходного напряженияДля возможности управления выходным напряжением требуется наличие возможности отключения инвертера от источника питания. Это может быть выполнено по стандартной схеме с использованием pnp-транзистора. pnp-транзистор позволяет иметь общую "землю" (common ground) для высоковольтной и низковольтной части схемы.Для оценки возможности использования различных транзисторов в этой схеме я собрал модель в симуляторе LTspice -регулировка напряжения инвертора LTspice

Файл модели - CCFL_PNP.asc.Во всех случаях напряжение на нагрузке (резисторе R1) при отключенном резисторе R3 составляло менее одного нановольта ("pull-up" резистор R2 подтягивает базу к "плюсу" питания). Но при включенном резисторе значения напряжения заметно отличались в зависимости от напряжения насыщения между коллектором и эмиттером у того или иного транзистора.

Тип транзистора Напряжение на нагрузке, В
2N3906 8,92
BC327-40 8,73
BC557C 5,97
BC857C 7,87
2N2907 8,78
2N5087 8,82
КТ361Г 8,15
КТ3107Л 8,89
КТ814В 8,94
КТ816В 8,91
КТ818В 8,93

Применение генератора высокого напряженияЯ использовал описанный высоковольтный генератор совместно с умножителем и схемой регулировки выходного напряжения в самодельном дозиметре.

acdc.foxylab.com


Каталог товаров
    .