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저전압 소스로 구동되는 전자식 안정기. 자동차의 온보드 네트워크(1211-1V)로 구동되는 KR11EU15 마이크로 회로의 전자식 안정기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
전자식 안정기의 실제 구현을 위한 옵션 중 하나 KR1211EU1 차량의 온보드 네트워크(11-15V)로 구동되는 장치는 회로도가 그림에 표시되어 있습니다. 3.67. 이 장치는 가정과 실외 모두에서 유용합니다. 명세서:
터미널 블록은 주전원 공급 장치와 램프에 연결하기 위해 보드에 배치됩니다. 컨버터의 인쇄 회로 기판은 전체 크기가 72x50x28mm인 케이스에 넣을 수 있습니다. 작품 설명. 전자식 안정기는 특수 발전기 KR1211EU1 (DA1)을 기반으로 한 푸시 풀 전압 변환기 방식에 따라 만들어집니다. 발전기는 전력 변압기 T1의 권선을 전환하는 한 쌍의 강력한 스위치(VT1)를 제어하기 위해 보호 간격이 있는 두 개의 역위상 펄스 시퀀스를 생성합니다. 전원 스위치로 전계 효과 트랜지스터 IRF7103 어셈블리가 사용됩니다. 생성 주파수는 3-20kHz 범위의 가변 저항 R30에 의해 조절됩니다. LED HL1은 장치에 대한 전원 공급을 나타냅니다. 이 회로에는 과전압 보호 및 출력단 과전류 보호 기능이 있습니다. 공급 전압은 접점 X5(+), X6(-)에 연결됩니다.
램프는 접점 XI, X2 및 X4, XXNUMX에 연결됩니다. 감기 매듭. 인덕턴스가 1mH인 인덕터 L3,3은 M2000NM 페라이트로 만든 W자형 자기 코어로 만들어졌습니다. 코어 크기 - 간격 δ = 5 mm인 Ш5х0,4. 직경 0,2mm의 와이어, 권선에는 230-240 회전이 포함됩니다. 펄스 변압기 T1은 22NM 페라이트의 B2000 장갑 코어에서 만들어집니다. 권선 1-2 및 2-3에는 직경이 18mm인 PEL 와이어가 0,5회 감겨 있습니다. 권선 4-5에는 직경 150mm의 PEL 와이어가 160-0,2회 감겨 있습니다. 구조적으로 안정기는 67x45mm 크기의 호일 유리 섬유로 만든 인쇄 회로 기판에 만들어집니다. 인쇄 회로 기판은 그림에 나와 있습니다. 3.68. KR1211EU1 대신 이러한 미세 회로의 최소 공급 전압이 약 2153-2156V인 경우 고전압 안정기를 구현하도록 설계된 특수 미세 회로 IR2520, IR2021, IR9, UBA10을 사용할 수 있습니다. KR1211EU1을 사용한 또 다른 전자식 안정기 설계 그림에 나와 있습니다. 3.69. 18-20W의 전력을 가진 형광등이 광원으로 사용됩니다. 공급 전압(8V)은 DA3 일체형 스태빌라이저에서 DA2 컨트롤러로 공급됩니다. 장치를 켠 직후 커패시터 C4가 방전되고 컨트롤러 입력 IN의 전압이 낮은 논리 레벨에 해당합니다. 이 모드에서 마이크로 회로의 클록 생성기의 주파수 분할 계수는 두 가지 가능한 값 중 더 작은 값을 갖습니다. 컨셉 작업. 다이어그램에 표시된 요소 R7 및 C3 (주파수 설정 생성기 회로)의 값으로 2kHz 주파수의 역상 펄스 시퀀스가 트랜지스터 VT3 및 VT44의 게이트에 공급됩니다. 출력 변압기 T1의 300차 권선에서 동일한 주파수의 임펄스 전압 범위는 XNUMXV입니다. 변압기 T1의 2차 권선 부하는 공진 주파수가 10kHz인 직렬 발진 회로 L11C32,2C1입니다. 아직 켜지지 않은 ELXNUMX 램프의 가스 방전 갭은 무한대에 가까운 저항을 가지며 장치 작동에 영향을 미치지 않습니다.
컨트롤러에서 생성되는 펄스의 주파수는 공진과 거리가 멀기 때문에 램프의 전압은 200V를 초과하지 않습니다. 이것은 점화에 충분하지 않지만 0,5A의 가열 전류가 필라멘트를 통해 흐릅니다.
1-2초 후 커패시터 C4는 저항 R5를 통해 IN 입력에서 DA3 컨트롤러 작동 임계값을 초과하는 전압으로 충전됩니다. 클록 생성기의 주파수 분할 비율이 증가하고 컨트롤러의 출력 펄스 주파수가 34,2kHz로 감소하여 발진 회로의 공진 주파수에 접근합니다. 결과적으로 EL1 램프에 가해지는 전압의 진폭이 증가하기 시작하고 여러 주기의 진동 후에 가스 방전 발생에 필요한 500V에 도달합니다. 점등 램프가 SI 커패시터를 분로하기 때문에 발진 회로의 품질 계수가 감소하고 램프 전극 사이의 전압 진폭이 80V에서 안정화됩니다. 이것은 램프를 통과하는 유효 전류가 약 0,35A인 작동 모드입니다. 배터리의 과도한 방전을 방지하기 위해 저전압 검출기 DA1에는 10V의 작동 임계 값이 제공됩니다. 검출기의 단자 1과 2 사이의 전압이 임계 값 미만이면 내부 npn 트랜지스터가 열리고 콜렉터는 단자 3에 연결되고 이미 터는 단자 2에 연결됩니다. 결과적으로 트랜지스터 VT1이 열리고 HL1 LED가 켜지며 허용 할 수없는 배터리 방전을 알리고 전압 (~ 3V)이 FC 입력에 공급됩니다 임펄스 생성을 금지하는 DA5 컨트롤러. EL1 램프가 꺼지고 전자식 안정기가 소비하는 전류가 몇 밀리암페어로 감소합니다. 전원(배터리)에서 전자식 안정기를 분리하여 저전압 감지기가 트리거되면 HL1 LED는 커패시터 C6 및 C9가 방전될 때까지 몇 초 동안 계속 켜집니다. 경고! 전자식 안정기는 램프 전기자의 접점이 끊어지거나 필라멘트 중 하나가 끊어지거나 전극에 의해 방출이 손실될 때 발생하는 비상 공회전으로부터 보호되어야 합니다. KR1211EU1 마이크로 회로의 문서에는 이러한 보호 구현에 대한 권장 사항이 포함되어 있지 않습니다. 램프와 병렬로 배리스터 RU1의 전압 분배기와 저항 R14를 연결하여 자체 기술 솔루션을 적용할 수 있습니다. 결함이 있거나 누락된 램프 EL1의 전압 진폭이 배리스터 RU1의 분류 전압을 초과하면 저항이 상대적으로 작습니다. 제너 다이오드 VD4는 분배기 RU1R14에서 나오는 포지티브 펄스를 6,8V로 제한하고 저항 R6과 다이오드 VD3을 통해 커패시터 C2를 충전합니다. 동일한 제너 다이오드에 의해 1V 미만의 진폭으로 제한되는 네거티브 펄스는 장치 작동에 참여하지 않습니다. R6C2 회로의 시간 상수는 정상적인 예열 및 램프 점화(-2초) 동안 커패시터의 전압이 FC 입력에서 컨트롤러의 응답 임계값에 도달하지 않도록 선택됩니다. 작동 모드에서 램프의 전압은 배리스터의 분류 전압보다 낮은 80V를 초과하지 않으며 저항이 매우 높고 커패시터 C2가 충전되지 않습니다. 그러나 어떤 이유로 램프가 너무 오래 켜지지 않거나 작동 중에 꺼지면 커패시터 C2의 전압이 약 5초 안에 임계값 수준까지 상승하고 컨트롤러가 차단됩니다. 다이오드 VD1 및 VD2는 두 보호 노드의 상호 영향을 제거합니다. 램프의 방전 전류에 비례하는 전압이 DA3 컨트롤러의 FV 입력에 적용됩니다. 병렬로 연결된 저항 R12, R13과 VD5 다이오드의 정류기 인 전류 센서를 사용하여 얻습니다. 다이어그램에 표시된 등급에서 전류 보호 임계값은 0,7A로, 이는 연소 램프의 일반 전류(0,35A)의 두 배이고 가열 모드의 글로우 전류(0,5A)보다 높습니다. 전류가 공칭 값으로 떨어지면 컨트롤러 작동이 자동으로 재개됩니다. 커패시터 C7은 임펄스 노이즈를 억제하여 램프가 한 번 깜박이는 동안을 포함하여 잘못된 보호 트립을 방지합니다. 회로 설계자는 일반적으로 전자식 안정기에 의해 생성되는 간섭 수준을 줄이기 위해 수행되는 RC 회로로 변압기 권선을 감쇠시키는 것을 의도적으로 거부했습니다. 독립형 전원 공급 장치와 램프의 금구를 사용한 장치의 차폐는 저전력 기생 전자기 복사를 효과적으로 억제하여 거의 감지할 수 없게 만듭니다. PCB 및 실장. 모든 전자식 안정기 요소는 단면 인쇄 회로 기판에 장착되며 그림은 그림에 나와 있습니다. 3.70. 다이오드 VD3 및 저항 R6은 보드에 수직으로 설치되며 "상단"출력이 연결됩니다. 전계 효과 트랜지스터에는 냉각 표면이 약 50cm2인 핀 또는 핀 방열판이 장착되어 있습니다. 라디에이터는 마운팅 부싱을 사용하여 보드 위로 8-10mm 올라갑니다. 이 경우 트랜지스터 VT2의 열 제거 표면은 보드와 평행하고 VT3은 수직입니다. 임계값 면에서 동일한 이들 트랜지스터를 선택하는 것이 바람직하다. 요소 교체. KT3107B 트랜지스터는 모든 저전력 pnp 실리콘 구조로 대체할 수 있습니다. 배리스터 RU1은 국내 CH1-2 180 또는 수입 TVR 10 181일 수 있습니다. 초크에 대해. 인덕턴스가 1uH인 인덕터 L100은 결함이 있는 컴퓨터 전원 공급 장치에서 가져온 것입니다. 그것은 "아령" 자기 회로에 감겨 있고 열수축 튜브로 압착됩니다. 인덕터는 직경 0,5-0,7mm의 절연 전선이 있는 적합한 페라이트 로드에 인덕턴스가 40μH 이상인 권선을 감아 독립적으로 만들거나 완성된 DM-2 시리즈를 사용할 수 있습니다. 인덕터 L2(비자기 간격이 26mm인 2000NM1 페라이트로 만든 B1 자기 회로)의 권선은 PEV-160 2 와이어의 0,43회 권선으로 구성됩니다.
변압기. 변압기 T1의 자기 회로는 틈 없이 조립된 페라이트 2000NM1로 만든 장갑 BZO입니다. 권선 I(각각 12회씩 2개 섹션)는 반으로 접힌 PEV-0,74 160 와이어로 감겨 있고 2회 PEV-0,35 XNUMX 와이어로 구성된 권선 II에서 광택 처리된 천으로 안정적으로 절연됩니다. 변압기 T1과 인덕터 L2 권선의 두 층마다 니스 칠한 천 층인 절연체가 놓여 있습니다. 변압기 T1의 권선 섹션 I 중 하나의 끝은 다른 섹션의 시작 부분에 연결됩니다. 이것은 중간 출력입니다. 변압기와 인덕터 L2는 자기 회로의 중앙 구멍을 통해 M2,5 나사로 인쇄 회로 기판에 부착됩니다. 안정기 점검. 전자식 안정기를 확인할 때 커패시터 C9의 가열 증가가 확인되었으므로 최대 작동 온도 105 ° C로 선택하는 것이 좋습니다. 커패시터 SU 및 SI - 다이어그램에 표시된 전압에 대해 각각 K73-17 및 K78-2 필름. 나머지 (산화물 제외) - 모든 세라믹 또는 필름. 다이오드 KD522B는 1N4148 또는 기타 저전력 실리콘으로 교체할 수 있습니다. 저전압 검출기 KR1171SP10은 임계 전압이 더 낮은 다른 것으로 교체할 수 있습니다. 그러나 이 경우 감지기 입력은 저항 전압 분배기를 통해 축전지에 연결되어야 합니다. 대체품을 선택할 때 일부 감지기(예: MC34064R)는 핀 할당이 다르다는 점에 유의하십시오. 국내 전압 안정기 KR1157EN802는 수입 78L08과 유사합니다. 조정. 전자식 안정기의 설정은 예를 들어 보드에 인덕터 L2을 장착하지 않고 전계 효과 트랜지스터 VT3 및 VT1의 전원 회로를 차단하는 것으로 시작됩니다. 전자식 안정기의 나머지 구성 요소에 대한 공급 전압은 12V의 저전력 DC 전압 소스에서 일시적으로 공급할 수 있습니다. 먼저 클록 발생기 f의 필요한 주파수를 설정합니다 (대략 커패시터 C3 선택, 정확하게는 저항 R7 선택).T = 616kHz, 작동 중인 출력 주파수에 해당 616/18 = 34,2(kHz). 주의주파수 분할 계수(18)는 데이터시트에 표시된 계수의 두 배로 취합니다. 사실 거기에 주어진이 계수의 표 값은 KR1211EU1 마이크로 회로의 출력 드라이버에서 주파수를 XNUMX로 나눈 것을 고려하지 않는다는 것입니다. 마이크로 회로의 클록 생성기의 주파수 설정 회로 요소를 계산하기 위해 이러한 소스에서 권장하는 공식에 오류(분자 소수점 뒤에 추가 XNUMX)가 있습니다. 올바른 공식은 다음과 같습니다 피트 = 0,7 / R7 C3 L1 인덕터를 제자리에 설치한 후 전류계를 통해 EL1 램프가 있는 전자식 안정기를 배터리(12Ah 용량의 밀폐형 납산 7V 사용 가능)에 연결하고 소비되는 전류를 측정합니다. 그는 반드시:
내부 저항이 낮은 전류계가 필요합니다. 예를 들어 M-890D 멀티 미터로 전류를 측정하려고 할 때 램프가 한 번 깜박이면 전자식 안정기가 꺼집니다. 점화시 전류 소비가 증가하면 측정 장치의 전압 강하로 인해 전압 강하 감지기가 트리거되기 때문입니다. 이사회. 최대 저항이 수 옴인 보조 가변 저항을 건강하고 충전된 배터리와 직렬로 연결하여 저전압 보호 장치의 올바른 작동을 확인하는 것이 바람직합니다. 전자식 안정기는 가변 저항의 제로 저항에서 켜진 다음 전압계로 장치의 공급 전압을 제어하여 보호가 트리거될 때까지 점차적으로 저항을 증가시킵니다. 10-10,5V의 전압에서 램프가 꺼지고 HL1 LED가 켜집니다. 그런 다음 전자식 안정기가 배터리에서 분리되고 전기자에서 EL1 램프가 제거되고 전자식 안정기에 다시 정격 전압을 적용한 후 전계 효과 트랜지스터 중 하나의 드레인 (방열판)에 펄스가 있는지 오실로스코프를 사용하여 즉시 확인합니다. 스위치를 켠 후 5.초 후에 임펄스가 중지되어야 합니다. 두 번째 점검은 커패시터 C2의 자체 방전(최소 XNUMX분 소요) 후 또는 이 커패시터를 강제로 방전하여 수행할 수 있습니다. 램프를 설치하면 장치를 사용할 수 있습니다. 이 전자식 안정기는 수입품을 포함하여 전력이 20W 이하인 모든 형광등과 함께 사용할 수 있습니다. 일반적으로 인덕터 L2의 인덕턴스를 변경하면 충분합니다. 안정기 디자이너의 계산. Ballast Designer CAD 소프트웨어를 사용하여 필요한 값을 찾으십시오. 출시 후 첫 번째 설계 단계에서 공급 전압을 "80 ~ 140VAC/300VDC"로 지정합니다. 이 옵션은 전자식 안정기의 램프 작동 모드에 가장 가깝습니다. 두 번째 단계에서는 사용된 유형의 램프 또는 프로그램에서 제공하는 목록에서 가까운 아날로그를 선택합니다. 세 번째 단계는 제공된 컨트롤러(예: IR21571) 중 하나를 선택하는 것입니다. 관심 있는 매개변수는 컨트롤러 유형에 의존하지 않습니다. 네 번째 단계에서 "단일 램프/전류 모드 가열" 램프 전환 방식을 지정하고 마지막(다섯 번째 단계)에서 "Design Ballast" 명령을 내립니다. 프로그램에서 얻은 결과 중 다음 사항에 관심이 있습니다.
일반적으로 SI 커패시터의 계산된 커패시턴스는 0,01μF로 유지되므로 L2 인덕터만 교체하면 됩니다. 대부분의 경우 자기 회로의 반쪽 사이의 비자기 간격은 1mm로 남을 수 있으며 이는 중앙 막대의 간격이 2mm에 해당합니다. 이러한 간격으로 인해 점화 순간에도 인덕터 자기 회로의 포화가 발생하지 않을 것입니다. 이는 메인 하프 브리지에 비해 변압기 전압원의 내부 저항이 증가하기 때문입니다. SI 커패시터의 동일한 커패시턴스를 가진 7W TC-EL 램프 (기존 F6T5 / 54 램프와 가장 가까운 아날로그)와 함께 작동하도록 전자식 안정기를 변환하면 인덕터 L2의 인덕턴스가 3,7mH로 증가했습니다. 이 램프의 계산된 작동 주파수 값은 34,8kHz로 이전에 설정된 0,6kHz보다 34,2kHz 더 높을 뿐입니다. 컨트롤러의 주파수 설정 회로를 변경하지 않고 인덕터 교체로 제한하기로 결정했습니다. T1 변압기에 사용된 것과 유사한 자기 회로에 PEV-170 2 와이어를 0,35회 감았습니다. 측정된 인덕터의 인덕턴스는 4,1μH(계산치 이상)로 나타났습니다. 그러나 전자식 안정기의 성능을 확인하기 전에 스로틀을 되감지 않기로 했다. 다른 모든 전자식 안정기 요소는 변경하지 않고 그대로 두었습니다. 테스트 실행. 시험 전원을 켜면 램프의 효과적인 워밍업과 확실한 점화, 결함을 시뮬레이션할 때 보호 기능의 명확한 작동, 공칭 모드와 작동 모드의 상당히 좋은 일치(편차 - 10% 이하)가 나타났습니다. 배터리에서 소비되는 전류는 약 0,7A이므로 배터리가 완전히 방전될 염려 없이 밤새도록 비상 조명을 켜 둘 수 있습니다. 지불. 제조된 전자식 안정기는 호일 유리 섬유로 납땜된 155x67,5x40mm 케이스에 배치되며 동시에 배터리 스탠드 역할을 합니다. 저자: Kosenko S.I.
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