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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 램프 LB-20용 전자식 안정기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / Освещение 백열 램프의 가장 큰 단점은 효율이 낮아 전기 에너지 소비가 높다는 것입니다. 효율이 높은 형광등을 사용하면 방을 밝힐 때 전기 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 현재 전자식 안정기는 해외에서 널리 사용되고 있으며 "부드럽고" 맥동이 없는 빛을 제공합니다. 산업계에 전자식 안정기의 광범위한 도입은 이전에는 부품의 높은 비용, 트랜지스터의 불충분한 스위칭 속도 및 값비싼 생산으로 인해 방해를 받았습니다. 이러한 모든 단점은 International Rectifier 및 유사한 회사의 새로운 경제적인 IR2151 MOS 게이트 드라이버의 출시로 제거되었습니다. 이 드라이버는 600개의 트랜지스터, MOSFET 또는 IGBT 하프 브리지 컨버터를 구동할 수 있는 모놀리식 전력 집적 회로입니다. 최대 0V의 공급 전압에서 작동할 수 있으며 듀티 사이클이 99~XNUMX%인 명확한 출력 펄스 형태를 가집니다. IR 2151 드라이버의 기능 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.
드라이버에는 자체 발진 모드에서 작동할 수 있는 연산 증폭기의 입력 부분이 포함되어 있습니다. 주파수는 출력 Cst, Rt에 연결된 추가 부착물에 의해 결정됩니다. 제로 일시 중지 생성기는 이전 트랜지스터가 닫힌 후 출력 트랜지스터를 1µs 켜는 데 지연을 제공합니다. 상부 채널에서 갈바닉 절연이 수행된 다음 전계 효과 트랜지스터 전력 증폭기에 의해 전압이 증폭되고 HO 출력의 출력 전압이 전력 트랜지스터의 게이트에 공급됩니다. 하부 암은 마스터 오실레이터에서 15의 일시 중지 생성기와 지연 장치를 통해 작동합니다. 드라이버의 안정성을 보장하기 위해 전압을 XNUMXV로 제한하는 제너 다이오드가 내부에 있습니다. 전자식 안정기의 구성은 그림 2에 나와 있습니다.
변환기의 주파수는 회로 R2C5에 의해 결정됩니다. fg = 1/(1,4R2C5) = 40kHz. 드라이버는 저항 R1을 통해 전원이 공급되고 최대 15V의 내부 제너 다이오드로 안정화되며 커패시터 C4로 필터링됩니다. 상단 게이트 증폭기는 충전 "펌프" 회로에 따라 전원이 공급됩니다. 저항 R3 및 다이오드 VD5를 통해. 형광등에 공급되는 커패시터 C7의 변환기 출력 전압은 직사각형입니다. 램프는 램프의 전류가 백열등을 통해 흐르는 방식으로 직렬 공진 회로에 따라 연결되며, 스위치를 켠 후 백열등이 가열되고 램프가 점화됩니다. 회로 C9, L2 및 C10, L3의 공진 주파수는 40kHz입니다. 전기 에너지 소비에 대한 파고율을 줄이기 위해 정류기 부하는 유도성으로 선택됩니다(초크 L1 및 커패시터 C2, 병렬로 연결된 커패시터 C3는 고주파 가변 구성 요소의 진폭을 줄이는 역할을 함). 이 경우 입력 잡음 억제 필터가 필요하지 않으며 네트워크에 대한 "부드러운" 연결이 제공됩니다(파고율은 동일한 전류의 rms 값에 대한 소비 전류의 진폭 비율입니다). 40-50ns 수준에서 트랜지스터의 스위칭 속도를 제한하기 위해 저항이 4ohm 인 저항 R5 및 R24가 트랜지스터 게이트에 포함됩니다. 기생 회로 보드 인덕턴스 및 커패시턴스의 영향을 줄이려면 스위칭 속도를 제한해야 합니다. 이 수준에서 스위칭 속도를 제한하면 안정적인 작업 설계가 가능합니다. 회로를 만들 때 제한 저항 R1의 저항을 올바르게 선택해야합니다. 이를 위해 흐르는 모든 전류를 고려해야합니다. I0 - IR2151 마이크로 회로의 정지 전류; I2 - 게이트 VT2를 켜는 데 필요한 전류; Iv - 시간 설정 저항 R2의 전류; In - 상완 증폭기에 전원을 공급하기 위해 "펌프" 전류를 충전합니다. Ic - 스태빌라이저의 안정적인 작동을 위한 마이크로 회로의 내부 제너 다이오드 전류. 정상 온도에서 IR2151의 정동작 전류는 1mA이며 온도가 10°C 상승하면 100% 감소합니다. 우리는 그것을 I0=1,1 mA와 같다고 생각합니다. VT2 게이트를 켜는 데 필요한 전류는 공식 I2 = 2Qgfpr에 의해 결정됩니다. 여기서 Qg는 IRF730 트랜지스터의 게이트 전하입니다(Qg = 18nC). fpr - 40kHz와 동일한 변환 주파수, 즉 I2 = 1,4mA. 타이밍 저항 R2 Iв = 0,25 Ucc/R2 = 0,25 15/18•103 = 0,21 mA의 전류. 충전 "펌프"의 전류에는 두 가지 구성 요소가 있습니다. 1) 트랜지스터 VT1의 게이트에 스위칭 신호가 적용될 때 첫 번째 순간의 전압은 작고 전류 진폭은 10ns 기간 동안 약 200mA입니다. ; 2) 트랜지스터 VT1의 게이트에 턴 오프 신호가 가해지면 첫 번째 순간의 전압은 미세 회로의 상위 출력 증폭기의 공급 전압과 거의 동일하게 유지되며 전류 진폭은 약 20mA입니다. 200ns의 지속 시간, 충전 "펌프"의 전류 Iн=(10•10-3+20•10-3)200•10-9•40•103=0,24мА. 마이크로 회로의 내부 제너 다이오드 전류는 0,1 ~ 5mA 범위가 될 수 있습니다. 공급 네트워크의 전압 변화를 고려하여 내부 제너 다이오드 Ic = 0,5mA의 전류를 선택합니다. 저항 R1을 통해 흐르는 총 전류를 결정합시다. IR1 = I0 + I2 + Iv + In + Ic = 1,1 + 1,4 + 0,21 + +0,24 + 0,5 = 3,45mA 저항 R1 R1 \u190d (15-3,45) / 10 * 3-50 \uXNUMXd XNUMXkOhm. 47kOhm의 표준 값을 선택합니다. 구조적으로 전자식 안정기는 두 개의 보드로 만들어집니다. 입력 부분(커패시터 C1, 다이오드 VD1 ... VD4, 인덕터 L1, 커패시터 C2)은 표면 장착으로 장착됩니다. 산업용 네트워크에 연결할 때 0,5A 퓨즈를 직렬로 연결해야 하며 나머지 회로는 인쇄 회로 기판에 있습니다. 요소 배치는 그림 3에 나와 있습니다.
정류기 다이오드 VD1 ... VD4로 평균 순방향 전류가 0,2A 이상이고 최대 역 전압이 350V 이상인 저주파 다이오드를 사용할 수 있습니다 (예 : D226, D237B, V, Zh, KD109V , KD209A, KD209B 또는 KTs405 브리지 정류기) . IR2151 드라이버 대신 회로 변경 없이 IR2152, IR2153, IR2154, IR2155를 사용할 수 있습니다. 전계 효과 트랜지스터 IRF730 대신 유사한 IRF720, IRF740을 사용할 수 있습니다. 트랜지스터용 라디에이터는 필요하지 않습니다. MLT-0,125 유형 회로의 모든 저항, 저항 R1 - MLT-1, R6 MLT-0,5. 초크 L1은 1,3A의 전류에 대해 2,0-0,20,25H의 인덕턴스를 가진 유사한 것을 사용할 수 있으며 램프 흑백 TV DR2,3-0,21의 초크도 적합합니다. 커패시터 C8, C9, C10 유형 K31U-3E-5, 커패시터 유형 KSO, K73-17을 사용할 수 있습니다. 커패시터 C2 유형 K50-7; C5, C6 - KM5; 1V 전압의 경우 C3, C7, C73 유형 K17-400 인쇄 회로 기판은 저항 R1, 커패시터 C9, C10의 값을 병렬 연결로 선택할 수 있도록 설계되었습니다. 인덕턴스 L2 및 L3은 직경 32mm의 alsifer 브랜드 VCh-29R로 만든 링에 감겨 있으며 직경 320mm의 PEV-2 와이어를 0,3회 감습니다. 갭이 7mm인 페라이트 Sh7x2000 µ0,5NM을 코어로 사용할 수 있습니다. 회로의 변경 없이 LB-20 램프 대신 현재 널리 사용되는 18W 램프를 사용할 수 있습니다. 또한 전자식 안정기를 사용하면 고장난 필라멘트가 있는 램프가 점화되고 연소됩니다(이 경우 램프 백열등은 단락되어야 함). 190V 회로에서 정상적으로 작동하는 안정기는 0,2 - 0,21A의 전류를 소비해야 합니다(구조의 두 보드 사이에서 측정이 수행될 수 있음). 완성 된 조명기는 현재 5 개월 동안 작동했으며 100W 백열 램프보다 더 큰 조명을 제공하며 전류 서지없이 켜지고 램프 점화가 거의 즉시 발생하며 가장 중요한 것은 작업 할 때 눈의 피로가 훨씬 적다는 것입니다. 문학. 저자: D.P. 아파나시예프
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