Trình điều khiển điện tử cho đèn huỳnh quang: Chuyển đổi DC-AC được thực hiện như thế nào?


17

Khá nhiều tất cả (tên được đặt tên không chính xác) cho đèn huỳnh quang chạy hết điện áp một chiều và phải chuyển đổi nó thành AC để vận hành đèn.

Nguồn cung cấp DC có thể đến từ nguồn điện xoay chiều được chỉnh lưu (như được thấy trong đèn huỳnh quang compact tiêu chuẩn) hoặc từ xe buýt điện áp thấp hoặc pin (như được thấy trong đèn bên trong của xe cắm trại, đèn nền màn hình máy tính xách tay hoặc đèn khẩn cấp).

Làm thế nào các mạch được xây dựng để đạt được chuyển đổi DC-AC?

Câu trả lời:


7

Cuốn sách, Thực hành điện sinh thái điện tử thực tế do Elektor xuất bản có một chương về bộ biến tần CFL với một số sơ đồ mạch của bộ biến tần đảo ngược và giải thích kỹ thuật về cách chúng hoạt động. Xem Thiết bị điện tử sinh thái điện sinh thái thực tế được xuất bản bởi Elektor.

Ống huỳnh quang có các mô hình mạch khác nhau khi sáng và không sáng và chúng tương ứng với hai chế độ cộng hưởng khác nhau mà biến tần phải phù hợp trong thiết kế của nó. Sau khi xé nhiều CFL, tôi thấy thiết kế được chuẩn hóa tốt như được đưa ra trong câu trả lời trước cho ánh sáng chạy bằng pin và như một nửa cầu (đôi khi được đặt trước bởi bộ nhân đôi điện áp) cho CFL hoạt động theo đường dây.

Tất cả các bộ biến tần này là cộng hưởng và khi bóng đèn không sáng, phụ thuộc vào điện dung của nó để đặt tần số cộng hưởng. Khi được thắp sáng, bóng đèn có giá trị điện trở thấp và tụ điện nối tiếp với bóng đèn xác định tần số cộng hưởng loạt.


16

Phần lớn các mạch được sử dụng là các bộ biến đổi cộng hưởng (hay còn gọi là bộ chuyển đổi Royer; xem Bright, Pittman và Royer, Transitor Transitor là công tắc bật tắt trong mạch lõi có thể điều khiển được, Sản xuất điện, tháng 12 năm 1954.). Một dòng xung qua máy biến áp được đưa trở lại các kết nối cơ sở của bóng bán dẫn lái xe thông qua các cuộn dây phụ trên cùng một máy biến áp.

Câu trả lời này cho câu hỏi về các máy biến áp đặc biệt được sử dụng trong các bộ chuyển đổi cộng hưởng này cung cấp nhiều liên kết đến các nguồn tốt để đọc thêm. Đèn huỳnh quang compact (CFL) sử dụng loại mạch đơn giản nhưng thanh lịch này, trong đó các đặc tính bão hòa của lõi xác định công suất phát ra đèn, trong khi hầu hết các mạch đèn nền LCD của màn hình máy tính hoặc máy tính xách tay đều sử dụng mạch này với phương tiện điện tử quy định trước, như được thiết kế bởi Jim Williams (1948-2011) và được ghi nhận là bằng sáng chế của Hoa Kỳ số 5,408,162 và 6.127.785 và ứng dụng Công nghệ tuyến tính ghi chú AN49 , AN55AN65 . Khái niệm này được tiếp tục phát triển thành sử dụng máy biến áp áp điện, xem AN81 .

Ngoài ra còn có các mạch sử dụng bộ tạo dao động chạy ở tần số cố định và máy biến áp để tăng điện áp theo yêu cầu của đèn. Thông thường, một 555 (IC hẹn giờ) đang được sử dụng như một bộ tạo dao động tần số thấp thô sơ, cung cấp một chuỗi xung cho các bóng bán dẫn đang chuyển đổi sơ cấp của máy biến áp, cung cấp cho bạn đầu ra AC từ thứ cấp của nó. Một ví dụ về loại mạch này được thích ở đây .

Lưu ý: Tôi đã mượn thông tin này từ câu trả lời của Madmanguruman cho câu hỏi sửa chữa đã đóng , không phải vì tôi muốn đánh cắp danh tiếng / danh tiếng của anh ta, mà vì tôi tin rằng thông tin này có giá trị và nên được lưu giữ trong một câu hỏi không đóng.

Ngoài ra, các mạch tồn tại ở giữa các khái niệm dao động cộng hưởng và tần số cố định. Bằng cách nhìn vào bảng đèn khẩn cấp thương mại, ... Hình ảnh bảng đèn khẩn cấp

... Tôi đã cố gắng trích xuất sơ đồ này. Xin lưu ý rằng nó không hoàn chỉnh và chỉ bao gồm các thành phần giữa IC dao động (bộ định thời 555) và máy biến áp: Trích sơ đồ biến tần cho đèn huỳnh quang

Giai đoạn đầu ra sẽ đơn giản hơn nếu một cặp bóng bán dẫn bổ sung sẽ được sử dụng (npn và pnp), hoặc nếu một điện áp lái hình chữ nhật sẽ đi đến một bóng bán dẫn điện npn và, được đảo ngược bởi một bóng bán dẫn nhỏ khác, nhưng với bóng bán dẫn điện npn thứ hai, nhưng có vẻ như các nhà thiết kế đã quyết định chỉ gắn với một loại bóng bán dẫn hoặc không sử dụng thêm một bóng bán dẫn ngược pha - với chi phí sử dụng một cuộn dây bổ sung trên máy biến áp. Đây là những gì mạch làm:

Đầu ra bộ thu mở của IC điều khiển bóng bán dẫn Q6 thông qua điện trở 2k4. Tôi giả sử điện áp tại bộ thu của Q6 được thiết kế khá hình chữ nhật, tức là các chuyển đổi từ cao xuống thấp và trở lại cao không nên chậm. Trong khi bóng bán dẫn bên trong IC vẫn tắt, Q6 tắt vì đế của nó được kéo lên cao. Khi bóng bán dẫn trong IC bật, Q6 cũng bật và cung cấp dòng cơ sở vào Q8. Điều này gây ra hai điều xảy ra: Dòng điện chạy qua cuộn dây thứ nhất của máy biến áp (S1 trở nên thấp so với F1) và Q7 được giữ ở trạng thái tắt vì khi S1 thấp hơn F1, S3 thấp hơn F3. Do đó, cùng lúc cơ sở của Q8 lên cao, cơ sở của Q7 xuống thấp.

Nếu, sau tất cả điều này, đầu ra của IC sẽ tăng trở lại, Q6 sẽ tắt và dòng thu qua Q8 cũng sẽ tắt. Tuy nhiên, năng lượng được lưu trữ trong máy biến áp muốn đi đâu đó và điều này sẽ khiến tất cả các cuộn dây (!) Đảo ngược cực tính của chúng: S1 bắt đầu cao đối với F1, S3 cũng sẽ bắt đầu cao đối với F3, Q7 bật vì cơ sở được điều khiển cao bởi S3-F3, F2 sẽ lặn xuống dưới S2 và tất nhiên, cuộn dây đầu ra (S4-F4) cũng sẽ đảo ngược điện áp của nó, từ đó tạo ra đầu ra AC cho đèn.

Trạng thái này dường như được duy trì bởi năng lượng được lưu trữ trong máy biến áp và trong cuộn cảm ở trên và các tụ điện bên dưới cuộn dây sơ cấp.

Từ đó, quá trình bắt đầu lại như một lần nữa khi IC hẹn giờ khởi động chu kỳ tiếp theo của tín hiệu đầu ra AC; có vẻ như tần số ở đầu ra của IC phải được thiết kế để phù hợp với những gì máy biến áp và các bộ phận xung quanh nó được thiết kế để làm.

Có vẻ như mạch đang hoạt động ở đâu đó ở giữa chế độ điều khiển độ rộng xung hoàn toàn, trong đó IC hẹn giờ sẽ là bộ phận duy nhất cho biết khi bật hoặc tắt bóng bán dẫn Q7 và Q8, và chế độ cộng hưởng thuần túy, trong đó máy biến áp và các tụ điện xung quanh nó có quyền điều khiển Q7 và Q8, bởi vì sau đó, chúng ta sẽ cần một cơ sở khác của Q8 quanh co. Hiểu biết của tôi là 555 khởi tạo mỗi chu kỳ và các thành phần cộng hưởng (L, C, biến áp) xác định khi nào chu trình dừng trong trường hợp IC không nhanh hơn. Sử dụng LT Spice, tôi thấy rằng mạch này có thể hoạt động ở tần số có thể là 500 Hz ... 3 kHz.

Lưu ý: Mặc dù kỳ lạ theo nghĩa các trang web Hỏi & Đáp truyền thống, SE khuyến khích tạo và trả lời các câu hỏi của riêng bạn để có được thông tin hữu ích trên trang web, theo nghĩa của wiki.


Ít nhất một trong số các liên kết bị hỏng, cds.linear.com/docs/en/application-note/an65f.pdf
Peter Mortensen
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.