一种用电池为荧光灯供电的经济型转换器。方案、说明

一种经济型转换器，用于通过电池为荧光灯供电。无线电电子电气工程百科全书

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所述装置设计用于在照亮车库、花园房屋或其他小空间时为荧光灯供电。它是在可访问的元素上制作的，并且可以由中等技能的无线电爱好者轻松重复。该器件的优势尤其在于它能够在电源电压降至 5 V 的情况下工作。

最近的研究表明，当荧光灯通入高（> 20 kHz）频率电流时，其发光效率显着提高（参见 S. D. Rudyk、V. E. Turchaninov、S. N. Florentsev 的文章“具有高输入功率因数的高频电压转换器为荧光灯供电。”- 电气工程，1996 年，第 4 期，第 31 - 33 页）。因此，对于功率高达 50 W 的紧凑型灯，它达到 26 ... 35%。这主要是由于近电极功率损耗的减少。当灯用高频电流脉冲时，它们会减少两到三倍。

笔者开发的转换器设计用于为功率为30W的LBU-30荧光灯供电，具有以下技术特性：标称供电电压——13,2V；额定输入电流 - 2,6 A；转换频率 - 20...25 kHz；该装置的效率为85%。

转换器的框图如图 1 所示。 1.它是在一个由电感L1和电容C1组成的串联振荡电路上加载一个电压逆变器制成的，在该电路上并联一个荧光灯ELXNUMX。

用电池为荧光灯供电的经济型转换器

逆变器将 13,2 V 的直流电池电压转换为交流电，以幅度为 150 V 的矩形脉冲形式提供给串联振荡电路 L1C1。电路的谐振频率等于电源电压的频率，流过与电路电容相连的负载的电流不取决于其电阻。同时，在施加电源电压的瞬间，灯EL1的电阻很高，电容器C1上加了一个高电压，超过标称值的电流流过电感L1。该电流还流过灯丝 EL1，将它们加热，从而确保灯的可靠开启。当灯点亮时，其电阻下降并分流电容器 C1。其结果是，其上的电压下降到使灯保持点亮的值，并且通过电感器 L1 的电流下降到标称值。

转换器的电路图如图2所示。 12. 振荡电路由元件 7、C1 构成。逆变器是根据推挽式振荡器的方案制造的，在元件 T2、T1、L1、VT2、VT1、VD6-VD2、C5-C1、R4-R1 上具有正电流反馈 (POST)。逆变器的这种结构可以最大限度地减少用于控制关键晶体管 VT2、VTXNUMX 的能量，并降低电源电压对转换器稳定性的影响。在这种情况下，也容易提供最佳转换频率。

（点击放大）

除上述元件外，转换器还包含保险丝 FU1、保护电源免受浪涌电流影响的电容器 C1，以及抑制变压器 T6 绕组上的高频电压波动的 C5R2 电路。

转换器的工作原理如下。当施加电源电压时，晶体管VT1、VT2截止，其集电极上的电压等于电源电压。电流流过电阻器 R1、R2，以与图中所示极性相反的方向对电容器 C2、C3 充电。一段时间后，其中一个晶体管（例如VT1）基极电压将达到其开通阈值，集电极电路中将流过电流，该电流还将流经电源、变压器T2的绕组I和变压器T1的绕组III。结果，变压器T1的绕组II中也会出现电流，该电流又流经电容器C2和晶体管VT1的基极-发射极结。此时，VT1进入饱和模式，电容C2按照图中所示的极性进行充电。其充电受到二极管 VD1 的限制。这样，转换器就启动了。晶体管 VT1 将处于饱和状态，直到基极电流停止，这可能是由于通过变压器 T2 初级绕组的电流减少或变压器 T1 绕组短路而导致的。

转换器以 L2C7 电路的谐振频率启动，晶体管 VT1、VT2 将在电感电流 L2 过零的那一刻进行切换。灯管EL1点亮后，电容C7被其分流，电感L2向灯管和电容C7的能量传递延迟，转换频率降低。在这种情况下，它的稳定发生在由电感器 L1 的磁化反转时间确定的水平上，电感器 L1 饱和时会短路变压器 T46 的绕组，从而导致一个晶体管关闭而另一个晶体管打开。振荡电路的调谐频率选择为 20 kHz，转换器的工作频率为 25.. .XNUMX kHz。通过这种频率比，可确保最大效率。

链 C4VD5R3 和 C5VD6R4 用于在晶体管 VT1、VT2 闭合时减小其集电极上的开关脉冲幅度。

该转换器安装在由箔玻璃纤维制成的印刷电路板上，尺寸为 200x50 毫米。它可以内置于灯具中或安装在单独的外壳中。安装时，L1电感和T1变压器应尽量远离T2变压器和L2电感，氧化电容C2、C3不要靠近晶体管VT1、VT2和电阻R5放置。

该转换器使用 MLT 电阻器、电容器 K73-17（C1、C4、C5）用于 63 V 电压，K50-35（C2、C3）用于 25 V 电压，K15-5（C6、C7）用于电压1,6 kV。晶体管KT803A可以用任何字母索引的KT908代替。最好选择具有相同基极电流传输系数的它们。每个晶体管安装在面积为50 cm2的散热器上。

设备中使用的KD105二极管可以有任何字母索引。其他允许正向电流至少为 0,5 A 的低频二极管也是合适的。二极管 KD212 (VD3 - VD6) 也可以带有任何字母索引。允许将它们替换为能够在高达 50 kHz 的频率下工作并允许至少 2 A 的正向电流和至少 50 V 的反向电压的其他硅芯片。

扼流圈和变压器缠绕在由 M2000NM-1 铁氧体制成的环形磁芯上。扼流圈 L1、L2 的绕组放置在磁路 K7x4x2 和 K40x25x11 上，分别包含 5 匝 PEV-2 0,63 和 140 匝 PEV-2 0,41 线。变压器T1、T2的绕组分别绕在磁芯K20x12x6和K40x25x11上。变压器 T1 的绕组 I、III 和 III' 包含 3 匝导线 PEV-2 0,63，而 II 和 II' - 各 12 匝导线 PEV-2 0,41。变压器T2的绕组I和I'各由11匝PEV-2 0,8线组成，绕组II由140匝PEV-2 0,41线组成。

变压器 T2 的绕组 I 和 I' 同时缠绕在绕组 II 上的两根导线中。 Lakotkan 应放置在绕组之间。变压器 T1 的绕组必须按照图 3 所示的图布置。 2.绕组I必须相对于其他绕组对称放置，以确保输出电压的半周期对称，并排除变压器磁路的一侧饱和，导致能量损失增加. 扼流圈 L0,8 必须有一个非磁性间隙。为此，在其核心中，在缠绕之前，您需要进行宽度为 XNUMX 毫米的切口。

用电池为荧光灯供电的经济型转换器
Ris.3

在建立转换器时，代替灯EL1和电容器C7，将电阻为2 kOhm且功率为1 ... 5 W的电阻器与电感器L10串联。首先，检查启动变流器的可靠性。为此，对其施加 5 V 的电源电压，如果它没有开始产生频率为 20 ... 25 kHz 的矩形脉冲，则电阻器 R1、R2 的电阻减小，但不超过三次。

接下来，控制转换器的生成频率。为此，使用示波器或频率计为其提供 13,2 Vis 的标称电源电压，以确定变压器 T2 绕组上的交流电压的频率。如果超过 20 ... 25 kHz，请更改电感器 L1 的匝数。增加频率，减少它，减少它，增加它。之后，恢复转换器的输出电路，并与电感器 L2 串联一个电阻为 10 欧姆、功率为 0,5 ... 1,0 W 的电阻器。然后，给转换器施加标称电源电压，EL1灯亮后，用示波器监测新安装的电阻上的电压波形：应该接近正弦波。通过电感器 L2 的电流应约为 0,22 A。当向转换器供电时，灯应不迟于 1 ... 2 秒点亮。

除了 LBU-30 灯外，其他设计用于相同电压和电流的灯，例如 LB-40，可以与所述转换器一起工作。

作者：L. Zuev，捷尔任斯克，下诺夫哥罗德州；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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