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无线电电子与电气工程百科全书 气体放电照明 - 来自蓄电池。 无线电电子电气工程百科全书
在公路旅行、帐篷生活中，气体放电灯转换器已经证明自己很好。 电池照明是一件非常昂贵的事情。 使用汽车电池作为能源要便宜得多。 10 或 15 瓦的白炽灯泡实际上足以照亮帐篷内部。 同时，在相同能量下，气体放电灯的光通量明显更大，因为其效率远高于传统白炽灯。 此外，放电灯的另一个优点是光源不是一个点，所以照度会更均匀。 我描述了两种用于气体放电灯的转换器； 两者都需要 12V 电源电压。 第一个用于 6W 灯，第二个用于 18W 灯。
气体放电灯转换器 6 W。 其示意图如图1所示。 电容 C1 通过电阻 P1 和 R1 充电。 当电容器两端的电压达到约 0,6 V 时，晶体管 T1 开启。 出现的集电极电流使用绕组 n1 产生磁场。 在绕组 n2 中磁通量变化的影响下，感应出一个电压，该电压被添加到电容器 C1 上的可用电压上。 通过绕组n2的始端和末端的正确连接来保证过程的流程。 随着基极电流的增加，晶体管T1处于饱和状态； 集电极电流的增加停止。 同时，变压器铁芯中的磁通量增长停止。 一旦磁通量停止变化，就不会产生感应电压。 晶体管 T1 的基极电流急剧下降。 结果，集电极电流也减小。 一旦磁通量开始减少，在反馈绕组两端感应的电压就会改变极性，因此它会从电容器 C1 两端的电压中减去。 晶体管 T1 关闭。 由于存在正反馈，打开和关闭过程非常快。 所描述的过程周期性地重复。 振荡频率取决于电位器 P1 的电阻。 电阻越低，充电电流越大，因此振荡频率越高。 电阻值R2决定晶体管T1的基极电流。 有了这个电阻，可以将阻塞发生器的效率调整到最佳值。 晶体管集电极的波形如图 2 所示。
变压器Tr缠绕在铁氧体磁芯上。 在该装置的原型中，使用了直径为 26 mm A 的罐（段）芯。L=630，西门子。 在这种情况下，所用气体放电灯的振荡频率为 40 kHz。 变压器绕组的绕组顺序如图 3 所示。 n2 绕组为放电灯提供“点火”电压。 电容器 CXNUMX 的电容决定了灯中流动的电流量。 这个电容越大，电容 X 越低C 因此，在灯中流动的电流越大。 随着电流的增加，灯发出的光通量也增加。
放电灯本质上是一种充气放电管。 在其中发生低压气体放电。 使用沉积在灯壁上的发光粉末将紫外线辐射转化为可见光。 气体放电灯的优点是其使用寿命比白炽灯长得多，而且在相同的功耗下，荧光灯的发光量（光通量）也大得多。 关于这些灯的操作，应注意以下几点。 为了启动放电，需要一个所谓的点火电压。 放电点火后，随着电流的增加，需要减少施加在灯端子上的电压量。 当灯在传统网络中运行时，此任务由与其串联的扼流圈执行。 在我们的例子中，这是由阻塞生成器提供的。 启动灯有多种可能性。 “冷启动”方法的本质是在连接的那一刻，对灯施加5 ... 10倍的电压。 灯被点燃后，正常的“燃烧”电压被施加到它。 第二种更可靠的是“热点火”方法。 在这种情况下，位于气体放电灯末端的灯丝被加热； 然后，在它们被关闭的那一刻，一个电压脉冲被施加到灯上，点燃它。 延迟时间由特殊的辉光放电灯（启动器）提供，在电源中使用灯时使用。 这种方法的缺点是减少了灯的寿命。 另一个重要的一点是灯丝的长白炽度显着降低了转换器的效率。 在晶体管点火单元中考虑了所有这些点。 在接通瞬间，未充电的电解电容C3形成一种短路。 该电容器开始通过电阻器 R4 和晶体管 T2 的基极-发射极结充电。 在基极电流的影响下产生的集电极电流导致继电器 J 动作。继电器触点闭合放电灯的电极，它们变热。 一旦电容器C3被充电，晶体管T2的基极电流就消失了。 继电器打开； PZ 绕组上发生的电压浪涌点亮灯。 电阻器 R3 有助于晶体管 T2 的完全闭合。 二极管 D1 保护晶体管 T2 免受继电器关闭时发生的感应电压浪涌的影响。
该转换器可防止电池反极性连接。 当极性接反时，二极管 D3 断开，保险丝 Bi 熔断。
气体放电灯用转换器6W的印刷电路板如图4所示。 其上的零件布局如图 5 所示。 大电流通过的那些走线应该有更大的宽度并且镀锡良好。 为了改善散热，在散热器（图 6）和开关晶体管 T1 之间涂上一层薄薄的硅脂。 在原型中，使用了绕组电阻为 1 kOhm 的簧片继电器，工作电压为 12 V（MGR04-A3 型）。 当然，这里也可以使用其他类似参数的继电器。 诚然，由于引脚排列不同，有必要稍微修改印刷电路板。 为避免可能发生的故障，变压器绕组的引线用细塑料管绝缘。
变压器参数见表 1。 锅形铁芯用铜或铝螺丝固定在板上。 在磁芯和印刷电路板之间放置了一个橡胶垫圈——磁芯的固定是有弹性的，不会开裂。 表1
用于气体放电灯的转换器可以放置在塑料盒中。 为避免转换器接错极性，建议在电源线末端安装点烟器连接器。
设置设备非常简单。 组装好的转换器由电源单元或汽车电池提供 12 V 的电源电压。 测量消耗的电流，并使用电位计 P1 将其值设置为 200 ... 220 mA。 在这种情况下，气体放电灯的发光强度将非常显着。 转换器的操作已经用不同类型的灯进行了测试； 在所有情况下，它都运行良好。 必须确保电池电压在10 ... 14 V范围内； 灯管点亮可靠，光通量不变。
气体放电灯转换器 18 W。 其电路如图7所示，与图1中的电路完全相同； 只有零件的类型和额定值不同。 当然，它们的操作原理是相同的。 由于用的是18W的灯管，所以开关管功率肯定更大； 变压器的罐形铁芯也很大。 变压器绕组的顺序如图 8 所示； 绕组匝数和导线直径见表 2。 铁氧体磁芯的增加导致需要修改印刷电路板。 18W气体放电灯转换器的印刷电路板如图9所示，其上的部件布局如图10所示。 18W气体放电灯灯丝的灯丝面积较大，需要更多的时间才能可靠地点亮，因此电阻R4的阻值较大。
18W 灯的转换器配置方式与 6W 灯相同。 电位器 P1 将电流设置为 1,1 ... 1,3 A。在这种情况下，转换器振荡的频率大约等于 10 kHz，并且灯具有显着的光输出。 在此设置和 10 ... 14 V 范围内的电源电压下，灯被可靠地点燃，并且光通量几乎是均匀的。 该转换器已在各种类型的灯上进行了测试，并且与所有类型的灯配合良好。
表2
Rediotechnika Evkonyve 2000，A. Belsky 翻译； 出版物：radioradar.net
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