Люминесцентная лампа с питанием от низковольтного

источника

Для питания от низковольтных источников (например, от бортовой сети автомобиля) наиболее подходят светодиодные лампы, поскольку они не требуют применения каких-либо преобразователей напряжения. Но одна из особенностей светодиодов — относительно небольшой угол излучения (особенно у тех, которые применяются в фонарях). Поэтому для получения равномерного освещения приходится применять рассеиватели света или располагать светодиоды так, чтобы они светили во все стороны. Это, конечно, усложняет конструкцию светильника.

Энергосберегающие люминесцентные лампы (далее — КЛЛ — компактные люминесцентные лампы), напротив, создают равномерное освещение, но требуют высокого напряжения питания, поэтому необходим повышающий преобразователь напряжения. Если в КЛЛ вышла из строя электронная часть, но сама лампа работоспособна, её можно питать от одного из импульсных преобразователей, описанных ниже. При этом можно использовать лампы и с перегоревшей нитью накала.

На рис. 1 показана схема преобразователя напряжения, представляющего собой блокинг-генератор на мощном транзисторе VT 1. Для упрощения конструкции схема построена так, что его коллектор соединён с минусовой линией питания. Это позволяет установить транзистор непосредственно (без применения изолирующей прокладки) на теплоотвод, соединённый с общим проводом. Частота следования и длительность импульсов определяются параметрами элементов R1, R2, С4 и повышающего трансформатора Т1. Помехи, возникающие при работе преобразователя, подавляет фильтр C1 L1 C2 C3.

В преобразователе использованы элементы электронного блока КЛЛ. В данном случае — это плёночные конденсаторы С1, С2, С4 и балластный дроссель с Ш-образным ферритовым магнитопроводом, который после доработки превращен в трансформатор Т1. Поскольку через его обмотку I протекает постоянный ток, дроссель должен быть с немагнитной прокладкой в магнитопрово-де и от лампы не менее чем втрое большей мощности, чем та, с которой его предполагается использовать.

В качестве основы для трансформатора автор использовал балластный дроссель с немагнитным зазором от КЛЛ мощностью 35 Вт. Его обмотка использована в качестве вторичной (II), а первичная (I) и обмотка обратной связи (III) намотаны поверх неё без разборки магнитопровода. Для намотки первой (10 витков) применён монтажный провод МГТФ-0,35, второй (6 витков) — МГТФ-0,05 (МГТФ-0,03). (Напоминаем: число в наименовании монтажного провода обозначает не диаметр, а сечение в квадратных миллиметрах).

Дроссель L 1 должен быть рассчитан на ток 1,5...2 А. В авторском варианте он намотан в один слой проводом ПЭВ-2 0,6 на круглом ферритовом стержне диаметром 4 и длиной 23 мм от компьютерного блока питания.

Схемы источники питания

Люминесцентная лампас питанием от низковольтного источника

Остальные детали — следующих типов: постоянные резисторы — С2-23, Р1-4, МЛТ, подстроечные — СПЗ-19 или аналогичные импортные (например, 3392Н-1 фирмы Bourns), конденсатор С2 — оксидный импортный. При монтаже трансформатора следует обратить внимание на фазировку обмоток (их начала помечены на схеме точками). Транзистор необходимо установить на теплоотвод. Площадь его охлаждающей поверхности зависит от лампы и при её мощности 10 Вт должна быть не менее 30...40 см2.

Яркость свечения лампы устанавливают подстроечными резисторами R1 и R2: включив в цепь питания амперметр, добиваются требуемой яркости при минимальном потребляемом токе.

Если балластный дроссель от мощной КЛЛ недоступен, то вместо одного трансформатора можно применить два, изготовленных на основе дросселей от однотипных ламп мощностью 15...20 Вт. Схема соединения их обмоток представлена на рис. 2. Поскольку первичные и вторичные обмотки соединены последовательно, мощность между трансформаторами распределяется примерно поровну. Все дополнительные обмотки содержат по 6 витков тех же проводов, что и в предыдущей конструкции. Если обмотка дросселя защищена слоем изоляционной ленты, для обмотки обратной связи можно применить провод ПЭВ-2 0,2.

Детали этого устройства смонтированы на печатной плате (рис. 3) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Транзистор закреплён на игольчатом теплоотводе размерами 20x25x15 мм, что позволяет питать от преобразователя лампу мощностью 6...8 Вт.

Для применения лампы большей мощности следует использовать теплоотвод увеличенных размеров. Внешний вид смонтированного устройства показан на рис. 4.

Существенный недостаток описанных вариантов преобразователя — невысокий КПД, обусловленный применением составного биполярного транзистора.

Для повышения КПД можно применить мощный переключательный полевой транзистор. Это позволит уменьшить размеры теплоотвода и разместить преобразователь в цоколе КЛЛ.

Схема такого преобразователя показана на рис. 5. На логическом элементе DD 1.1 собран генератор импульсов с частотой следования около 30 кГц, на DD 1.2 — формирователь управляющих импульсов, а на включённых параллельно элементах DD 1.3 и DD 1.4 — буферная ступень. Импульсы с её выхода подаются на затвор мощного переключательного полевого транзистора VT1, нагрузкой которого служит обмотка I трансформатора Т1. Высоковольтные импульсы с обмотки II поступают на лампу EL1, которая загорается без разогрева нитей накала.

Для уменьшения габаритов устройства трансформатор изготовлен на основе одного балластного дросселя с Ш-образным ферритовым магнитопроводом и немагнитным зазором от лампы мощностью 35 Вт. Обмотка I содержит 10 витков провода МГТФ-0,35, функцию обмотки II выполняет обмотка дросселя.

Преобразователь размещён в шестигранном цоколе, поэтому такую же форму имеет и печатная плата (рис. 6), изготовленная из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. К транзистору привинчен П-образный теплоотвод, согнутый из полоски листового (толщиной 2 мм) алюминиевого сплава размерами 18x45 мм (перед монтажом её изгибают так, чтобы она не касалась элементов на плате).

Требуемую яркость свечения лампы устанавливают подстроечным резистором R2, контролируя при этом температуру транзистора, чтобы избежать его перегрева. После этого плату с помощью термоклея закрепляют в корпусе лампы (рис. 7) и закрывают цокольной частью. Питающий провод выводят через цоколь, для чего его центральный контакт удаляют (рис. 8). Для улучшения охлаждения транзистора в пластмассовой части цоколя сверлят 18.30 отверстий диаметром 2...3 мм. Однако из-за недостаточной конвекции воздуха мощность лампы и в этом случае должна быть не более 6...8 Вт. Для питания более мощной лампы (до 20 Вт) следует применить теплоотвод с большей площадью охлаждающей поверхности.

И. НЕЧАЕВ, г. Москва

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика
Люминесцентная лампа с питанием от низковольтного источника
Люминесцентная лампа с питанием от низковольтного источника
И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Люминесцентная лампа с питанием от низковольтного 
источника
смонтированы на печатной плате (рис. 3)

Источник: Журнал Радио 2012 №8

Люминесцентная лампа с питанием от низковольтного источника.

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

Издаётся с 1924 года