|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 12 V ハロゲンランプ用電子変圧器 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
この記事では、いわゆる電子変圧器について説明していますが、これは実際には 12 V ハロゲン ランプに電力を供給するためのパルス降圧コンバータであり、ディスクリート素子と特殊なマイクロ回路を使用した XNUMX つのバージョンの変圧器が提案されています。 実際、ハロゲンランプは従来の白熱ランプをより高度に改良したものです。 根本的な違いは、ハロゲン化合物の蒸気がランプバルブに追加されていることです。これは、ランプの動作中にフィラメントの表面から金属が活発に蒸発するのを防ぎます。 これにより、フィラメントをより高い温度まで加熱できるようになり、その結果、光出力が高くなり、発光スペクトルがより均一になります。 さらに、ランプ寿命も延長されます。 これらの機能やその他の機能により、ハロゲン ランプは家庭用照明などにとって非常に魅力的になります。 230 V および 12 V 用のさまざまな電力のハロゲン ランプが広範囲に市販されており、供給電圧 12 V のランプは、電気的安全性は言うまでもなく、230 V ランプと比較して優れた技術的特性と長寿命を備えています。 このようなランプに 230 V ネットワークから電力を供給するには、電圧を下げる必要があります。 もちろん、従来のネットワーク降圧トランスを使用することもできますが、これは高価であり非現実的です。 最良の解決策は、230V/12V 降圧コンバータ (電子変圧器やハロゲン コンバータなどと呼ばれることが多い) を使用することです。 この記事では、このようなデバイスの 20 つのバリエーションについて説明します。どちらも 105 ～ XNUMX ワットの負荷電力向けに設計されています。 降圧電子変圧器の最も単純かつ最も一般的な回路ソリューションの 1 つは、正の電流フィードバックを備えたハーフブリッジ コンバータです。その回路を図に示します。 XNUMX. デバイスがネットワークに接続されると、コンデンサ C3 と C4 がネットワークの振幅電圧まで急速に充電され、接続点の電圧の半分が形成されます。 R5C2VS1回路はトリガパルスを生成します。 コンデンサ C2 の両端の電圧がダイニスタ VS1 の開放閾値 (24.32 V) に達するとすぐに開き、順方向バイアス電圧がトランジスタ VT2 のベースに印加されます。 このトランジスタが開き、電流が回路を流れます。コンデンサ C3 と C4 の共通点、変圧器 T2 の一次巻線、変圧器 T1 の巻線 III、トランジスタ VT2 のコレクタ - エミッタ セクション、ダイオードブリッジ VD1 の負端子。 変圧器 T1 の巻線 II には、トランジスタ VT2 をオープン状態に維持する電圧が発生します。一方、巻線 I からの逆電圧がトランジスタ VT1 のベースに印加されます (巻線 I と II はオンになります)。逆相）。 変圧器 T1 の巻線 III に電流が流れると、すぐに飽和状態になります。 その結果、巻線 I および II T1 の電圧はゼロになる傾向があります。 トランジスタ VT2 が閉じ始めます。 ほぼ完全に閉じると、変圧器は飽和状態から脱し始めます。
トランジスタ VT2 を閉じて変圧器 T1 の飽和を解除すると、EMF の方向が変化し、巻線 I と巻線 II の電圧が増加します。 ここで、順電圧がトランジスタ VT1 のベースに印加され、逆電圧が VT2 のベースに印加されます。 トランジスタ VT1 が開き始めます。 電流は、ダイオード ブリッジ VD1 の正端子、コレクタ - エミッタ セクション VT1、巻線 III T1、変圧器 T2 の一次巻線、コンデンサ C3 と C4 の共通点という回路を流れます。 さらに、このプロセスが繰り返され、負荷に電圧の 4 番目の半波が形成されます。 起動後、VD2 ダイオードはコンデンサ CXNUMX を放電状態に維持します。 コンバータは平滑酸化物コンデンサを使用しないため（白熱灯で作業する場合には必要ありませんが、逆に、その存在によりデバイスの力率が悪化します）、整流された主電源の半サイクルの終わりに、電圧が低下すると発電が停止します。 次の半サイクルが到来すると、発電機が再び始動します。 電子トランスの動作の結果、周波数 30 ～ 35 kHz の正弦波に近い振動 (図 2) がその出力で形成され、その後周波数 100 Hz のバーストが続きます (図 3)。 XNUMX）。
このようなコンバータの重要な特徴は、無負荷では起動しないことです。この場合、III T1巻線を流れる電流が小さすぎ、変圧器が飽和に至らず、自己生成プロセスが失敗します。 この機能により、アイドル保護が不要になります。 図に示されているデバイス。 1定格は負荷電力20ワット以上で安定起動します。 図上。 図４は、負荷にノイズ抑制フィルタと短絡保護ユニットを追加した、改良された電子変圧器の図を示す。 保護ユニットは、トランジスタ VT4、ダイオード VD3、ツェナー ダイオード VD6、コンデンサ C7、および抵抗 R8 ～ R7 で構成されています。 負荷電流が急激に増加すると、変圧器 T12 の巻線 I および II の電圧が公称モードの 1 ～ 3 V から短絡モードの 5 ～ 9 V に増加します。 その結果、トランジスタ VT10 に基づいて 3 V のバイアス電圧が発生し、トランジスタが開き、起動回路コンデンサ C0,6 を分路します。 その結果、整流された電圧の次の半サイクルでは、発電機は始動しません。 コンデンサ C6 は、約 8 秒の保護シャットダウン遅延を提供します。
電子降圧変圧器の 5 番目のバージョンを図に示します。 2161. より機能的でありながら、変圧器が 2161 つもないため、繰り返しが容易になります。 これもハーフブリッジコンバータですが、特殊な IR0S チップによって制御されます。 必要なすべての保護機能が超小型回路に組み込まれています。主電源の低電圧および高電圧、アイドルモードおよび負荷の短絡、過熱から保護します。 IR11,8S にはソフトスタート機能もあり、1 から XNUMX V まで XNUMX 秒間オンすると出力電圧が滑らかに増加します。 これにより、ランプの冷たいフィラメントを通る急激な電流のサージが排除され、ランプの耐用年数が大幅に、場合によっては数倍に延長されます。
最初の瞬間、およびその後の整流電圧の各半サイクルの到来とともに、マイクロ回路には、VD3 ツェナー ダイオードのパラメトリック スタビライザーから VD2 ダイオードを介して電力が供給されます。 位相電力調整器 (調光器) を使用せずに 230 V ネットワークから直接電力が供給される場合、R1 ～ R3C5 回路は必要ありません。 動作モードに入った後、マイクロ回路には、d2VD4VD5 回路を介してハーフブリッジの出力からさらに電力が供給されます。 起動直後、マイクロ回路の内部クロック発生器の周波数は約 125 kHz で、出力回路 C13C14T1 の周波数よりもはるかに高いため、トランス T1 の二次巻線の電圧は小さくなります。 マイクロ回路の内部発振器は電圧によって制御され、その周波数はコンデンサ C8 の両端の電圧に反比例します。 スイッチをオンにするとすぐに、このコンデンサはマイクロ回路の内部電流源から充電を開始します。 電圧の増加に比例して、超小型回路発電機の周波数は減少します。 コンデンサの電圧が 5 V に達すると (スイッチをオンにしてから約 1 秒後)、周波数は約 35 kHz の動作値まで低下し、変圧器の出力の電圧は公称値 11,8 V に達します。これはソフトスタートの実装方法であり、完了後、DA1 マイクロ回路は動作モードになり、DA3 のピン 1 を使用して出力電力を制御できます。 抵抗値 8 kΩ の可変抵抗器をコンデンサ C100 と並列に接続すると、DA3 のピン 1 の電圧を変更することで、出力電圧を制御し、ランプの明るさを調整できます。 DA3 チップのピン 1 の電圧が 0 から 5 V に変化すると、生成周波数は 60 から 30 kHz に変化します (60 V で 0 kHz が最小出力電圧、30 V で 5 kHz が最大出力電圧です)。 DA4 チップの CS 入力 (ピン 1) は、内部エラー信号アンプの入力であり、負荷電流とハーフブリッジ出力の電圧を制御するために使用されます。 たとえば短絡時など、負荷電流が急激に増加した場合、電流センサー、つまり抵抗器 R12 と R13、つまり DA4 のピン 1 の電圧降下が 0,56 V を超え、内部コンパレータが切り替わります。そしてクロックジェネレータを停止します。 負荷が切断した場合、ハーフブリッジの出力の電圧は、トランジスタ VT1 および VT2 の最大許容電圧を超える可能性があります。 これを回避するために、抵抗容量分割器 C7R10 が VD9 ダイオードを介して CS 入力に接続されます。 抵抗器 R9 の両端の電圧のしきい値を超えると、生成も停止します。 IR2161S チップの動作モードについては、[1] で詳しく説明されています。 両方のオプションの出力トランスの巻線の巻数を計算できます。たとえば、簡単な計算方法 [2] を使用して、カタログ [3] を使用して全体の電力に適した磁気回路を選択できます。 [2] によると、一次巻線の巻数は NI = (Ucmaxt0最大) / (2 S Bマックス), どこでcmax - 最大電源電圧、V; t0最大 - トランジスタのオープン状態の最大時間、μs; S - 磁気回路の断面積、mm2; bマックス- 最大誘導、Tl。 二次巻線の巻数 NII = NI /k ここで、k は変換比率です。この場合、k = 10 を取ることができます。 電子変圧器の最初のバージョン (図 4 を参照) のプリント回路基板の図を図 6 に示します。 7、要素の位置 - 図。 8. 組み立てられた基板の外観を図に示します。 1,5.カバー。 電子トランスは、片面を厚さ 1 mm にラミネートしたグラスファイバー製の基板上に組み立てられています。 表面実装用のすべての要素はプリント導体の側に取り付けられ、出力要素は基板の反対側にあります。 ほとんどの部品 (トランジスタ VT2、VT1、変圧器 T1、ダイニスター VS1、コンデンサ C5 ～ C9、C10、C8) は、T4 タイプの蛍光灯用の安価な電子安定器 (たとえば、Tridonic PC18x8 T236、Fintar 418/418、 Cimex CSVT 236P、Komtex EFBL418 / 8、TDM Electric EB-T236-418 / 9 などは、同様の回路構成と素子ベースを備えているためです。 コンデンサ C10 と C400 は金属膜ポリプロピレンで、高パルス電流と少なくとも 4 V の交流電圧用に設計されています。 ダイオード VD11 - 図 150 の許容逆電圧が少なくとも XNUMX V の高速ダイオードです。
トランス T1 は、透磁率 2300 ± 15% の環状磁気回路に巻かれており、外径 10,2 mm、内径 5,6 mm、厚さ 5,3 mm です。 巻線 III (5-6) には 1 ターン、巻線 I (2-3) および II (4-0,3) には直径 1 mm のワイヤが 2 ターン含まれています。 巻線 3 ～ 4 および 10 ～ 15 のインダクタンスは 2 ～ 25 µH である必要があります。 出力トランス T13 は、非磁性ギャップのない N13 材料の EV27/76/5 (Epcos) 磁気回路に巻かれています。 一次巻線には 0,2x100 mm ワイヤが 0,08 回巻かれています。 二次巻線には 12x10 mm リッツ線が 1 回巻かれています。 一次巻線のインダクタンスは 19 ±8% mH です。 干渉抑制フィルタ L5 のインダクタは、材料 N30 の E130/0,25/30 磁気コアに巻かれており、各巻線には直径 40 mm のワイヤが 1 回巻かれています。 適切なサイズのインダクタンス 2 ～ XNUMX mH の標準的な XNUMX 巻線チョークを使用できます。 コンデンサCXNUMX、CXNUMXはX級を使用することが望ましい。 電子変圧器の 5 番目のバージョン (図 9 を参照) のプリント回路基板の図を図 10 に示します。 11、要素の位置 - 図。 12. 基板も片面が箔張りされたグラスファイバーでできており、表面実装用の要素はプリント導体の側に配置され、出力要素は反対側にあります。 完成した装置の外観を図に示します。 XNUMXと図。 XNUMX. 出力トランス T1 はリング磁気回路 R29.5 (Epcos)、材料 N87 に巻かれています。 一次巻線には直径 81 mm のワイヤが 0,6 回巻かれ、二次巻線には 8x3 mm のワイヤが 1 回巻かれます。 一次巻線のインダクタンスは 18 ±10% mH、二次巻線は 200 ±10% mH です。 変圧器T1は最大150 Wの最大電力で計算されており、そのような負荷を接続するには、トランジスタVT1とVT2をヒートシンク（面積16 ... 18 mmのアルミニウム板）に取り付ける必要があります。2、厚さ1,5 ... 2 mm。 ただし、この場合、プリント基板の対応する変更が必要になります。 また、出力トランスはデバイスの最初のバージョンから使用できます (ピン配置を変更するには基板に穴を追加する必要があります)。 トランジスタ STD10NM60N (VT1、VT2) は IRF740AS などに置き換えることができます。 ツェナー ダイオード VD2 の電力は少なくとも 1 W である必要があり、安定化電圧は 15,6 ～ 18 V です。コンデンサ C12 は、定格 DC 電圧 1000 V 用のディスク セラミックが望ましいです。コンデンサ C13、C14 は金属フィルム ポリプロピレン、高パルス電流および 400 V 以上の AC 電圧向けに設計されています。 各抵抗回路 R4 ～ R7、R14 ～ R17、R18 ～ R21 は、適切な抵抗と電力の XNUMX つの出力抵抗に置き換えることができますが、これにはプリント基板の変更が必要になります。
文学
著者：V。ラザレフ
庭の花の間引き機
02.05.2024 最先端の赤外線顕微鏡
02.05.2024 昆虫用エアトラップ
01.05.2024
▪ 3mAhのバッテリーを搭載したV-Phone X4500オフロードスマートフォン
▪ サイトセクション 電流、電圧、電力のレギュレーター。 記事の選択 ▪ ラックの通信線や通信ケーブルの吊り下げ時に活躍。 労働保護に関する標準的な指示 ▪ 記事 水晶振動子は、非電気量を電気量に変換します。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 スタビライザー過負荷信号装置。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 記事へのコメント： ニコラス わかりました。
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語