Высокочастотный блок питания люминесцентной лампы

  Традиционные схемы включения люминесцентных ламп рассчитаны на их питание переменным током промышленной частоты. Сегодня все большее распространение получает питание подобных ламп током повышенной частоты, что устраняет мигание и повышает надежность запуска. Отпадает необходимость в крупногабаритных конденсаторах и дросселях на стальных магнитопроводах, нередко издающих неприятное гудение. Предлагаемый высокочастотный блок имеет небольшие размеры, содержит минимальное число намоточных элементов, прост и доступен для повторения.

Рис.1. Принципиальная схема блока

    Схема блока, предназначенного для питания люминесцентной лампы OSRAM L 13W с диаметром колбы 16 мм, показана на рис. 1. Через плавкую вставку FU1 и помехоподавляющий фильтр C2L1 сетевое напряжение поступает на диодный мост VD1—VD4. Инвертор на микросхеме IR2153 (DA1) и полевых транзисторах IRF840 (VT1, VT2) преобразует выпрямленное напряжение в симметричные прямоугольные импульсы. Подробную информацию о микросхеме IR2153 и транзисторах серии IRF можно найти на сайте их изготовителя www.irf.com.

    Частота импульсов зависит от номиналов элементов времязадающей цепи R1С4 и в рассматриваемом случае равна 33 кГц. Между импульсами на выходах LO и НО микросхемы, управляющими полевыми транзисторами VT1 и VT2, автоматически выдерживаются паузы в 1,2 мкс. Это предотвращает одновременное открывание транзисторов с протеканием через них "сквозного" тока.

    Напряжение питания микросхемы DA1 поступает на ее вывод 1 через гасящий резистор R2, причем внутренний стабилитрон не допускает увеличения разности потенциалов между выводами 1 и 4 свыше 15,6 В. В рабочем режиме здесь 9...10 В.

    Выходное напряжение инвертора поступает на лампу EL1 через разделительный конденсатор С8 и балластный дроссель L2. Назначение последнего аналогично обычным, применяемым в цепях питания ламп током частоты 50 Гц, но так как частота в данном случае гораздо выше, индуктивность дросселя, его размеры и вес значительно меньше. Конденсатор С6 образует цепь разогрева нитей накала ламп.

Рис.2. Печатная плата

 

    Блок собран на печатной плате (рис. 2) размерами 100x25 мм. Конденсаторы C1, C2, C8 — К73-17, C4 и C6 — К78-2, оксидные — К50-35. Дроссели L1 и L2 намотаны на магнитопроводах Ш4х4 из феррита М2500НМС или М2000НМ. Обмотки дросселя L1 содержат по 200 витков провода ПЭВ-2 0,1 мм и намотаны в изолированных секциях каркаса. Половины магнитопровода этого дросселя склеивают без зазора. Обмотка дросселя L2 — 220 витков провода ПЭВ-2 0,22 мм. В его магнитопро-воде необходим немагнитный зазор, толщину которого (0,3...0,5 мм) подбирают экспериментально по наиболее яркому свечению лампы.

    Диоды VD1—VD5 можно заменить любыми другими на ток не менее 0,5 А и обратное напряжение не менее 400 В, например, КД209А—КД209В, КД226В—КД226Д. При этом размеры печатной платы придется увеличить. Замена транзисторов IFR840 возможна на IRF830, IRF820, но приведет к ухудшению их теплового режима из-за большего сопротивления канала.

    Внеся в блок небольшие изменения, можно питать от него и более мощные лампы. Например, на рис. 3 показано, как подключить две лампы ЛДЦ-20-2. При этом сечение магнитопровода дросселя L2 увеличивают до 6x6 мм, диаметр провода — до 0,4 мм, а число витков уменьшают до 120. Дроссель L3 идентичен L2. На аналогичном магнито-проводе наматывают и дроссель L1, увеличив диаметр провода до 0,3 мм.

Рис.3. Схема включения двух ламп

    Емкость конденсаторов С1 и СЗ (см. рис. 1) увеличивают соответственно до 0,68 и 10 мкФ, а транзисторы VT1 и VT2 снабжают теплоотводами площадью не менее 40 см2. Необходимо также увеличить до 2 А ток срабатывания плавкой вставки FU1, а в разрыв одного из сетевых проводов установить резистор 4,7 Ом мощностью не менее 5 Вт (например, проволочный) для ограничения тока зарядки конденсатора C3 в момент включения блока.