Elektronický předřadník pro kompaktní zářivku s denním světlem od DELUX

Žárovky jsou sice levné, ale spotřebují hodně elektřiny, proto je řada zemí odmítá vyrábět (USA, země západní Evropy). Nahrazují je kompaktní zářivky (úsporné), které se šroubují do stejných patic E27 jako žárovky. Stojí však 15-30krát více, ale vydrží 6-8krát déle a spotřebují 4krát méně elektřiny, což určuje jejich osud. Trh je přeplněn řadou takových lamp, většinou vyrobených v Číně. Jedna z těchto lamp, od DELUX, je zobrazena na fotografii. Jeho výkon je 26 W -220 V a zdroj, nazývaný také elektronický předřadník, je umístěn na desce o rozměrech 48×48 mm (pic.1) a je umístěn v základně této lampy. Jeho rádiové komponenty jsou umístěny na montážní desce pomocí povrchové montáže, bez použití CHIP komponentů. Schematický diagram nakreslil autor z prohlídky desky plošných spojů a je zobrazen v obr.2. Poznámka ke schématu: schéma neobsahuje bod označující zapojení dinistoru, diody D7 a báze tranzistoru EN13003A Nejprve je vhodné připomenout princip zapalování zářivek, a to i při použití elektronických předřadníků. Pro rozsvícení zářivky je nutné zahřát její vlákna a přivést napětí 500. 1000 V, tzn. výrazně vyšší než síťové napětí. Velikost zapalovacího napětí je přímo úměrná délce skleněné baňky zářivky. Přirozeně u krátkých kompaktních žárovek je to méně a u dlouhých trubicových žárovek je to více. Po zapálení lampa prudce sníží svůj odpor, což znamená, že je nutné použít omezovač proudu, aby nedošlo ke zkratu v obvodu. Obvod elektronického předřadníku pro kompaktní zářivku je polomůstkový měnič napětí push-pull. Nejprve je síťové napětí usměrněno na konstantní napětí 2 pomocí 300-půlperiodového můstku. 310 V. Převodník se spouští symetrickým dinistorem, ve schématu označeným Z, otevře se, když při zapnutí elektrické sítě napětí v jeho přípojných bodech překročí práh odezvy. Po otevření prochází puls dinistorem do báze spodního tranzistoru ve schématu a převodník se spustí. Dále push-pull polomůstkový měnič, jehož aktivními prvky jsou dva npn tranzistory, převádí stejnosměrné napětí 300. 310 V, vysokofrekvenční napětí, které umožňuje výrazně zmenšit rozměry napájecího zdroje. Zátěž převodníku a zároveň jeho ovládacího prvku je toroidní transformátor (ve schématu označen L1) se svými třemi vinutími, z nichž dvě jsou ovládací (každé se dvěma závity) a jedno pracovní (9 závitů). Tranzistor se spíná v protifázi z kladných impulsů z řídicích vinutí. Za tímto účelem jsou řídicí vinutí připojena k bázím tranzistorů v protifázi (na obr. 2 je začátek vinutí označen tečkami). Záporné napěťové rázy z těchto vinutí jsou potlačeny diodami D5, D7. Otevření každého klíče způsobí, že se impulsy indukují ve dvou protilehlých vinutích, včetně pracovního vinutí. Střídavé napětí z pracovního vinutí je do zářivky přiváděno přes sériový obvod sestávající z: L3 – vlákno žárovky -C5 (3,3 nF 1200 V) – vlákno žárovky – C7 (47 nF/400 V). Hodnoty indukčností a kapacit tohoto obvodu jsou zvoleny tak, aby v něm nastala napěťová rezonance při konstantní frekvenci převodníku. Když napětí v sériovém obvodu rezonuje, indukční a kapacitní odpory jsou stejné, proud v obvodu je maximální a napětí na jalových prvcích L a C může výrazně překročit přiložené napětí. Pokles napětí na C5 v tomto sériovém rezonančním obvodu je 14krát větší než na C7, protože kapacita C5 je 14krát menší a kapacitní reaktance 14krát větší. Před zapálením zářivky se tedy maximálním proudem v rezonančním obvodu zahřejí obě vlákna a velké rezonanční napětí na kondenzátoru C5 (3,3 nF/1200 V), paralelně připojeném k zářivce, rozsvítí zářivku. Vezměte prosím na vědomí maximální povolená napětí na kondenzátorech C5=1200 V a C7=400 V. Tyto hodnoty nebyly zvoleny náhodou. Při rezonanci dosahuje napětí na C5 asi 1 kV a musí to vydržet. Rozsvícená lampa prudce sníží svůj odpor a zablokuje (zkratuje) kondenzátor C5. Kapacita C5 je vyloučena z rezonančního obvodu a rezonance napětí v obvodu ustane, ale již rozsvícená lampa svítí dál a tlumivka L2 svou indukčností omezuje proud v rozsvícené lampě. V tomto případě převodník pokračuje v provozu v automatickém režimu, aniž by se od okamžiku spuštění změnil jeho kmitočet. Celý proces zapalování trvá méně než 1 sekundu. Je třeba poznamenat, že do zářivky je neustále přiváděno střídavé napětí. To je lepší než konstantní, protože zajišťuje rovnoměrné opotřebení emisních schopností vláken a zvyšuje tak jejich životnost. Účel prvků převodníku.
Typy rádiových komponent jsou znázorněny na schematickém schématu (obr. 2).
1. EN13003A – tranzistorové klíče (z nějakého důvodu je výrobci neuvedli na schématu zapojení). Jedná se o bipolární vysokonapěťové tranzistory středního výkonu, vodivost npn, pouzdro TO-126, jejich analogy jsou MJE13003 nebo KT8170A1 (400 V; 1,5 A; 3 A pulzně), případně KT872A (1500 V; 8 A; pouzdro T26a), jsou však větší ve velikosti. V každém případě je nutné správně určit výstupy BKE, protože různí výrobci mohou mít různé sekvence i pro stejný analog.
2. Toroidní feritový transformátor, výrobcem označený jako L1, rozměry prstence 11x6x4,5, pravděpodobná magnetická permeabilita 2000, má 3 vinutí, z toho dvě se 2 závity a jedno s 9 závity.
3. Všechny diody D1-D7 jsou stejného typu 1N4007 (1000 V, 1 A), z toho diody D1-D4 jsou usměrňovací můstek, D5, D7 tlumí negativní rázy řídicího impulsu a D6 odděluje zdroje energie.
4. Řetěz R1СЗ poskytuje zpoždění při startu měniče, aby byl zajištěn „měkký start“ a zabránilo se rázům ve startovacím proudu.
5. Symetrický dinistor Z typ DB3 Uзс.max=32 V; Uoc = 5 V; Uneotp.i.max=5 V) zajišťuje počáteční spuštění měniče.
6. R3, R4, R5, R6 — omezovací odpory.
7. C2, R2 — tlumicí prvky určené k tlumení rázů tranzistorového spínače v okamžiku jeho sepnutí.
8. Tlumivka L1 se skládá ze dvou feritových polovin ve tvaru Ш slepených dohromady. Zpočátku se tlumivka účastní napěťové rezonance (spolu s C5 a C7) pro zapálení lampy a po zapálení její indukčnost tlumí proud v obvodu zářivky, protože rozsvícená lampa prudce snižuje její odpor.
9. C5 (3,3 nF/1200 V), C7 (47 nF/400 V) jsou kondenzátory v obvodu zářivky, které se podílejí na jejím zapálení (napěťovou rezonancí) a po zapálení C7 udržuje žhavení.
10. C1 – vyhlazovací elektrolytický kondenzátor.
11. Tlumivka s feritovým jádrem L4 a kondenzátorem C6 tvoří bariérový filtr, který nedovolí, aby impulsní rušení z měniče prošlo do napájecí sítě.
12. F1 – 1A skleněná minipojistka, umístěná mimo obvodovou desku. Opravy.
Před opravou elektronického předřadníku je nutné se „dostat“ na jeho montážní desku, stačí oddělit nožem dvě součásti základny. Při opravě živé desky buďte opatrní, protože její rádiové součásti jsou pod fázovým napětím! Vyhoření (přerušení) spirálek vlákna zářivky, zatímco elektronický předřadník zůstává v dobrém provozním stavu. Toto je typická porucha. Není možné obnovit spirálu a skleněné zářivky pro takové lampy se samostatně neprodávají. Jaká je cesta ven? Nebo přizpůsobte pracovní předřadník 20W lampě s rovnou skleněnou lampou místo její „nativní“ tlumivky (výbojka bude fungovat spolehlivěji a bez hučení) nebo použijte deskové prvky jako náhradní díly. Z toho plyne doporučení: kupte si stejný typ kompaktních zářivek – snáze se opraví. Praskliny při pájení plošného spoje. Důvodem jejich vzhledu je periodické zahřívání a následné ochlazování pájené oblasti po vypnutí. Pájecí plocha se zahřívá od ohřívaných prvků (spirály zářivky, tranzistorové spínače). Takové praskliny se mohou objevit po několika letech používání, tzn. po opakovaném zahřátí a ochlazení pájené oblasti. Vada je odstraněna přepájením trhliny. Poškození jednotlivých komponent rádia. Jednotlivé rádiové komponenty mohou být poškozeny jak prasklinami v pájení, tak napěťovými rázy v napájecí síti. Přestože je v obvodu pojistka, nechrání rádiové komponenty před napěťovými rázy, jako by to mohl udělat varistor. Pojistka se spálí v důsledku poruchy rádiových komponent. Samozřejmě nejslabším místem všech rádiových prvků tohoto zařízení jsou tranzistory. Radioamátor č. 1, 2009