Делаем ЭПРА (допустим на 39 Вт)

[PavelZverev]

Не вдаваясь в теорию, хочу поделиться опытом изготовления балласта на 39 Вт. Тема электронных балластов на этом форуме поднимается достаточно часто. Решил дополнить обсуждения примером практической конструкции, которую собрал буквально на днях ради любопытства. Надеюсь, материал окажется полезным. На все про все понадобилось два вечера (один – на разработку и изготовление печатной платы, второй – на сборку и запуск).

Итак, Вам нужен балласт для запуска ЛЛ лампы. Эта лампа Т5? Вам сказали что срок службы 20000 часов? С Вас взяли баксов 30 за лампу?
Что нужно чтобы эта лампа отработала эти 20000 часов? Как минимум, устройство зажигания, которое подогревает нити накала перед запуском, запитает лампу рекомендуемыми значениями тока и напряжения, а само является достаточно надежым с минимальным выделением тепла.

Дальнейший материал для тех, кто умеет держать паяльник в руках и отличает вольты от ампер. Внимание! Высокое напряжение! (Знание электроники тоже не помешало бы… Но с чего-то надо начинать).

Перерыв кучу информации, изучив доступность и цену элементной базы, количество и качество доступной документации, я остановился на решении от International Rectifier (IR). www.irf.com – на этом сайте вы найдете САПР IR Ballast Designer (совершенно бесплатно), DataSheet на примененную ИС, а также кучу статей по затронутой тематике. Правда, все на английском языке.
Балласты на дискретных элементах отбросил сразу, так как реализация дополнительных функций в этих балластах достаточно проблематична, а надежность балластов под большим вопросом, да и с лампами они не церемонятся. Хотя, перед этим ради интереса повторил одну китайскую схему.

Из всех доступных высоковольтных микросхем от International Rectifier остановился на IR2520D. Почему?
Эта ИС поддерживает режим ZVCM – переключение ключей при нулевом напряжении и минимально возможном токе, что гарантирует минимальные потери мощности на ключах (соответственно нагрев). На печатной плате я предусмотрел место для радиаторов. На практике в радиаторах необходимости, как оказалось, нет. Транзисторы остаются холодными.
Дополнительно ИС поддерживает следующие функции:
- программируемая частота старта
- программируемое время подогрева катода
- защита ключей от перегрузки
- блокировка работы при открытой нити накала
- блокировка работы при низком напряжении сети
- авторестарт при замене лампы

Схема отличается максимальной простотой, обеспечивает максимальный срок службы лампы и некритична к допускам компонентов.

Схему я расчитал в программе IR Ballast Designer 4. Вот что получилось:

[PavelZverev]

Сообщение от ИгорьС

А, например, советский Ш5х5 (или типа того) подойдет?
Вот еще не пойму - продают такую позицию: http://www.chipdip.ru/product0/169408246.aspx , но ведь их две половинки нужно для этого дросселя, а на фото одна. Или все-таки там комплект из двух штук, никто не сталкивался?

Нет не комплект. Надо покупать две. Кстати, этот феррит уже с зазором 1 мм, если такую же вторую половинку, то будет искомые 2 мм. Балласт дизайнер не правильно считает AL для ферритов типа Е с зазором. (не учитывает краевой эффект). Так для Е25/13/7 он выдает Ал 32,5, а должно быть 54,2. Цены тоже по ссылке космические. Минимум в два раза дороже - это те, что в интернет магазине.

Ш5*5 2000НМ подойдет, но для мощностей до 25Вт. Зазор не менее 0,5 мм. Хотя практика показывает, что работает и на 36 и 39 Вт, но все-таки греется. Пробовал Ш7*7 - отлично подходит как аналог Е25/13/7, но габариты у совковых больше, а толку столько же.

Для мощностей более 30 Вт лучше Е25/13/7 или Е20/10/6.

Я свои балласты переделал из китайских - там и корпус и ферриты и клеммы подключения и электролит. Кстати, если посчитать по чем Epcos продается (особенно каркасы- обратите внимание), то можно смело покупать китайский балласт в качестве источника феррита и каркаса (что немаловажно). Рекомендую Ферон 36 Вт - феррит типа Е20/10/6 с зазором 1 мм AL де-то 67-68.

[ИгорьС]

Спасибо! Более-менее понятно стало. Цены по моей ссылке действительно жуткие, в розницу в магазин у них вообще страшно заходить стало после Нового года.
Посмотрел фероновский ЭПРА 4х30 (у меня он сейчас используется) там уже 4 феррита есть и стОит у нас он 160р. Размер толком не померить, но что-то около Е20/10/6.
Хотя сами IR2520 все равно придется заказывать где-то, в нашей деревне не водятся, в том же ЧипДипе 130р. за штуку.
Замечательная цена у самого International Rectifier - около 1,5$, но за доставку в Россию хотят еще 50$
А что такое AL для ферритов? Как его надо учитывать при расчете?

[PavelZverev]

Сообщение от ИгорьС

Спасибо! Более-менее понятно стало. Цены по моей ссылке действительно жуткие, в розницу в магазин у них вообще страшно заходить стало после Нового года.
Посмотрел фероновский ЭПРА 4х30 (у меня он сейчас используется) там уже 4 феррита есть и стОит у нас он 160р. Размер толком не померить, но что-то около Е20/10/6.
Хотя сами IR2520 все равно придется заказывать где-то, в нашей деревне не водятся, в том же ЧипДипе 130р. за штуку.
Замечательная цена у самого International Rectifier - около 1,5$, но за доставку в Россию хотят еще 50$
А что такое AL для ферритов? Как его надо учитывать при расчете?

IR2520D должна стоить от$1 до $1,5
IRF730 - $0,5 -$0,7

Поверьте - Луганск тоже далеко не столица.


Не вдаваясь в подробности - AL характеризует геометрию и материал сердечника.

L=AL*n^2, где

L - индуктивность в наногенри
n - количество витков.
AL зависит от размеров сердечника и материала, а еще сильнее зависит от немагнитного зазора. Надо выбирать такой типоразмер, чтобы магнитный зазор по-возможности был не менее 1 мм, а количество витков помещалось на каркасе и все это было удобоваримых размеров. В идеале подходит и не греется Е20/10/6. Е25/13/7 еще лучше, но размеры уже великоваты. Как крайний вариант возможен Е19/8/5, но для мощностей до 25 Вт - зазор там 0,5 мм максимальный. Я использовал такой типоразмер для Т8 30Вт - есть нагрев, хотя и незначительный (Если сравнить с китаем - то нагрева нет)

Для сердечников Epcos в тех документации для каждого указываются коэффициенты К1 и К2, по которым можно пересчитать значение AL для указанного сердечника при наличии немагнитного зазора. Смотрите на сайте Epcos. Там же есть прога для расчета параметров для различных сердечников (Ferrite magnetic tools)/

Вот и вся арифметика.

[ИгорьС]

PavelZverev, а какой мощности сопротивления Вы ставили?

[chack]

Сообщение от PavelZverev

IR2520D должна стоить от$1 до $1,5

где это такие цены в ДИПе?

дроссели есть готовые в наличии под любые лампы, вплоть до т5 80 вт. Есть хорошие транзисторы для этой схемы, IRF730 и рядом не стояли.

[ИгорьС]

Сообщение от chack

дроссели есть готовые в наличии под любые лампы, вплоть до т5 80 вт.

А можно подробнее где ? Или это на Украине?

Есть хорошие транзисторы для этой схемы, IRF730 и рядом не стояли.

Хорошие - это какие?

[PavelZverev]

Сообщение от ИгорьС

PavelZverev, а какой мощности сопротивления Вы ставили?

RSUPPLY 0,5Вт (но не думаю, что принципиально).

Все остальные - 0,25Вт или 0,125Вт.

Для 39 Вт ничего не греется.

[PavelZverev]

Сообщение от chack

где это такие цены в ДИПе?

В Харькове.

[PavelZverev]

Сообщение от chack

где это такие цены в ДИПе?

дроссели есть готовые в наличии под любые лампы, вплоть до т5 80 вт. Есть хорошие транзисторы для этой схемы, IRF730 и рядом не стояли.

Вы имеете в виду IRF830?

Хочу сразу же предостеречь от использования в подобных схемах IRF840. Они категорически не подходят из-за высокой емкости. На корпусе транзистора рассеивается очень большая мощность - Ватты!!! Что нередко является причиной преждевременной "потери" балласта!!!

[ramzay]

Добрый день Павел. Скажите как вы настраиваете баласт под лампу.
Имеется ввиду мощьность лампы, амперметр на входе врет сильно.
Пробовал шунт с терморезистором методом сравнения, тоже не получилось.
Вопрос возник по ому что при установке привильной катушки, правильной емкости и частоты, лампа светит слабо ( визуально).

[PavelZverev]

Сообщение от ramzay

Добрый день Павел. Скажите как вы настраиваете баласт под лампу.
Имеется ввиду мощьность лампы, амперметр на входе врет сильно.
Пробовал шунт с терморезистором методом сравнения, тоже не получилось.
Вопрос возник по ому что при установке привильной катушки, правильной емкости и частоты, лампа светит слабо ( визуально).

Стрелочным прибором оцениваю потребление схемы до диодного моста.


Чтобы было точнее запитайте схему постоянным током от еще одного моста и после него включите амперметр. У меня с этим проблем никогда не возникало.

Лампа может "разгораться" некоторое время (2-3 минуты), но потом все-равно выходит на номинальную мощность, если все правильно.
Проверьте индуктивность дросселя на L метре.

[ramzay]

Спасиб про стрелочник я забыл.
С дроселем все правильно индуктометр есть. просто ставнить несчем.
Кстати ферит сименс на кардачах по 6 гр такой как нужно только без зазора, работает лучше чем китайский. зазор пропиливается точилом.
А китайские у меня от 36 вт баластов замагничиваются. лампы на 39 вт

[ramzay]

Кстати когда замагничивается железо лампа долго выходит на режим (ток плавно растет) при нормальном железе 3-5 секунд.
когда железо слабенькое баласт не всегда запускается, нужно разряжать конденсатор для повторного запуска.

[PavelZverev]

Сообщение от ramzay

Спасиб про стрелочник я забыл.
С дроселем все правильно индуктометр есть. просто ставнить несчем.
Кстати ферит сименс на кардачах по 6 гр такой как нужно только без зазора, работает лучше чем китайский. зазор пропиливается точилом.
А китайские у меня от 36 вт баластов замагничиваются. лампы на 39 вт

На разных китайских разные типоразмеры ферритов стоят. Использовать Е19/... нельзя.
Сами ферриты EPCOS Е25/13/7 стоят 1,8*2=3,6 грн. Но катушка уже 5 грн.
Если феррит замагничивается - он нагревается.

[ramzay]

с китайцами согласен
А когда замагничивается ферит, то греются и вылитают транзисторы в первую очередь, но это при токах побольше чем в баласте
А здесь может быть заметно только по косвенным признакам,
Стрелочный совковый тестер ток меряет отлично, я уж и не думал что когда-то достану его из гаража. Спасибо за совет.