Например TDA7294

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Теги статьи: УльтрафиолетТехнологияДобавить тег

Ультрафиолет по-китайски. GTL-3 - бюджетный стиратель УФ-ПЗУ.

Автор: ejsanyo
Опубликовано 03.02.2019.
Создано при помощи КотоРед.

 Думаю, многие из вас помнят про такой класс запоминающих устройств под названием "ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием"? Те самые микросхемы с "окошком" для облучения кристалла. По крайней мере, до начала "нулевых" это был один из самых широко используемых типов ПЗУ, как в виде отдельных чипов памяти (серия 27/27C и советские 573РФ), так и в составе первых микроконтроллеров. Чтобы не повторяться, для тех, кто не в курсе предлагаю почитать соответствующую статью на Википедии: https://ru.wikipedia.org/wiki/EPROM

     

И хотя в современных устройствах такой тип памяти уже давно не используется, в практике радиолюбителей и в наши дни порой возникает необходимость стереть подобный чип. Например, для перепрошивки BIOS какой-нибудь старой материнской платы или контроллера. Но, как известно, в отличие от современных EEPROM/Flash, для стирания необходимо облучение кристалла коротковолновым ультрафиолетовым излучением ("Типа C") продолжительное время. Откуда же его взять? Возможны, например, такие варианты:

  • Самый "правильный" вариант - купить специальный стиратель ПЗУ, наподобие, скажем, изделия LER-121A от Leap Electronic. В наше время достаточно редкий продукт на рынке, да и цена его, мягко говоря, бьёт по кошельку! При том, что едва ли соответствует его возможностям.
  • Купить полноразмерную УФ лампу со стандартным цоколем G13 и поставить в обычную арматуру. В российской рознице изредка такие ещё попадаются, но всё реже (Минаматская конвенция в действии?) Да и габариты лампы довольно большие.
  • Найти на чердаке советский прибор для "кварцевания", отбить внешнюю колбу у ДРЛ-ки... Может и вариант, но мощность излучения явно превышает достаточную, особенно в последнем случае.
  • Положить чипы под открытым небом в ясный солнечный день. Из-за того, что атмосфера Земли поглощает большую часть коротковолного спектра излучения Солнца, до кварцевого окна долетит только самая длинноволновая часть УФ спектра, да и то сильно ослабленная. Так что процесс стирания будет долгим и ненадёжным.
  • Заказать в китайском интернет-магазине УФ-лампу в форме КЛЛ (компактной люминесцентной лампы). Хороший вариант, но из-за относительно хрупкой конструкции беспокоят мысли, доедет ли такая лампа в целости и сохранности? Кроме того, надёжность и качество балласта таких ламп также вызывает вопросы.

 Впрочем, промышленность Поднебесной предлагает нам ещё одну альтернативу, о которой и пойдёт речь в данной статье. А конкретнее - о компактной лампе, которая обычно продаётся под обозначением GTL-3. Она довольно часто попадается на Ебее, или на том же Алиэкспрессе. При этом, в нашей стране похоже не очень известна. Продаются как лампы по отдельности, так и изделия на их основе, наподобие "устройств для дезинфекции обуви".

 

Лампочка очень компактная, маломощная и довольно прочная. То что нужно для УФ-стирателя! 

Сама по себе лампа весьма примечательна своим принципом действия. Она имеет одну единственную спираль, закреплённую V-образно в колбе, заполненной парами ртути. Причём, в отличие от типичных ГРЛНД (газоразрядных ламп низкого давления) эмиссионное покрытие нанесено только верхние концы спирали. Работает это примерно так:

При подаче питания спираль разогревается, активируя эмиссионный состав на концах спирали и пары ртути. При этом на концах спирали, как у любого активного сопротивления, возникает разность потенциалов. И в определённый момент её оказывается достаточно чтобы зажечь разряд между концами спирали. С этого момента разряд шунтирует оставшийся участок спирали. Таким образом, лампе не нужно никаких внешних стартёров для запуска. Более того, лампа в определённой степени обладает способностью самостабилизации своего режима работы. Так, если ток разряда уменьшается, то больше тока начнёт проходить по спирали, что увеличит её подогрев и эмиссию, а значит, вернёт интенсивность разряда. Поэтому такие лампы нередко называют "самобалансирующимися".

Параметры у лампы следующие:

  • Напряжение зажигания - порядка 15...20 В
  • Падение напряжения в рабочем режиме - до 10 В (в моём экземпляре примерно 8,7 В), что делает эту лампу, пожалуй, самой низковольтной ГРЛНД из представленных на рынке!
  • Номинальная мощность - 3 Ватта
  • Ток в рабочем режиме - порядка 0,3 А. Во время прогрева - порядка 0,15 А у моего экземпляра

Само собой, китайцы не сами дошли до такого чуда техники. И наша лампочка ни что иное, как копия (сомневаюсь, что лицензионная) одноимённого изделия от японской фирмы Ushio. Также в Сети попадаются старые японские и американские лампы аналогичной конструкции.

Несмотря на упомянутую способность к самозапуску и самостабилизации, данные лампы, как и любой газоразрядный прибор, требуют ограничения рабочего тока. Сами китайцы для этого предлагают просто включать лампу в розетку через конденсатор! Ёмкость его такая, чтобы ограничивать ток примерно на уровне тех же 0,3 А. Довольно часто они так и продаются комплектом: лампа, патрон и конденсатор.

 

Такое подключение было опробовано, и да, оно действительно работает. Однако, помимо отвратительного значения коэффициента мощности, схема имеет ещё ряд существенных недостатков:

  • При включении разряд зажигается мгновенно, поскольку к лампе прикладывается полное напряжение сети. Таким образом, разряд начинается на холодной спирали, что разрушает эмиссионный слой при каждом включении (то же самое свойственно дешёвым балластам для линейных ламп и КЛЛ).
  • Любая высокочастотная составляющая (в частности, искрение контактов при включении/выключении в розетку) резко повышает ток через лампу, со всеми вытекающими, поскольку реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте. То же свойственно, например, простейшим конденсторным балластам в светодиодных лампах.
  • Емкостная составляющая тока (опережающая напряжение) для газоразрядных приборов - наиболее тяжёлый режим работы, что дополнительно сокращает их срок службы.

Более правильным способом будет питание лампы через понижающий трансформатор. А для ограничения рабочего тока можно использовать простейший балласт в виде сопротивления, включенного последовательно между лампой и вторичной обмоткой трансформатора. Таким образом, в моём случае схема включения лампы выглядит следующим образом:

Трансформатор должен выдавать во вторичной обмотке порядка 24...27В и ток, понятное дело, не менее потребляемого лампой (я взял трансформатор на 25В и 0,6А). Для получения требуемого уровня ограничения тока суммарное сопротивление резисторов должно быть порядка 51...56 Ом. В моём случае была взята пара SQP-5 на 27 Ом каждый.

Всё это хозяйство поместил в пластиковый корпус, к которому прикрутил сбоку патрон для лампы.

Следует иметь ввиду, что резисторы при работе довольно сильно нагреваются (суммарная рассеиваемая мощность 5...6 Вт!) Это следует учитывать при выборе типа резистора/резисторов для схемы. Кроме того, в моём исполнении в корпусе сверху и снизу были насверлены отверстия для вентиляции, а сами резисторы расположены на некотором расстоянии от трансформатора.

   

Изготовленное устройство было испытано с различными чипами ПЗУ. Практика показала, что для надёжного стирания требуется размещать микросхему на расстоянии между окном и столбом разряда порядка 1 см. Время стирания использовал типично рекомендуемое - 30 минут. Запах озона, характерный для ламп с колбой из кварцевого стекла, не ощущался. Неужели китайцы расщедрились на "беззоновое" стекло?

В заключение напоминаю правила безопасности при работе с коротковолновым ультрафиолетовым излучением:

  • Обязательно использовать специальные защитные очки (например, прилагались в комплекте к советским "кварцевателям"), или, как минимум, хорошие солнцезащитные.
  • Избегать длительного воздействия излучения на открытые участки кожи (руки, лицо).

Кроме того, напомню, что как минимум часть схемы находится под сетевым напряжением!



Все вопросы в Форум.




Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться: