Электронный баласт для ДРЛ-250

Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Ответить
Встал на лапы
Аватара пользователя
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Чт авг 08, 2013 10:02:28
Откуда: г.Днепр, Украина

Сообщение Northwood »

Привет всем порядочным котам!

Есть у меня желание собрать электронный баласт для ДРЛ. Набросал принципиальную схему и развёл плату. Но хочу услышать Ваши замечания и советы как по схеме, так и по разводке платы..

Мощность подключаемой лампы ДРЛ - 250 ватт. Напряжение на лампе в рабочем режиме - 130 вольт, пусковой ток - 4.5А, ток после прогрева лампы - 2.13А.

Схема содержит корректор фактора мощности на микросхеме MC33262, полевой ключ - SiHG20N50C или его аналог IRFP460 (20А 500в 0.27 Ом), на выходе которого стабилизированное напряжение питания +400в. Трансформатор - феррит EE42-20 с магнитной проницаемостью 2000.

Сам электронный баласт работает на частоте 50 кГц и управляется микросхемой IR2153, после неё стоит драйвер верхнего и нижнего ключа IR2101, сами полевые ключи - 10N60C (9.5А 600в 0.75 Ом).

Наконец, баластный дроссель, который ограничивает ток через лампу - бронированный магнитопровод Ч48 с магнитной проницаемостью 2000.

Есть вопросы по немагнитным зазорам в трансформаторе корректора фактора мощности и в дросселе лампы:

1) Схема корректора фактора мощности - полностью из даташита на микросхему MC33262, взял вариант схемы рассчитанной на нагрузку 400 вольт 1.15А. Но там зазор указан 0.18", что в переводе около 4.5мм. Найти сердечник с таким зазором оказалось не реально, нашёл с зазором 1.5мм. Правда, можно купить ещё такой же сердечник, чтобы вместе составило хотя бы 3мм. Если зазор меньше рассчётного, то индуктивность обмотки I выше, чем это грозит ?

2) Дроссель лампы тоже должен иметь немагнитный зазор. Но вообще найти чашеобразный магнитопровод диаметром 48мм оказалось крайне трудно, удалось раздобыть только без зазора. О том, чтобы найти такой же магнитопровод, но с зазором, речь вообще не идёт. Что можно сделать в данной ситуации ? Не плотно складывать обе чашки чтобы остался общий зазор по всей площади соприкосновения ? Но тогда наружу пойдёт нежелательное излучение.

Можно ли таким образом питать микросхемы DA2 и DA3 от обмотки II трансформатора Тр1 корректора фактора мощности ? Или лучше намотать отдельную обмотку III ?

Ну и наконец, главный вопрос, который меня волнует больше всего: С данной схемой и разводкой платы, не возникнет ли сквозной ток через выходные полевые ключи при включении холодной лампы ДРЛ-250, когда пусковой ток составит 4.5А ? Не хочется получить феерверк.

Для удобства рисунок дорожек платы с обратной стороны я выложил сюда без зеркального отражения.


Принципиальная схема:
Epra_03_sch.jpg
(120.88 КБ) 1123 скачивания
Расположение деталей на плате:
Epra_03_pcb_place.jpg
(199.05 КБ) 454 скачивания
Разводка платы:
Epra_03_pcb_trace.jpg
(182.33 КБ) 725 скачиваний
Контактная информация:
Реклама
Грызет канифоль
Аватара пользователя
Сообщения: 265
Зарегистрирован: Ср май 13, 2015 19:51:55
Откуда: из Орла

Сообщение Котофеичъ »

Зачем прилепил 2101 ? 2153 мало того что справится сама, так еще и имеет более мощный выход для шатания мосфетов.

Добавлено after 2 minutes 21 second:
Питание 2153 тоже никуда не годится. 315-ый это вооще... :facepalm:
И что с розжигом лампы?
Изображение
Реклама
Встал на лапы
Аватара пользователя
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Чт авг 08, 2013 10:02:28
Откуда: г.Днепр, Украина

Сообщение Northwood »

Т.е. 2153 может управлять верхним ключом ? Тогда 2101 уберу.

Питание для неё я решил брать со вторичной обмотки трансформатора корректора фактора мощности. Ориентировочно, там будет вольт 20-30, поэтому транзистора КТ315 будет хватать за глаза, чтобы стабилизировать питание 2153 на уровне 15 вольт. Долговременный ток потребления 2153 по даташиту 5 мА, абсолютный максимум 25 мА. Максимальный ток коллектора КТ315 - 100 мА, выделяемая на нём мощность будет около 75 мВатт.

Отсюда вопрос запуска уже не стоит - при включении сразу запускается корректор фактора мощности, вначале через резистор R4, а как только он запустился, питание идёт уже со вторичной обмотки Тр1. С этой же обмотки питание пойдёт и на 2153. Вопрос, можно ли так делать ? Или для питания 2153 нужно намотать отдельную обмотку на Тр1 ?

Что касается розжига лампы, то ДРЛ не нуждается в розжиге, а подключать ДНаТ я не планирую. Для розжига ДРЛ достаточно пропустить через неё пусковой ток в 4-4.5А с выхода балласта. В первые секунды напряжение на ДРЛ составляет всего-то вольт 20, благодаря индуктивному сопротивлению выходного дросселя и низкому сопротивлению холодной лампы, с её прогревом напряжение постепенно достигает рабочего значения в 130 вольт.
Контактная информация:
Грызет канифоль
Аватара пользователя
Сообщения: 265
Зарегистрирован: Ср май 13, 2015 19:51:55
Откуда: из Орла

Сообщение Котофеичъ »

Northwood писал(а):Отсюда вопрос запуска уже не стоит - при включении сразу запускается корректор фактора мощности
Я про розжиг лампы говорил, так и думал что не понятно будет, поправился.
Northwood писал(а):Что касается розжига лампы, то ДРЛ не нуждается в розжиге
ну тогда нет вопросов
Northwood писал(а):Долговременный ток потребления 2153 по даташиту 5 мА, абсолютный максимум 25 мА.
А сами мосфеты кто питать будет? там в пике почти под ампер будет. У 2153 есть встроенный стабилитрон на 15,6в., тебе хватит одного резистора с диодом и конденсатором. 315-ый, R10 и стаб выкидывай, 4148 меняй на 4934, ставь последовательно с ним резистор, и после всего этого конденсатор не менее 100мкф. резистор нужно будет посчитать. На крайняк запитывай 2153 по даташиту от 400в.
Изображение
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Встал на лапы
Аватара пользователя
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Чт авг 08, 2013 10:02:28
Откуда: г.Днепр, Украина

Сообщение Northwood »

От 400 вольт питать не хочу, т.к. 5 мА выльются в (400-15)*0.005 = 2 ватта в виде тепла на резисторе, это в лучшем случае. Как пусковая цепь в ИБП, было бы не плохо в виде кратковременного потребления.

Добавлено after 56 minutes 47 seconds:
Вот что вышло теперь:

Принципиальная схема:
Epra_04_sch.jpg
(120.99 КБ) 775 скачиваний
Расположение деталей на плате:
Epra_04_pcb_place.jpg
(191.15 КБ) 723 скачивания
Разводка платы:
Epra_04_pcb_trace.jpg
(181.29 КБ) 738 скачиваний
Контактная информация:
Реклама
As
Модератор
Аватара пользователя
Сообщения: 46406
Зарегистрирован: Пт янв 23, 2009 19:20:05

Сообщение As »

А горелка на такой частоте у ДРЛ не прогорит? Где-то читал, что питать дуговые лампы высокой частотой нельзя - дуга меняет геометрические размеры и может коснуться колбы, а тогда никакое кварцевое стекло её не удержит... Именно по этой причине в автомобильных "ксенонках" драйвер на выходе формирует 50 - 60 герц меандр, для питания лампы...
Реклама
Поставщик валерьянки для Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2318
Зарегистрирован: Пн июн 04, 2012 17:44:22
Откуда: Казань

Сообщение neon »

не понимаю людей, теорию даже не посмотрят, а сразу берутся за проектирование ЭПРА для ламп ВД. Горелка ДРЛ достаточно сильно подвержена акустическому резонансу (АР). Слишком узкие окна стабильности при питании синусоидальным током высокой частоты (20-100 кГц), да и то лампах одинаковой мощности, но от разных производителей, они разные. Правильней сделать для начала вариант с звеном НЧ на выходе и частотой около 150 Гц. Эффективных способов борьбы с АР несколько, но на практике распространён именно предложенный.

LCC-контур необходимо рассчитать, а не от фонаря номиналы использовать. ДРЛ не нуждается в высоком напряжении поджига, т. к. есть вспомогательные электроды. Схемотехника в данной теме очень плохая.
"То, что я понял, - прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, - тоже прекрасно". Сократ.
Встал на лапы
Аватара пользователя
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Чт авг 08, 2013 10:02:28
Откуда: г.Днепр, Украина

Сообщение Northwood »

Конденсатор параллельно лампе я поставил не для резонанса, а для сглаживания фронтов импульсов. При первом включении этот конденсатор я вообще припаивать не буду. Индуктивность дросселя я рассчитал из расчёта необходимого индуктивного сопротивления на частоте 50 кГц, чтобы при входном напряжении 400 вольт в рабочем режиме получить паспортный ток 2.13А и напряжение 130в. В конечном итоге точную индуктивность можно будет подогнать после запуска, контролируя напряжение на разогретой лампе вольтметром В3-57, который умеет измерять среднеквадратичное значение напряжения. Не уверен, что удастся корректно измерить ток через лампу, хотя для этого ввёл резистор R14 сопротивлением 0.1 Ом (изготовил из нихромовой проволоки с заданными сечением и длиной).

Что касается акустического резонанса, то читал что ему сильно подвержены лампы МГЛ, а ДРЛ в этом плане более спокойны. Но более конкретно по этой теме тяжело гуглится. в основном теоретические утверждения. А так, уже попадались схемы ЭПРА для ДРЛ и ДНаТ, но по схеме автогенератора, по отзывам тех кто их повторяли, проблемы в основном связаны с вылетами полевиков, у кого-то даже вёдрами.

Ну а пляшущую "хороводы" дугу конкретно в моей ДРЛ-250 я видел только при питании частотой 50 Гц через лампу накаливания на 100 ватт. Примерно пару лет назад я уже пробовал собирать эту схему, на этой же частоте 50 кГц, но без корректора фактора мощности, и с другим дросселем, с которым умышленно намотал больше витков чем надо, чтобы на лампу подать в 2 раза меньше мощность, никакого акустического резонанса я не наблюдал на всём протяжении цикла разогрев / дальнейшее горение, лампа горела стабильно. Подать полную мощность я не мог, т.к. на тот момент у меня не было броневого сердечника нужного размера, был только Ч34, который закипал через 10 минут после включения.
Контактная информация:
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 15657
Зарегистрирован: Вт мар 16, 2010 22:02:27
Откуда: ДОНЕЦК

Сообщение BOB51 »

И смысл сей городушки?
Уменьшение габаритов токоограничительного дросселя?
Но отслеживание режимов запуска и горения полностью отсутствует...
Как и управление оными...
:roll:
Дык есть стандартные схемы ПРА с балластными конденсаторами...
И обычные схемки вполне стабильно работают...
Ежли говорить об ВЧ ультрафиолете - так там обычный ВЧ генератор...
(свечение газовой начинки в ВЧ поле)...
:dont_know:
Встал на лапы
Аватара пользователя
Сообщения: 148
Зарегистрирован: Чт авг 08, 2013 10:02:28
Откуда: г.Днепр, Украина

Сообщение Northwood »

В стандартных схемах с большим тяжёлым дросселем и конденсатором компенсирующим реактивную мощность, тоже не отслеживается режим запуска и горение, дроссель просто ограничивает ток. В этой схеме всё тоже самое, только на частоте 50 кГц.

Смысл в этой схеме не только в уменьшении веса за счёт дросселя, а и в стабилизации тока через лампу при изменении напряжения питающей сети, и лампа не будет гаснуть когда напряжение в сети падает ниже нормы. Зимой напряжение у нас проседало до 195 вольт. Ну и хочу получить максимальный КПД.
Контактная информация:
Грызет канифоль
Аватара пользователя
Сообщения: 265
Зарегистрирован: Ср май 13, 2015 19:51:55
Откуда: из Орла

Сообщение Котофеичъ »

Northwood писал(а):Вот что вышло теперь:
Ну вот теперь другое дело, правда не совсем уверен в выборе номинала R6, 150 ом уж слишком, надо раз в 10 меньше. теперь с питанием 2153 вопрос решен.

А вот по поводу розжига, это я так обозвал разогрев и выход на режим, а не высоковольтный поджиг как у ксенона, коллеги со мной согласны. :wink: Надо как минимум контролировать ток, и если что принимать меры.
Northwood писал(а):Смысл в этой схеме не только в уменьшении веса за счёт дросселя, а и в стабилизации тока через лампу при изменении напряжения питающей сети
Ну стабилизации как таковой у тебя не будет, ты ничего для этого не сделал, в предыдущем абзаце сказано, а вот зависимость от напряжения в сети победишь, здесь нет вопросов.
Изображение
Поставщик валерьянки для Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 2318
Зарегистрирован: Пн июн 04, 2012 17:44:22
Откуда: Казань

Сообщение neon »

АР в ДРЛ проявляется, т. к. они с длинной дугой и увидеть это можно по форме дуги и её изменению, не знаю как вы определяли стабильность работы. Просто ДРЛ может работать, но вот срок службы снизится. В ДРЛ окна стабильности немного шире, чем в ДНаТ, только вот как их ловить от лампы к лампе при разных производителях? Для собственной разработки может и сойти, без ответственности за срок службы ламп. Для контроля тока лучше намотайте изготовьте небольшой трансформатор тока.
"То, что я понял, - прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, - тоже прекрасно". Сократ.
Открыл глаза
Сообщения: 74
Зарегистрирован: Пт фев 10, 2012 08:46:32
Откуда: Россия, Крым, Алушта

Сообщение boroda06560 »

Привет уважаемым котам!
Хочу поделиться личным опытом из далекого прошлого по данному вопросу и заодно спросить о своем, наболевшем. Дело было в 90-х годах прошлого века, в самый разгар ПК Спектрум, Синклер, телефонов - АОНов и им подобным устройствам... Применялись там микросхемы памяти с ультрафиолетовым стиранием. Программатор на работе у меня был, а стиралки не было. В то время в радиомагазинах ничего подобного найти было нереально, поэтому искать удачу поехал я в область на радиорынок, где мне и предложили сей бюджетный вариант в виде замысловатой рогатой стеклянной штуковины. На мой вопрос как мне ее запустить хитрый усатый дядька улыбнулся и сказал: купишь - скажу. Ну я и купил, ничего другого то нет, выбирать не с чего!... А весь "секрет" подключения оказался весьма прост! - через конденсатор и в розетку. Дядька по-честному предупредил, чтобы помимо ультрафиолета не получить другие шумо-световые эффекты конденсатор должен быть типа МБГО или МБГЧ, вольт на 400-600 и емкостью 2-4 мкф для 250 ваттной ДРЛ-ки. Хочу сразу сказать, что этот способ включения работает, но он еще сильнее сокращает срок службы, чем все остальные популярные способы бездроссельного запуска, описанные на просторах интернета и в этой теме. Уже через 10-15 включений колба заметно темнеет изнутри, начинают обгорать электроды, ну и в конце концов через какое то время электроды разрушаются полностью и она просто перестает запускаться. Тем не менее этого ресурса вполне хватало на полгода-год использования и при копеечной стоимости, простоте и малых габаритах схемы мудрить хитроумные, громоздкие системы запуска смысла не было. Так я их и использовал. Потом время микросхем с ультрафиолетовым стиранием прошло, полудохлую чудо-лампу за ненадобностью я выкинул и забыл про это дело лет на 15...
Но вот на днях у меня опять появилась потребность в мощном УФ облучателе для полимеризации лаков, клея и т.п. И тут я вспомнил из давно минувшего юношества этот бюджетный вариант, первый печальный опыт, закончившийся красными глазками и как я этим чудо устройством успешно стирал микросхемы памяти. Ну так этож то, что мне нужно! - обрадовался я. Сейчас я быстренько смастырю чудо-девайс и будет мне счастье! :))) Но радость была не долгой и счастье не случилось. :cry: Началось всё с того, что на сегодняшний день найти ДРЛ не легче, чем в 90-е годы УФ стиралку для программатора. В общем потратил пол дня только на поиски, в конце концов таки нашел у энергетиков... Потом полчаса на изготовление конструкции и... Опять печалька! Ни лак, ни клей, пролежавши 15-20 минут под свежеизготовленным УФ светильником, не среагировал аж никак. Как были жидкими, так и остались. :facepalm:
Что не так? :shock: Не та длина волны что ли?? Подскажите кто знает, какие есть бюджетные варианты для моего случая, кто что использует для этих целей? Какая нужна длина волны для полимеризации лаков-красок?
Контактная информация:
Друг Кота
Сообщения: 5066
Зарегистрирован: Вс фев 15, 2009 01:04:58
Откуда: Kaluga

Сообщение Wladimir_TS »

В промышленном полимеризаторе компаундов стоит что-то вроде автомобильной ксенонки. Но видимо тут весь секрет в типе стела той лампы.

Попробовать можно лампы ДРТ-ххх для мед применения - теоретически это те-же потроха от старорежимных ДРЛ. Пускаются через те-же дросселя, но промежуток разрядны поболее - обычно есть поджигающий "пускач" в виде умножителя до 1 кВ где-то.

ДРЛ на ВЧ переменке работает и пускается много лучше ДНаТ Принцип запуска "резонансом" на конденсаторе - так что нужно 2 частоты - резонансная для поджига и рабочая
Открыл глаза
Сообщения: 74
Зарегистрирован: Пт фев 10, 2012 08:46:32
Откуда: Россия, Крым, Алушта

Сообщение boroda06560 »

Wladimir_TS, спасибо за мысли! Попробовать конечно можно, но что то я сильно сомневаюсь, что найду эти ДРТ для мед применения. Городишко у нас мелкий, разнообразием предложений по диковинным железкам никогда не славился. Я то обычную ДРЛ-ку сегодня пол дня искал по всем магазинам, знакомым, гаражам и подвалам, даже ближайшие села обзвонил... Чисто случайно у энергетиков оказались еще не утилизированными, валялись в углу на складе. По городу их у нас уже не применяют, везде поменяли на диоды и натрий в основном, а эти просто не успели еще свезти куда положено. В натриевых вроде тоже УФ горелка стоит, можно было бы попробовать, но они у энергетиков по строгому учету, не дали. :( Покупать для пробы с неизвестным результатом думаю не стоит ни первое, ни второе, дорого... Наверное проще все таки будет добавить грошиков и купить уж что положено и испытано народом. А жаль, халява была так близко... :cry: Хотя...
P.S. Попробую поэкспериментировать еще с ДРЛ-кой. Тысячная LOCA через 30 минут все таки зажелировала вполне нормально, правда по времени при таких мощах это очень долго. Лампа светит будь здоров! Жареными микробами :))) (озоном) воняет в соседней комнате с открытыми окнами. Это еще один минус. Толку мало, но излучение в ненужном диапазоне слишком жесткое, надо одевать ОЗК и сварочную маску.. 8)

Добавлено after 1 hour 3 minutes 7 seconds:
Вот что еще нашел... У ДРЛ-ки пики излучения приходятся на более длинноволновый диапазон (400-600 нм.) нежели у светодиодов.
СпойлерИзображение
в то время как большинство широко распространенных УФ светодиодов работают в диапазоне до 400 нм.
и широко распространенные лампы для маломощных, но вполне эффективных УФ сушилок тоже работают до 400 нм.
Похоже в этом и кроется причина малой эффективности ДРЛ-ки для подобных случаев... :( Она только самым краешком захватывает нужный диапазон.
Контактная информация:
Друг Кота
Сообщения: 5066
Зарегистрирован: Вс фев 15, 2009 01:04:58
Откуда: Kaluga

Сообщение Wladimir_TS »

ДРТ продаются в медтехнике или в больнице/поликлинике с заднего хода.

В натрии УФ поглощается стенками горелки прилично. Да и эксплуатация натриевой лампы без внешней колбы сокращает ресурс до минут.

Люменафор в ДРЛ разработан еще при дедушке Ленине (до ВМВ точно), а в современных светодиодах чуть позже (ПП кристалл белым светить не умеет)
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 6635
Зарегистрирован: Чт дек 29, 2005 00:18:30
Откуда: Москва

Сообщение Дмитрий М »

[uquote="boroda06560",url="/forum/viewtopic.php?p=3583127#p3583127"]Привет уважаемым котам!
Опять печалька! Ни лак, ни клей, пролежавши 15-20 минут под свежеизготовленным УФ светильником, не среагировал аж никак. Как были жидкими, так и остались. :facepalm:
Что не так? :shock: Не та длина волны что ли?? Подскажите кто знает, какие есть бюджетные варианты для моего случая, кто что использует для этих целей? Какая нужна длина волны для полимеризации лаков-красок?[/uquote]


Надо беседовать с производителями. Есть клеи на 395 нм (это мощный УФ светодиод тянет) и на 254 нм. Там только ртуть. Я ДРШ-100 использовал от шлейфового осциллографа светолучевого с родным блоком. Когда стекло клеил таким клеем.
Ничто так не укрепляет взаимное доверие, как 100% предоплата! Дмитрий, ex-RK3AOR.
Контактная информация:
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт фев 06, 2015 07:13:23

Сообщение simq »

[uquote="boroda06560",url="/forum/viewtopic.php?p=3583127#p3583127"]Подскажите кто знает, какие есть бюджетные варианты для моего случая, кто что использует для этих целей[/uquote]
Не знаю, что у вас за состав, но зелёную маску для плат полимеризую обычной УФ "сберегайкой". Ей же светят и фоторезист. Судя по цвету спектра в салонах - там похожая тема
Ответить

Вернуться в «Питание»