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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Diseño de equipo de control electrónico para lámparas fluorescentes. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado El desarrollo de balastos electrónicos de alta frecuencia (balastos electrónicos) para lámparas fluorescentes es una tarea de ingeniería compleja con muchas incógnitas, que requiere sólidos conocimientos y un tiempo considerable. Para simplificar su solución, International Rectifier ha colocado en su sitio web el programa Ballast Designer, un diseño asistido por computadora de balastos electrónicos en microcircuitos especializados de su propio diseño, que hace que el diseño competente de estos dispositivos sea accesible incluso para un radioaficionado principiante. El programa Ballast Designer libera al desarrollador de balastos electrónicos (a menudo denominados "balastos electrónicos") para encender lámparas fluorescentes del trabajo rutinario de selección de elementos, cálculo largo y laborioso de los valores de los componentes del circuito y productos de bobinado, lo que permite compensar la falta de experiencia en el proceso, lo que es especialmente valioso para los desarrollos amateur. Un conjunto de documentos recibidos en solo unos minutos es suficiente para la fabricación del producto calculado. El programa está disponible de forma gratuita en (8,3 MB). El archivo bda.zip debe descomprimirse en una carpeta separada en el disco duro de la computadora, luego encontrarlo y ejecutar el programa Ballast Designer o el instalador de configuración. En ambos casos, la computadora comenzará el proceso de instalación, después de lo cual aparecerá el acceso directo "Ballast Designer" en el "Escritorio". Para iniciar el programa del mismo nombre en el modo operativo, simplemente haga clic en el "mouse" en el acceso directo. Es necesario que en la configuración de Windows ("Mi PC" - "Panel de control" - "Idioma y estándares" - "Números") se especifique un punto como separador decimal, y no una coma familiar para un usuario de habla rusa. De lo contrario, todo terminará con un mensaje de error en la pantalla y el programa dejará de funcionar. Tras un lanzamiento exitoso, la ventana que se muestra en la Fig. 1.
Se ofrecen dos procedimientos de diseño: estándar y extendido. De forma predeterminada, se usará el estándar, lo que le brinda al usuario la oportunidad de "marcar" la opción adecuada desde tres circuitos de nodo de entrada, cinco tipos de chips controladores y varias docenas de tipos de lámparas conectadas al balasto electrónico de acuerdo con siete circuitos diferentes. En el proceso de diseño automático se sintetizará un circuito de balasto electrónico que proporcione valores óptimos de amplitud y frecuencia del voltaje aplicado a la lámpara en los modos de calentamiento, encendido y combustión, máxima vida útil de la lámpara, calidad de iluminación y eficiencia del dispositivo. . El procedimiento de diseño avanzado brinda al usuario la capacidad de influir activamente en las decisiones tomadas por el programa cambiando más de 20 parámetros a voluntad, incluida la frecuencia, el voltaje y la corriente de la lámpara en varios modos, y las clasificaciones de los componentes principales. Se proporciona la posibilidad de cálculo constructivo de estranguladores de acuerdo con los parámetros eléctricos especificados. Para realizar un procedimiento estándar, basta con presionar sucesivamente los cinco botones en pantalla ubicados debajo de las inscripciones "Paso 1" - "Paso 5" ("Paso G - "Paso 5"), eligiendo una de las opciones propuestas en cada paso. Paso 1: selección del circuito rectificador de tensión de red. Se abre la ventana "Seleccionar entrada de línea" en la pantalla. Al mover el control deslizante en la parte inferior de la ventana, se selecciona una de las variantes de la unidad rectificadora (Fig. 2, a-c). Su esquema aparecerá en la ventana, junto a él, una lista de varias opciones para límites aceptables para cambiar el voltaje de la red. En la lista, seleccione la línea con la opción más adecuada.
Para completar el paso, queda presionar el botón "Seleccionar". Los límites seleccionados se mostrarán en el cuadro "Entrada" encima del "Paso 1". Se pueden cambiar en cualquier etapa del diseño haciendo clic en el botón de flecha al lado del cuadro mencionado y seleccionando una nueva opción de la lista desplegable. El programa proporciona posibilidades similares (listas desplegables de opciones en los cuadros "Lámpara", "Control 1C", "Configuración") para cambiar los parámetros establecidos en otros pasos del procedimiento de diseño estándar. Los esquemas del puente rectificador (Fig. 2, b) y el rectificador con duplicación de voltaje (Fig. 2, c) son sin duda bien conocidos por los lectores. Sobre el esquema en la fig. 2, y con un corrector de factor de potencia activo (Eng. Power Factor Corrector, PFC) es necesario contarlo con más detalle. Las fuentes de alimentación pulsadas que se han generalizado en la actualidad, que incluyen balastos electrónicos, no son una carga muy acertada para la red eléctrica. El hecho es que no consumen una corriente sinusoidal, sino pulsada con un valor pico muchas veces mayor que el efectivo. Los componentes de alta frecuencia del espectro de pulsos de corriente crean poderosas interferencias en la recepción de radio y televisión e incluso pueden provocar fallas en las computadoras conectadas a la misma red. Las recomendaciones recientemente adoptadas del Comité Electrotécnico Internacional IEC 1000-3-2 establecen límites armónicos muy bajos (hasta el 39) en el espectro de corriente consumida de la red a un factor de potencia cercano a 1. Los requisitos de las normas vigentes en los países de la CEI a este respecto, aunque mucho más suave, pero se puede esperar su endurecimiento en un futuro próximo. Un corrector de factor de potencia activo resuelve el problema haciendo que la corriente extraída se acerque a una forma sinusoidal. El corrector es un estabilizador de voltaje del convertidor de refuerzo de pulso. Gracias a su trabajo, un poderoso pulso de la corriente de carga del capacitor C1 (Fig. 2, a) se divide en muchos pulsos cortos distribuidos a lo largo del período de tal manera que su valor promedio cambia casi según una ley sinusoidal. Los componentes de alta frecuencia resultantes de la corriente se suavizan mediante un filtro que no se muestra en el diagrama simplificado. Cuando se alimenta de una red de 220 V, el voltaje de salida normal del corrector es de 400 V. Está estabilizado, por lo que el brillo de la lámpara es prácticamente independiente de los cambios de voltaje de la red en un amplio rango. El programa Ballast Designer generalmente construye una unidad de control de corrector basada en el chip L6561, un controlador PFC especializado. Los controladores de balasto electrónico IR2166, IR2167 están equipados con unidades de control correctoras incorporadas que, según la empresa, son superiores en parámetros a los microcircuitos especializados. Paso 2: seleccione el tipo y la potencia de la lámpara. Se abre la ventana "Seleccionar lámpara" en la pantalla. En él, al mover el control deslizante, una de las lámparas que se muestran en la Fig. 3 grupos.
Cada uno de ellos tiene lámparas de diferente potencia. Los nombres de los grupos adoptados en el programa son condicionales. La correspondencia entre ellos y los índices de letras en las designaciones de las lámparas más comunes de algunos fabricantes se puede determinar a partir de la tabla (las lámparas del grupo Espiral no son producidas por las empresas que figuran en ella)
Los grupos T5, T8, T12 incluyen lámparas fluorescentes lineales convencionales (lámparas fluorescentes) con un diámetro de bombilla de 16, 26 y 38 mm, respectivamente, incluidas aquellas con mayor eficiencia y composición espectral de luz mejorada. Es posible ampliar la lista de lámparas por el usuario. Para hacer esto, simplemente seleccione el grupo "Lámpara de usuario" en la ventana "Seleccionar lámpara" y haga clic en el botón "Editar lista". Se abrirá una ventana para editar la lista de lámparas y sus parámetros. Paso 3: selección del chip controlador de balasto electrónico. Se abre la ventana "Seleccionar objetivo 1C" en la pantalla. Al mover el control deslizante, se selecciona uno de los microcircuitos propuestos. Si Adobe Acrobat Reader está instalado en la computadora, al hacer clic en el botón "Hoja de datos" en la parte superior de la ventana principal (ver Fig. 1), puede ver la descripción y los datos de referencia del microcircuito seleccionado en inglés. En la versión del programa que estaba vigente al momento de la elaboración del artículo, se ofrecían los siguientes microcircuitos: IR21571: para los balastos electrónicos más simples, relativamente fácil de adaptar a varios tipos de lámparas fluorescentes. Traducción al ruso de la hoja de datos-a para este chip. IR2157: proporciona modos óptimos para iniciar el precalentamiento del cátodo, el encendido y el funcionamiento de la lámpara, y el cambio de modo automático. Está equipado con unidades de monitoreo del estado y protección de los filamentos de las lámparas, protección contra baja tensión de alimentación, contra falla al cambiar una lámpara, contra sobrecarga térmica, contra descargas electrostáticas y algunos otros medios que aseguran el funcionamiento confiable de los balastos electrónicos y su reinicio automático. después de salir de una emergencia. IP2156 - "hermana menor" IP2157, se diferencia de ella por la ausencia de algunas funciones protectoras. IR2159: la misma funcionalidad que IR2157, además le permite ajustar el brillo de la lámpara cambiando de 0,5 a 5 V del voltaje de control suministrado a una entrada especial. Los límites de cambio de brillo (en el rango de 1 ... 100%) están establecidos por resistencias conectadas a las salidas del microcircuito. Se ha implementado un método para controlar la potencia suministrada a la lámpara, que no requiere un transformador de aislamiento. Traducción al ruso de datasheet-a en un chip. IR2166, IR2167: están equipados, como ya se señaló, con controladores correctores del factor de potencia incorporados con adaptación dinámica al modo de funcionamiento del balasto electrónico. Proporciona un coeficiente armónico total inferior al 10 % y un factor de potencia superior a 0,99 cuando se alimenta desde una red con una tensión nominal de 120 y 220 V, lo que supera los requisitos de las normas de la mayoría de los países europeos y supera el rendimiento de muchos Microcircuitos de control de correctores especializados. Paso 4: selección del número de lámparas y el esquema de su conexión al balasto electrónico. Aparece en la pantalla la ventana "Seleccionar configuración de lámpara", en la que es necesario, moviendo el control deslizante, seleccionar el esquema apropiado con una o dos lámparas. Todas las opciones posibles se muestran en la Fig. 4, a-zh.
Paso 5: diseño automático de balastos electrónicos. Después de presionar el botón "Design Ballast", aparece en la pantalla una ventana con el logotipo de International Rectifier, que muestra el progreso del proceso de diseño, que toma solo unos segundos. Al finalizar, se abren ventanas, una de las cuales contiene un diagrama esquemático del dispositivo diseñado. Un ejemplo del circuito sintetizado se muestra en la fig. 5. Se diferencia del original únicamente en el uso de símbolos convencionales para elementos familiares a los lectores de la revista. Los circuitos resaltados en color deben hacerse con cables tan cortos y gruesos como sea posible. Los tipos y denominaciones de los elementos en el diagrama original están ausentes, en cambio, su lista se proporciona en una ventana separada (ing. Lista de materiales, BOM).
Otra o varias ventanas (según el número de elementos) contienen datos sobre los elementos inductivos disponibles en el balasto electrónico diseñado. Un ejemplo de una ventana de este tipo se muestra en la Fig. 6. Además de la inductancia nominal, corriente máxima y temperatura, aquí se indican todos los datos necesarios para la fabricación de un estrangulador o transformador: tamaño estándar recomendado (tamaño del núcleo) y marca del material del circuito magnético (material del núcleo), no longitud del espacio magnético (longitud del espacio), número de vueltas (vueltas) y el diámetro del cable del devanado. Incluso se da un boceto del diseño y la disposición de las conclusiones.
Para cambiar al procedimiento de diseño avanzado en la ventana principal del programa (ver Fig. 1), haga clic en el botón "Avanzado". Como resultado, la ventana principal se transformará en la que se muestra en la Fig. 7.
Proporciona acceso a los valores de varios parámetros que se pueden cambiar durante el proceso de diseño. La posición del punto de operación de la lámpara (en coordenadas de voltaje-frecuencia) en varios modos y la trayectoria de su movimiento cuando cambian se pueden obtener gráficamente (Fig. 8). Es posible abrir ventanas para el diseño de elementos inductivos (botón "Inductor") o seleccionar valores nominales de elementos que configuran el modo de funcionamiento del controlador de balasto electrónico (botón "Programa 1C").
En la elaboración del artículo se utilizó información encontrada en Internet en las siguientes direcciones: , , , , , . Autor: Yu.Davidenko, Lugansk, Ucrania
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