Elektronický predradník pre žiarivky

Konštrukcia spínaného meniča (elektronického predradníka) pre žiarivky. Motiváciou na stavbu bolo nahradiť v lampe klasickú tlmivku. Cieľom je dosiahnuť vyššiu účinnosť, odstránenie mihotania pri svietení a blikania pri zapaľovaní. Okrem toho by to malo priniesť predĺženie životnosti žiarivky. Výhodou takéhoto meniča je možnosť prispôsobiť ho pre ľubovoľnú žiarivku. Tu popisovaný menič je prispôsobený pre kruhovú žiarivku 22 W.
titulny

Popis zapojenia

Zapojenie je založené na budiči IR2520DS, ktorý je určený priamo do meničov pre žiarivky. Má nastaviteľnú spínaciu frekvenciu a softštart, obsahuje aj niekoľko ochranných funkcií (na ochranu meniča aj žiarivky). Zapojenie je v podstate katalógové, pri návrhu dosky som vychádzal z katalógového zapojenia, aplikačných poznámok a rôznych informácií na webe. Užitočné sú materiály od International Rectifier: AN-1066, AN-1062, AN-1019.
Schéma zapojenia je na nasledujúcom obrázku:


schema zapojenia

Na vstupe zo sieti je termistor, odrušovací filter, následne usmerňovač a filtračný kondenzátor. Jeho kapacita sa odporúča asi 1µF / 1W príkonu žiarivky, takže tu je použitý 22µF. Ale táto kapacita nie je kritická.
Hodnoty súčiastok rezonančného obvodu (tlmivka L1, kondenzátor Cres pri žiarivke) bolo potrebné odladiť experimentálne, optimálne vyšli hodnoty 1,8 mH a 4,7 nF. Oddeľovací kondenzátor 47 nF je pre takýto príkon žiarivky dostatočný, táto hodnota nie je kritická. Oddeľovací kondenzátor je Wima MKP10, rezonančný Wima MKP10. Pri výbere súčiastok do meniča treba venovať pozornosť dostatočnému dimenzovaniu súčiastok (prúd, napätie, výkon), tiež je vhodné použiť súčiastky, ktoré sú určené do spínaných zdrojov.
Tlmivku (s potrebnými parametrami) nie je až také ľahké zohnať. Nakoniec som si ju navrhol sám. Použil som feritové E jadrá. Konkrétne E20 z materiálu 3C90 od firmy Ferroxcube. Na výpočet počtu závitov a dĺžky vzduchovej medzery som použil tieto vzorce (prevzaté od Staffy-ho):


vzorce na tlmivku

Pri testovaní som sa stretol s problémom, že menič veľmi ťažko nabiehal (vypínali ho ochrany), ak aj nabehol, ľahko sa vypol. Riešením bolo zvýšiť kapacitu C2 z katalógovej hodnoty 1 µF na vyššiu (22 µF). Teraz už funguje spoľahlivo.
P testovaní sa ukázalo, že oteplenie súčiastok je prijateľné, mosfety nepotrebujú chladič.
Na nasledujúcich obrázkoch sú priebehy napätia na žiarivke (K1 - žltý) a prúdu rezonančným obvodom (K2 - zelený) a ich súčin, teda výkon (M - ružový). Prvý priebeh znázorňuje štart žiarivky, druhý priebehy počas behu.


priebehy pri starte

priebehy pocas behu

Prispôsobenie pre inú žiarivku

Na prispôsobenie predradníka pre inú žiarivku v zásade postačuje zmeniť hodnoty súčiastok rezonančného obvodu (LRES, CRES). Žiarivky vydržia dosť veľa, takže sa pokusov netreba príliš obávať. Mosfety vydržia menej :-) . Pre väčšinu žiariviek, ktoré som testoval vyhovoval Cvco s hodnotou 470 nF. Pre žiarivky s väčším príkonom bude vhodné zväčšiť kapacitu C6, prípadne C1. Podľa potreby použiť mosfety s menším RDSon.
Existuje možnosť pripojiť viacero žiariviek k jednému meniču. Sú rôzne zapojenia, ja som testoval paralelné. V ňom má každá žiarivka vlastnú Lres a Cres, oddeľovací kondenzátor je spoločný pre všetky. Zvyšok zapojenia predradníka zostáva rovnaký.


osadena doska
namontovana doska

Podklady pre predradník nájdete v sekcii Na stiahnutie.