Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аттенюатор тока в энергосберегающих лампах

Аттенюатор тока в энергосберегающих лампах

Схема аттенюатора тока для энергосберегающих лампах, выполнена на транзисторах. Конечно, любое радиоэлектронное устройство легче ремонтировать, если имеется его схема и описание работы.

А с этим сейчас проблемы, поскольку схемы к большинству покупных изделий не прилагаются. Так, в продаже имеется множество типов энергосберегающих ламп, изготавливаемых в разныхстранах.

Функциональная схема

Они содержат электронную “начинку”, которая, если разобраться, имеет общую основу, состоящую из последовательного колебательного контура и двух ключей, управляемых генератором, собранным на этих же ключах.

Фактически, это — “Аттенюатор тока Солонина» (официальное название изобретения), содержащий два ключа 1 и 2, выходную и общую шины (рис.1).

В него введены импульсный генератор 3 и последовательный колебательный LC-контур. Для избавления генератора от активных элементов введены две обмотки (обмотка II и обмотка III), выполненные на катушке индуктивности последовательного колебательного контура.

Нагрузкой устройства может быть не только светоизлучающий элемент, но и другое исполнительное устройство, потребляющее электроэнергию, например, бестрансформаторный сварочный аппарат “ВДУЧ-16”.

Аттенюатор тока Солонина

Рис. 1. Аттенюатор тока Солонина.

Аттенюатор (т.е. ослабитель) тока — это ненагреваемое балластное сопротивление, необходимое для работы люминесцентной лампы или светодиода. Схема обеспечивает передачу энергии порциями с одной шины питания на другую через нагрузку и колебательный контур.

Ключи 1 и 2 под управлением импульсного генератора 3 открываются поочередно, когда ток через них не проходит. При открывании первого ключа энергия поступает в колебательный контур, а при открывании второго — снимается с него. Реактивные элементы колебательного контура L и С не нагреваются.

Они держат ток через ключи во время переходных процессов практически на нулевом уровне. Так что даже когда ключи имеют промежуточное состояние (между закрытым и открытым), энергия в виде тепла в них не рассеивается.

Активные элементы блоку 3 не нужны, так как ими являются сами ключи аттенюатора благодаря вторичным обмоткам II и III, выполненным на индуктивности L колебательного контура.

На функциональной схеме выходная шина никуда не подключена, поскольку энергию можно снимать с любой точки. Автогенерация двух последовательно включенных в аттенюатор транзисторов возникает за счет пассивных элементов [3].

В результате, получилась функциональная схема, показанная на рис.2. Подача входного напряжения вызывает появление напряжения на выходе генерирующего делителя R1-R2 (блок 3 на рис.1).

Функциональная схема

Рис. 2. Функциональная схема.

Это напряжение прикладывается к колебательному LC-контуру. В обмотке II наводится импульс ЭДС. Мощности этого импульса достаточно для введения транзистора VТ1 в насыщение (в начальный момент времени ток через транзистор VТ1 не проходит). По мере увеличения тока через VТ1 требуется больший базовый ток для удержания его в полностью открытом состоянии.

Выходной мощности делителя R1-R2 для этого уже недостаточно. Однако увеличение тока через индуктивность L контура вызывает увеличение тока индукции в обмотке II, который поступает в базу VТ1.

Он является необходимым дополнением для удержания первого ключа в открытом состоянии при любом токе, проходящем через VТ1.

Таким образом, первый полупериод колебательного процесса тока в LC-контуре проходит от начала и до конца при полностью открытом транзисторе VТ1. Второй ключ VТ2 в течение этого полупериода полностью закрыт.

После заряда конденсатора С, когда в нем сосредоточится вся энергия колебательного контура, ток через транзистор VТ1 прекращается, и он закрывается. В начальный момент второго полупериода колебательного процесса в LC-контуре, когда транзисторы еще закрыты, ток с контура проходит через второе плечо R2 генерирующего делителя.

Читайте так же:
Лампа иэк с выключателем

Аналогичным образом открывается и затем удерживается в полностью открытом состоянии транзистор VТ2. После разряда конденсатора С ток через VТ2 прекращается, и он закрывается.

В результате, ток через транзисторы проходит только тогда, когда они полностью открыты и имеют минимальное сопротивление коллектор-эмиттер, поэтому энергия в виде тепла на них практически не рассеивается. Этот ток задается пропускной способностью колебательного контура.

Принципиальная схема

Все дополнительные элементы практических схем электронных балластов (рис.З, 4) по сравнению с рис.1 предназначены для уменьшения глубины насыщения транзисторов. Тогда уменьшается рассеяние энергии в виде тепла (меньше базовый ток и сопротивление коллектор-эмиттер, каждый транзистор быстрее закрывается и успевает закрыться прежде, чем откроется другой транзистор).

Схема электронного балласта для лампы (вариант 1)

Рис. 3. Схема электронного балласта для лампы (вариант 1).

Схема электронного балласта для лампы (вариант 2)

Рис. 4. Схема электронного балласта для лампы (вариант 2).

Второе сопротивление генерирующего делителя организовано “внутри” транзистора VТ2 путем его начального приоткрывания. В схеме на рис. 3 это осуществлено с помощью резистора R3, отделенного по постоянному току от общего провода конденсатором С2. Диод VD5 перезаряжает С2.

Первое сопротивление генерирующего делителя показано на схемах подключенным параллельно первому транзистору (R7 на рис.З, R6 на рис.4).

С помощью конденсатора С3 (С2 на рис.4), включенного параллельно первому транзистору, происходит “разгон» каждого полупериода колебательного процесса в контуре при закрытых транзисторах, чтобы быстрее ввести транзисторы в насыщение. Начальный ток в каждом полупериоде проходит через этот конденсатор, перезаряжая его. Без этого конденсатора схемы работают при тех же витках вторичных обмоток, но увеличивается разогрев второго транзистора.

В схеме на рис.4 в начальном разгоне участвуют и диоды VD5, VD6, защищающие транзисторы от обратных напряжений. Такие напряжения создаются в колебательном контуре в результате резонансной раскачки и ограничиваются цепочками VD7-VD8, VD10-VD11-RK1. В начале каждого полупериода (при закрытых транзисторах) ток проходит через индуктивность контура Т1 и диод VD5 или VD6.

Базовые резисторы R2, R4 ослабляют входные токи транзисторов, а следовательно, и глубину их насыщения. При малых сопротивлениях этих резисторов и малом количестве витков вторичных обмоток разброс параметров транзисторов может привести к тому, что некоторые транзисторы (при серийном производстве устройств) не войдут в насыщение.

Поэтому дополнительно устанавливаются эмиттерные резисторы R3 и R5. Цепочка R7-C3-VD9-VS1 задерживает открывание транзистора VT2 до гарантированного закрывания VT1. Второе сопротивление генерирующего делителя “появляется”, когда зарядится конденсатор C3. Тогда приоткрывается транзистор VT2, создавая второе плечо генерирующего делителя.

В схеме конденсатором контура является С4, параллельно которому включена нагрузка — люминесцентная лампа EL1. Конденсаторы С5 и С6 устраняют постоянный ток через колебательный контур. Их включение уменьшает помехи, излучаемые в сеть.

Этой же цели служат и элементы L1, С1 и R1. Таким образом, перечисленные добавки всего лишь компенсируют недостатки конкретных используемых транзисторов.

Метод контурных токов.Решение задач

Один из методов анализа электрической цепи является метод контурных токов. Основой для него служит второй закон Кирхгофа. Главное его преимущество это уменьшение количества уравнений до m – n +1, напоминаем что m — количество ветвей, а n — количество узлов в цепи. На практике такое уменьшение существенно упрощает расчет.

Основные понятия

Контурный ток — это величина, которая одинакова во всех ветвях данного контура. Обычно в расчетах они обозначаются двойными индексами, например I11, I22 и тд.

Читайте так же:
Выключатель для люстры с тремя лампами

Действительный ток в определенной ветви определяется алгебраической суммой контурных токов, в которую эта ветвь входит. Нахождение действительных токов и есть первоочередная задача метода контурных токов.

Контурная ЭДС — это сумма всех ЭДС входящих в этот контур.

Собственным сопротивлением контура называется сумма сопротивлений всех ветвей, которые в него входят.

Общим сопротивлением контура называется сопротивление ветви, смежное двум контурам.

Общий план составления уравнений

1 – Выбор направления действительных токов.

2 – Выбор независимых контуров и направления контурных токов в них.

3 – Определение собственных и общих сопротивлений контуров

4 – Составление уравнений и нахождение контурных токов

5 – Нахождение действительных токов

Итак, после ознакомления с теорией предлагаем приступить к практике! Рассмотрим пример.

Выполняем все поэтапно.

1. Произвольно выбираем направления действительных токов I1-I6.

2. Выделяем три контура, а затем указываем направление контурных токов I11,I22,I33. Мы выберем направление по часовой стрелке.

3. Определяем собственные сопротивления контуров. Для этого складываем сопротивления в каждом контуре.

Затем определяем общие сопротивления, общие сопротивления легко обнаружить, они принадлежат сразу нескольким контурам, например сопротивление R4 принадлежит контуру 1 и контуру 2. Поэтому для удобства обозначим такие сопротивления номерами контуров к которым они принадлежат.

4. Приступаем к основному этапу – составлению системы уравнений контурных токов. В левой части уравнений входят падения напряжений в контуре, а в правой ЭДС источников данного контура.

Так как контура у нас три, следовательно, система будет состоять из трех уравнений. Для первого контура уравнение будет выглядеть следующим образом:

Ток первого контура I11, умножаем на собственное сопротивление R11 этого же контура, а затем вычитаем ток I22, помноженный на общее сопротивление первого и второго контуров R21 и ток I33, помноженный на общее сопротивление первого и третьего контура R31. Данное выражение будет равняться ЭДС E1 этого контура. Значение ЭДС берем со знаком плюс, так как направление обхода (по часовой стрелке) совпадает с направление ЭДС, в противном случае нужно было бы брать со знаком минус.

Те же действия проделываем с двумя другими контурами и в итоге получаем систему:

В полученную систему подставляем уже известные значения сопротивлений и решаем её любым известным способом.

5. Последним этапом находим действительные токи, для этого нужно записать для них выражения.

Контурный ток равен действительному току, который принадлежит только этому контуру. То есть другими словами, если ток протекает только в одном контуре, то он равен контурному.

Но, нужно учитывать направление обхода, например, в нашем случае ток I2 не совпадает с направлением, поэтому берем его со знаком минус.

Токи, протекающие через общие сопротивления определяем как алгебраическую сумму контурных, учитывая направление обхода.

Например, через резистор R4 протекает ток I4, его направление совпадает с направлением обхода первого контура и противоположно направлению второго контура. Значит, для него выражение будет выглядеть

А для остальных

Так решаются задачи методом контурных токов. Надеемся что вам пригодится данный материал, удачи!

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Для расчета электрической цепи методом контурных токов выбирается система независимых контуров, по которым протекают контурные токи, направление которых выбирается произвольно. Если ветвь включена только в одну цепь, ток в этой ветви равен току в цепи. Если ветвь включена в более чем одну цепь, ток в этой ветви равен сумме токов цепи, проходящих через эту ветвь, с учетом знака и выбранного направления. Контурные токи находят, решая систему уравнений, составленную по второму закону Кирхгофа для каждого контура. По найденным контурным токам определяют токи ветвей схемы.

Читайте так же:
Замена лампы выключателя ваз

Алгоритм расчета электрической цепи методом контурных токов

1. Вычерчиваем принципиальную схему цепи и обозначаем все элементы, задаем направления токов ветвей.

2. Определяем все независимые контуры.

3. Произвольно задаемся направлением протекания контурных токов в каждом из независимых контуров (по часовой стрелке или против). Обозначаем эти токи. Для нумерации контурных токов можно использовать арабские сдвоенные цифры Расчет электрической цепи методом контурных токовили римские цифры.

4. По второму закону Кирхгофа, относительно контурных токов, составляем уравнения для всех независимых контуров. При записи уравнений учитывайте, что направление обхода цепи, из которого создаются уравнения, совпадает с направлением тока цепи в этой цепи. Необходимо учитывать тот факт, что в соседних ветвях, принадлежащих к двум цепям, протекают два контурных тока. Падение напряжения на потребителях в таких ветвях надо брать от каждого тока в отдельности.

5. Решаем любым методом полученную систему относительно контурных токов и определяем их.

6. Произвольно задаемся направлением реальных токов всех ветвей и обозначаем их. Маркировать реальные токи надо таким образом, чтобы не путать с контурными. Для нумерации реальных токов можно использовать одиночные арабские цифры Расчет электрической цепи методом контурных токов.

7. Переходим от контурных токов к реальным, считая, что реальный ток ветви равен алгебраической сумме контурных токов, протекающих по данной ветви.

При алгебраическом суммировании без изменения знака берется контурный ток, направление которого совпадает с принятым направлением реального тока ветви. В противном случае контурный ток умножается на минус единицу.

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Пример задачи с решением 1

Определить токи в ветвях схемы рис. 4 методом контурных токов. Правильность решения проверить по балансу мощностей.

Расчет электрической цепи методом контурных токовРешение

1. В соответствии с алгоритмом, зададимся направлением токов ветвей и обозначим их на схеме рис. 4

2. Определяем независимые контура и выбираем направления контурных токов Расчет электрической цепи методом контурных токов

3. Поскольку в схеме имеется ветвь, содержащая источник тока J, контурный ток Расчет электрической цепи методом контурных токов, а для контурных токов Расчет электрической цепи методом контурных токовзапишем систему уравнений метода контурных токов:

Расчет электрической цепи методом контурных токовили

Расчет электрической цепи методом контурных токовПодставив значения сопротивлений, получаем численную систему уравнений метода контурных токов с двумя неизвестными контурными токами:

Расчет электрической цепи методом контурных токовоткуда

Расчет электрической цепи методом контурных токов4. Определяем токи в ветвях схемы по,ие/иоду контурных токов:

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Хотя все токи в ветвях можно определить методом контурных токов Расчет электрической цепи методом контурных токов, токи Расчет электрической цепи методом контурных токовопределим по первому закону Кирхгофа. Составим уравнения по первому закону Кирхгофа:

для узла Расчет электрической цепи методом контурных токов

Расчет электрической цепи методом контурных токовоткуда

Расчет электрической цепи методом контурных токовдля узла Расчет электрической цепи методом контурных токов

Расчет электрической цепи методом контурных токовоткуда

Расчет электрической цепи методом контурных токов5. Правильность решения проверяем по балансу мощностей. Предварительно находим напряжение па зажимах источника тока:

Расчет электрической цепи методом контурных токовТогда

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Пример задачи с решением 1.1.1

Методом контурных токов определить токи в ветвях схемы (рисунок 1) если Расчет электрической цепи методом контурных токов, Расчет электрической цепи методом контурных токов

Расчет электрической цепи методом контурных токовРешение:

Определяем количество уравнений системы:

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Выбираем контуры и записываем для каждого уравнения по второму закону Кирхгофа:

Расчет электрической цепи методом контурных токовРешив систему одним из численных методов, получим значения контурных токов: Расчет электрической цепи методом контурных токов

Затем выражаем токи ветвей из контурных токов:

Расчет электрической цепи методом контурных токовСоставляем баланс мощностей:

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Пример задачи с решением 1.1.2

Методом контурных токов определить токи в ветвях схемы (рисунок 2), если Расчет электрической цепи методом контурных токов Расчет электрической цепи методом контурных токов

Расчет электрической цепи методом контурных токовРешение:

Определяем количество уравнений системы:

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Первый независимый контур выбираем так, чтобы он был образован ветвью с идеальным источником тока .7, и контурный ток данного контура считаем равным току источника тока Расчет электрической цепи методом контурных токовостальные контуры выбираем так, чтобы ветвь с источником тока не являлась образующей (рисунок 2).

Читайте так же:
Лампа сразу с розеткой

Запишем систему уравнений:

Расчет электрической цепи методом контурных токовТак как ток первого контура известен, то его произведение на взаимное сопротивление контуров можно перенести в правую часть уравнения, и система уравнений будет иметь следующий вид:

Расчет электрической цепи методом контурных токовРешив систему уравнений, получим значения контурных токов: Расчет электрической цепи методом контурных токов

Методом наложения определяем токи в ветвях схемы:

Расчет электрической цепи методом контурных токовСоставляем уравнение баланса мощностей:

Расчет электрической цепи методом контурных токовгде Расчет электрической цепи методом контурных токов— напряжение на зажимах источника тока.

Для схемы рисунка 2 напряжение Расчет электрической цепи методом контурных токоввыразим из уравнения, записанного по II закону Кирхгофа для контура 1-2-4-1:

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Расчет электрической цепи методом контурных токов

Тогда Расчет электрической цепи методом контурных токов

Расчет электрической цепи методом контурных токов

На странице -> решение задач по электротехнике собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам теоретических основ электротехники (ТОЭ).

Услуги:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Светильники с электронным ПРА: характеристика и выгода применения

ПРА пускорегулирующая аппаратура

ПРА – это пускорегулирующий аппарат , использование которого крайне необходимо в некоторых моделях светотехнических устройств. Все существующие источники света бывают двух видов, а именно: тепловые изделия и газоразрядные .

К первым (тепловым) относятся всем известные традиционные «лампочки Ильича». Принцип работы всех ламп накаливания заключается в нагреве вольфрамовой нити посредством прохождения через нее тока. Их подключение к электросети не требует применения специальных запускающих устройств. Данный источник света просто вкручивается в патрон, сквозь который проходит электрический ток в 220 В. Второй вид ( газоразрядные устройства ) отличается необходимостью применения специальных элементов, которые обеспечивают непосредственное подключение к сети. Данная особенность объясняется физикой газовых разрядов: при увеличении тока напряжение падает (в других устройствах процесс прямо пропорционален). Иными словами, если в газоразрядных источниках света не ограничивать ток, то он будет увеличиваться до тех пор, пока не произойдет выход из строя какого-либо звена электроцепи.

Следовательно, функционирование газоразрядных ламп возможно только параллельно со специальными дополнительными элементами. Последние гарантируют подачу напряжения и удерживают ток на определенном уровне. Именно такими устройствами и являю тся пускорегулирующие аппараты . Разберемся подробнее в особенностях функционирования ПРА и их видах .

Особенности функционирования ПРА

ПРА – это светотехническое устройство, которое выполняет функцию питания газоразрядных ламп от электросети, обеспечивая необходимый режим работы устройства. Конструктивно пускорегулирующий аппарат может быть представлен единым блоком или же совокупностью небольших блоков.

  • процесс зажигания газоразрядного источника света, выполнение которого зависит от зажигающего устройства – важного элемента любого ПРА. Для того, чтобы зажигание лампы было гарантировано, пускорегулирующему аппарату должны соответствовать нормированные выходные параметры (режим холостого хода). К данным параметрам относятся: форма, показатель напряжения, который подается на электроды лампочки в момент ее запуска, иногда показатель тока и др.
  • время разгорания источника света. Иными словами, данный процесс называется «установление рабочих параметров устройства после зажигания». Период разгорания и специфика изменений тока в лампе полностью зависимы как от газового наполнения и от соотношения температур, так и от типа и характеристик ПРА.
  • показатель устойчивости рабочего режима источника света в контуре. Данная особенность заключается в возможности контура возобновлять первоначальное значение тока при его колебаниях в автоматическом режиме. Выполнение этой функции происходит за счет стабилизаторов тока. Гарантировать устойчивую работу без их применения не представляется возможным.
Читайте так же:
В лампочек карманного фонаря ток равен 0 2 а

электромагнитный ПРА Vosslon электронный ПРА Navigator

Какой ПРА выбрать: электромагнитный или электронный?

ЭМПРА – электромагнитный пускорегулирующий аппарат, в конструкцию которого входит индуктивный балласт и ИЗУ (импульсное зажигающее устройство). Также в данную модель ПРА может входить компенсирующий конденсатор, который в разы увеличивает эффективность аппарата. Приобретая светильник со встроенным электромагнитным ПРА, Вы избавляете себя от стандартных трудностей при установке. Но в случае совмещения самостоятельного ЭМПРА и отдельного светильника потребуются специальные навыки и знания в области электротехники.

Характеристики ЭМПРА:

  • показатель светового потока и величина потребляемой мощности напрямую зависят от напряжения в питающей сети;
  • работа ЭМПРА может сопровождаться шумом, что негативно сказывается на психике потребителя;
  • действительная продолжительность службы лампы в 2-2,5 раза меньше срока, указанного в паспорте;
  • светильник с электромагнитным ПРА имеет крупные габариты и большую массу. Именно поэтому при установке светильника на потолке пускорегулирующий аппарат данного типа монтируется либо внизу на расстоянии, либо при помощи специальных крепежей под потолком.

ЭМПРА пользуются большой популярностью среди потребителей благодаря своей традиционности. По сей день производство электромагнитн ых ПРА происходит по устоявшейся в течение долгого времени технологии, которая является гарантом надежности и качества. Импульсное зажигающее устройство — это самый надежный элемент в конструкции ЭМПРА . Нес мотря на то, что данный аппарат имеет вышеперечисленные недостатки, в целом – это качественное устройство по приемлемой для потребителя цене.

Рынок электротехники стремительно развивается, именно поэтому электромагнитные пускорегулирующие аппараты постепенно вытесняются электронными ПРА (ЭПРА). Данная современная альтернатива отличается более высокими эксплуатационными характеристиками и наибольшей эффективностью в работе. Безусловно, выдающиеся технические особенности сказались и на цене – она достаточно выше, чем у электромагнитных ПРА. Но, стоит знать, что внушительная стоимость довольно быстро компенсируется за счет экономичности, которая складывается из:

  • снижения энергопотребления на 30% с сохранением светового потока (повешенная светоотдача и больший КПД);
  • увеличения срока службы на 50% (щадящий режим работы и запуска);
  • уменьшения расходов на эксплуатацию (сокращается число заменяемых лампочек, отсутствует необходимость замены стартеров);
  • дополнительного энергосбережения (до 80%);
  • возможности создания систем управления.

Электронные ПРА становятся все более популярными в связи с повышением тарифов на электроэнергию.

В чем заключается выгода использования электронных ПРА (ЭПРА)?

Главные преимущества ЭПРА перед ЭМПРА :

  • показатель энергосбережения – 22%;
  • нет пульсаций, нет стробоскопического эффекта;
  • увеличенный световой КПД;
  • коэффициент мощности — более 0,95;
  • моментальный запуск без мерцаний;
  • гарантия отсутствия мигания в ситуации перегорания лампы (источник света автоматически перестает работать);
  • низкая температура работы;
  • отсутствие шума во время функционирования;
  • больший срок службы.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом светотехнической продукции , а также изделий, сопровождающих их работу. В наших торгово-выставочных залах Вы можете приобрести различную электротехническую продукцию, в число которой входят пускорегулирующие аппараты двух видов. Также, Вы можете совершить заказ на нашем сайте, если необходимого устройства не оказалось в наличии в ТВЗ «Планета Электрика» вашего города.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector