Балласт на основе микросхемы типа IR21592

Следующая схема электронного балласта выполнена на основе микросхемы типа IR21592. Фирма-производитель называет эту микросхему диммером (dimming ballast), поскольку она имеет отдельный вход управления яркостью свечения лампы. Кроме этого, микросхема имеет цепи защиты от повреждения лампы и остальные функции, только что нами рассмотренные. На рисунке показана практическая схема балласта на основе этой микросхемы.

Узел блокировки от воздействия пониженного напряжения питания предназначается для того, что установить потребляемый балластом ток на уровне 200 мкА до тех пор, пока не активировано устройство управления затвором транзистора нижнего плеча. Элементы питания микросхемы на рисунке — это R9, RI0, R12, С5, С8, VD6, VD7. Бутстрепный диод VD5 и бутстрепный конденсатор С7 питают выходной драйвер управления транзистором верхнего плеча. Эта схема уже нам знакома, поэтому пояснений не требует. Запуск микросхемы происходит при наличии на выводе «13» напряжения выше 13,6 В.

Схеме также требуется, чтобы напряжение на выводе «1» было выше 5,1 В. Соответственно, в схеме имеется резисторный делитель R8, R2, который задает напряжение на выводе «1». Кроме этого, имеется фильтрующий конденсатор С13. Необходимость наличия детектора продиктована тем, что при возможном перегорании лампы (или замыкании в ней) может «просесть» напряжение на шине питания, что приведет к интенсивному тепловыделению и пожароопасной ситуации.

Предварительный подогрев лампы начинается, когда напряжение на выводе «1» достигнет значения 5,1 В, а также микросхема получит питание на вывод «13». Ключевые транзисторы VT1 и VT2 в этом режиме работают с коэффициентом заполнения 0,5 и dead-time, равным 2 мкс. Конденсатор СЗ в этом режиме заряжается током 1 мкА, напряжение на выводе «3» возрастает. В то же время током величиной 1 мкА разряжается конденсатор С2, и напряжение на выводе «2» уменьшается. Когда величина напряжения на резисторе R15, передаваемая на вывод «10» микросхемы через интегрирующую цепь R14, С9, превысит величину напряжения на резисторе R7 (при величине тока через него, равном 60 мкА), конденсатор С2 начинает заряжаться. При этом частота преобразования повышается и ток в нагрузке балласта снижается. Когда напряжение на резисторе R15 снижается, конденсатор С2 начинает разряжаться и значение рабочей частоты восстанавливается. Нагрев электродов продолжается, пока напряжение на выводе «3» не превысит величину 5 В.

После превышения напряжения на выводе «3» указанного значения запускается режим поджига. В режиме поджига на выводе «8» микросхемы устанавливается напряжение 1,6 В, а напряжение на выводе «2» нарастает за счет заряда конденсатора С2 током величиной 1 мкА. Таким образом, увеличивается напряжение на электродах лампы и ток через них, уменьшается частота преобразования. Это нарастание осуществляется до тех пор, пока лампа не загорится, или не будет превышена установленная величина тока через резистор R15, тогда балласт войдет в режим «fault» (повреждение). Если лампа загорается, напряжение на выводе «10» становится ниже напряжения на выводе «8».

Как уже было сказано, в составе микросхемы есть устройство, с помощью которого можно регулировать яркость свечения лампы. Оно имеет внешний вывод «4», к которому подключен токоограничительный резистор R3. Диапазон входных напряжений на выводах «dimming» составляет 0,5…5,0 В, при этом максимальная яркость свечения достигается при напряжении 5 В.

В конструкции балласта можно применить стандартные элементы. Результаты расчета дросселя L1 показали, что его можно изготовить на магнитопроводе типоразмера Е30/15/7 из феррита 3С85 (фирма «Philips») или N27 (фирма «Epcos») или аналогичного с зазором 2 мм. Количество витков — 226, провод диаметром 0,3 мм. Пиковый ток через дроссель составит 1,6 А. Ожидаемые габариты: 16 х 16 х 11 мм.

И последнее. Регулировать яркость свечения лампы можно как аналоговым, так и цифровым способом, при помощи микроконтроллера. В одной из последних разработок фирмы-производителя микросхемы предложен цифровой интерфейс для электронного балласта, при помощи которого все светильники подключаются к последовательной шине, а она — к управляющему компьютеру… Но мы забегаем немного вперед, а пока попробуем осуществить регулировку яркости так: задаем на выводе «4» напряжение порядка 4,7…5,0 В, воспользовавшись параметрическим стабилизатором со стабилитроном КС 147А. Балластное сопротивление величиной 15 кОм следует подключить к выводу «13» микросхемы.