Вашему вниманию представляется статья, о том, как изготовить компактную люминесцентную лампу (КЛЛ) на 12В своими руками, используя детали обычной КЛЛ на 220В. Дело в том, что рынки и магазины переполнены различными КЛЛ многих производителей и мощности, но все они рассчитаны на 220В, на 12В если и встречаются в продаже, то очень редко и в 3 раза дороже. Все началось с того, что один мой товарищ А. Кулибин долго искал схему КЛЛ на 12В, чтоб она была рассчитана на стандартный цоколь Е27 и, естественно, чтоб была компактной, по сравнению с трубчатыми ЛДС, хотя он уже собрал не один десяток блокинг-генераторов для запуска трубчатых ЛДС. Вся проблема заключается в низком КПД, нагреве транзистора, выходе из строя транзистора при работе на холостом ходу или случайном отключении ЛДС. Спустя некоторое время, схема была найдена. При анализе схемы оказалось, что это самый известный блокинг-генератор, дополнен цепями для принудительного прогрева нитей накала и схемой стабилизации тока лампы. Данный вариант сложный для повторения, т.к. нет намоточных данных трансформатора, да и недостатки блокинг-генератора остаются.

Решение было найдено. Это купить (или использовать б/у, как поступил я) обычную КЛЛ на 220В, разобрать ее, сделать по габаритам исходной платы свою плату балласта, но на 12В. Рабочую плату балласта можно отложить в надежное место для случая ремонта обычных КЛЛ на 220В, а можно и использовать его детали при изготовлении будущего балласта на 12В.

Итак, что для этого нужно. Для начала нужны следующие компоненты: сама КЛЛ 9-15Вт 220, которую хоти использовать от 12В; микросхема IR2153S (может быть IR2151S, IR2155S, главное чтоб корпус был SO8, иначе можем не уместиться на маленькую ПП); полевые транзисторы IRFZ44S (допустимо применять IRFZ46S, IRFZ48S, опять же, для поверхностного монтажа, корпус D2-PAK, их еще можно выпаять с неисправной материнской платы компьютера, их там есть как минимум 3 шт. в районе процессорного разъема); все резисторы применены также для поверхностного монтажа типоразмера 1206, некоторые можно взять даже с платы балласта (как не странно, они у меня там оказались SMD 1206); электролитические конденсаторы импортного производства (меньше по габаритам); неполярные конденсаторы применены пленочные указанных на схеме номиналов (можно взять с родного балласта); дроссель проще всего (даже лучше) применить родной, но если есть LC-метр, то не составит труда намотать на Ш-феррите дроссель на 3 мГн, только, что дроссель не вошел в насыщение, нужно обязательно зазор делать половинками сердечника например, около0,5 ммпрокладка с картона, защитные элементы – предохранитель на 1,5-2А и диод 1N4148. Ну и конечно же нужны инструменты – паяльник (в идеале паяльная станция с термофеном), припой, флюс, кусачки, шлицевая отвертка для вскрытия КЛЛ, кусок одностороннего фольгированного стеклотекстолита 1-1,5мм размером 40х40 мм, принадлежности для изготовления и травления ПП, и конечно же, главный инструмент – «прямые руки»J.

Для начала была выбрана специализированная микросхема для построения импульсных источников питания и электронных балластов – IR2153 – самотактируемый полумостовой генератор, который по своей структуре напоминает обычный интегральный таймер NE555 или КР1006ВИ1. Анализ документации показал, что эта микросхема работает при напряжениях до 600В, нужен только многоомный резистор в цепь питания, а дальше – микросхема содержит внутри стабилитрон на 15,6В, драйверы для непосредственного управления полевыми транзисторами, цепь формирования задержки переключения ключей (dead-time, или «мертвое время»). С элементов обвязки – это только частотозадающие конденсатор и резистор, ограничительные резисторы для подключения затворов полевых транзисторов. Частота работы генератора рассчитывается по формуле: F=1/(1,6*Rt*Ct). При указанных на схеме номиналах R1-C4 частота равна примерно 50 кГц. Это значит, что резонансный контур, а именно L1-C3 должен тоже рассчитываться на 50 кГц. Вспоминаем формулу для расчета резонансного контура из школьного курса физики  , подсчитываем, получаем резонансную частоту примерно 50 кГц. Чем точнее будет подогнана частота генератора к резонансной частоте, тем легче КЛЛ будет зажигаться, тем меньше будут потери и выше КПД.

В итоге получили такую схему:

Трансформатор намотан на броневом магнитопроводе Б22, если там есть картонные прокладки, их нужно убрать, нам зазор не нужен, т.к. это двухтактный преобразователь. Но можно применить и любой другой ферритовый сердечник, например Ш-образный или кольцевой. Надо уже смотреть по месту в корпусе КЛЛ, что поместится, то и поставить. Число витков – 18+18 первичная обмотка, мотается проводом д.0,5 мм. Для обеспечения симметричности одновременно мотаем в два провода 18 витков, потом начало одного провода соединяем с концом другого провода и получаем среднюю точку трансформатора. Вторичная обмотка – 150 витков проводом д.0,2 мм. Число витков может и отличаться от указанного в небольших пределах в зависимости от частоты генератора. Соотношение числа витков должно быть примерно 1:8.

Приступаем к изготовлению балласта КЛЛ.

Какую выбрать КЛЛ – решать вам, мощнее – света больше будет, если меньшей мощности – меньшее энергопотребление и соответственно большее время автономной работы от аккумулятора. Я выбрал в качестве «пациента» КЛЛ «Космос» на 15Вт, конфигурация колбы 2U.

Для начала шлицевой отверткой аккуратно вскрываем КЛЛ, все держится на пластиковых защелках, так что тут проблем не должно быть, аккуратно вытаскиваем с корпуса плату ЭПРА, часто ее нельзя без труда вытащить, провода, впаянные в цоколь, очень короткие, нужно смотреть куда они припаяны, и сразу выпаять. Потом отделяем саму стеклянную колбу от платы ЭПРА. Для этого, осторожно, чтоб не повредить проволочные выводы, откручиваем их от контактных штырей. Выпрямляем их, залуживаем и сразу одеваем тонкие термоусадочные трубки для последующей изоляции. Теперь берем плату ЭПРА, измеряем ее диаметр, и разводим ПП любым доступным редактором ПП согласно схеме. В качестве примера прилагаю свой вариант ПП, созданной в Sprint Layout 5.0 (при печати нужно зеркалить). Плата получилась диаметром35 мм. Изготавливаем ПП любым доступным способом, например, с помощью ЛУТ или пленочного фоторезиста.

Сверлим нужные отверстия, залуживаем плату, припаиваем подготовленные компоненты. Мотаем трансформатор. Дроссель выпаиваем с родного ЭПРА. Т.к. у меня плата оказалась очень маленькая, то на ней не оказалось места для размещения дросселя, поэтому он впаян в плату с помощью длинных проводков, а размещен в резьбовой части корпуса КЛЛ, дополнительно зафиксирован термоклеем. Собранную плату можно увидеть на фото. Потом впаиваем в плату проводки для подачи питания (соблюдаем полярность!), проверяем монтаж. Нигде нет соплей/обрывов? Если все нормально, то пробуем запустить схему, если ничего не взорвалось и лампа засветилась, уже хорошо. А собранная без ошибок схема начинает работать сразу и в настройке не нуждается. Через 1 мин. примерно выключаем, проверяем на нагрев транзисторы, трансформатор, дроссель. Если все холодное, значит все правильно собрано.

Для уверенности включаем КЛЛ на 20-30 мин. Если за это время лампа все еще не погасла, выключаем, проверяем на нагрев транзисторы, трансформатор, дроссель. Компоненты могут быть слегка теплыми, но не горячими.

Если ничего не греется до недопустимых пределов, то можно собирать все в корпус, припаиваем вывод от резьбовой части цоколя к шине GND, а центральный вывод цоколя припаиваем через предохранитель 1,5-2А к шине +12V на собранной плате. размещаем плату в корпусе. Защелкиваем колбу КЛЛ. Включаем питание для проверки. Внимание! Центральный контакт +12В, резьба – корпус. Как и принято это в автомобильной технике. Если лампа засветилась, значит все отлично. Маркируем любым способом эту КЛЛ, что она на 12В и пользуемся.

На фото показана КЛЛ (уже на 12В) в сборе, та же КЛЛ в работе, питание от «батарейки» на 12В 7А-ч. Лампа на 15Вт, потребляемый ток 0,9А при питании 12,6В. Почему-то потребляемая мощность оказалась примерно 11Вт, ну с учетом КПД, думаю 9Вт. Разница эта связана скорее всего с некачественной колбой КЛЛ «Космос», поэтому лампа не тянет заявленных 15 ватт. Думаю, применив более качественную КЛЛ в качестве донора, реально получить заявленный световой поток.

В результате изготовления данного изделия ни один радиокомпонент не пришел в негодность. Но все же, я не несу ответственность за безвозвратно испорченные КЛЛ, вышедшие из строя радиокомпоненты.

Удачной вам сборки!

Автор – В. Гончарук

Источник aidalab.ru