Nedávno jsem vytvořil nový zářivkový měnič na 12V s hlavním cílem - dosažení maximální
účinnosti. Zapojil jsem ho jako dvojčinný měnič s MOSFETy. Ty jsou buzeny obvodem IR2153.
Ten je původně určen pro buzení polomůstku s odděleným horním tranzistorem, ale zde
není oddělení využito. Výhodou obvodu je, že má 2 střídavě spínané výstupy vhodné
pro buzení mosfetů a deadtime 1,2us. Je to mnohem lepší řešení než obvodem s 555 nebo 556.
Pracovní frekvence je 35kHz (ideální frekvence pro vf buzení zářivky). Obvod IR2153 má UVL, tj. vypne se při napětí menším než 9V a
chrání tím baterii před zničením.
Měnič může napájet téměř jakoukoliv zářivku. Výkonu (tedy hlavně proudu)
zářivky se přizpůsobí hodnoty C1 a L1. Pro tenké zářivky (velikost T5, průměr 16mm, 4 - 21W) a pro
malé DZ zářivky (tvar U nebo 2U, 5 - 18W, bez zabudovaného startéru - 4pinové) se dá použít kondenzátor a tlumivka z téměř jakékoliv
úsporné zářivky. Kapacita startovacího kondenzátoru bývá asi 2n2 až 3n3. K měniči se dá připojit
i trubice z úsporné zářivky s původní tlumivkou a startovacím kondenzátorem. Výstupní napětí
a frekvence měniče totiž odpovídá výstupu polomůstku používaného v úsporkách (obdélníkový průběh
cca 160V 35kHz). Pro silnější zářivky (T8 26mm nebo T12 38mm a velké DZ zářivky) se musí
vyrobit tlumivka s vhodnou indukčností a dostatečně dimenzovaná, případně spojit 2 až 3 tlumivky
z úsporek paralelně. Pro silnější zářivky T8 (průměr 26mm) je pro typ 18W jmenovitý proud 365mA, pro 36W proud 430mA a pro 58W proud 670mA.
Proud zářivkou je možno doladit změnou indukčnosti tlumivky (změna vzduchové mezery) nebo malou změnou pracovní frekvence.
Změna je možná v rozmezí asi 30 - 40 kHz a provádí se změnou hodnoty součástek v oscilátoru (330p, 68k).
Startovací kondenzátor se volí tak, aby byl blízko rezonance s tlumivkou. Po zapnutí
je na něm zvýšené napětí asi 500V, které zářivku zapálí. Musí být dimenzován na 1000V.
Díky velké účinnosti
lze výkon zářivky celkem přesně odhadnout podle výkonu odebíraného ze zdroje 12V. K měniči lze
připojit i více zářivek paralelně. Každá potom má vlastní kondenzátor a tlumivku.
Transformátor je vinut bez vzduchové mezery. Použitý drát musí být dimenzovaný
podle požadovaného výstupního výkonu. Pro malé zářivky je vhodnější použít tranzistory
IRFZ44 a jádro s menším průřezem.
Potom se musí zvýšit počet závitů. Např. pokud použijete jádro s průžezem stř.sl. 45mm2 místo doporučeného
jádra 90mm2, zvýší se počet závitů všech vinutí na dvojnásobek, tedy 2x10z a 132z. Výhodou menšího trafa
je menší proud naprázdno.
Potom se měnič pro malou zářivku svou účinností přiblíží měniči pro velkou zářivku.
Tranzistory IRF3205
(55V 110A rON=0,008R max; td(ON)=14ns, tr=101ns, td(OFF)=50ns, tf=65ns, CGS=3250pF)
nepotřebují pro menší výkony chladič. Účinnost měniče
je při správné konstrukci více než 90%.