Hallo
ich habe vor, eine Energiesparlampe an 12 V zu betreiben. Die Frequenz ist bereits vorgegeben (150 kHz). Was mir fehlt, ist die Brennspannung und der dazu passende Strom. Ausserdem brauche ich noch einige Tips zum Berechnen des Impulstrafos, der die zwei Transistoren ansteuert.
Vielen Dank für Tips und URLs, auch mit Schaltplänen zu diesem Thema.
Robert
-- 'Vom Standpunkt eines Beamtenrechtlers aus betrachtet ist der Tod die schärfstwirkenste aller bekannten, langfristig wirkenden Formen der vollständigen Dienstunfähigkeit.' aus: Kommentar zum Beamtenrecht.
R=2EFreitag schrieb:
Daf=FCr gibts einen passenden Link:
Hinweise zum Aufbau von Schaltnetzteilen findest Du in den FAQ:
Hat es eine besondere Bewandnis mit den 150kHz?
Ich habe das einfach mit einem Primitivtransverter gelöst: Standard-TTL-schaltung (7400) eines 1:1 astabilen Multivibrators mit ca. 3kHz, als "Endstufe" 2 Transistoren in Darlingtonschaltung und ein ganz normaler Netztrafo. An die Primärseite direkt die Energiesparlampe.
Bernd
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Bernd Reinecke schrieb:
Ich glaube, es gibt in diesem Zusammenhang ein Mißverständnis über den Begriff Energiesparlampe.
Eine Energiesparlampe ist für mich der umgangssprachliche Begriff für eine Kompaktleuchtstofflampe mit integrierten Vorschaltgerät. Robert versucht IMHO eine Kompaktleuchtstoffröhre zu betreiben, sucht also eine Schaltung für ein Vorschaltgerät dafür (Stichwort: Impulstrafo). Und in diesem Fall sind 150 kHz nicht abwegig. Üblicherweise betreiben EVGs solche Röhren mit Frequenzen über 30 kHz wegen besseren Wirkungsgrads, Vermeidung von hörbaren Magnetostriktionspeifen und Störungen von Infrarot-Fernbedienempfängern.
Wenn Du eine Energiesparlampe (mit integriertem Vorschaltgerät) an dieser Schaltung betreibst, ist das in Ordnung. Andererseits wäre mir nicht wohl, eine bloße Röhre an Deine Schaltung anzuschließen, weil eine Strombegrenzung für die Gasentladung fehlt.
Zwei geeignete Schaltungen finden sich auf der Website, die Harald schon genannt hat:
Achtung: AFAIR stimmte dort bei der Dimensionierung etwas nicht. Ich schaue morgen nochmal drüber und melde mich hier.
Christian.
Die Induktivität der Primärwicklung des Netztrafos dürfte mindestens im Bereich der normalerweise nötigen Drossel liegen, das ist also kein Problem. Ich meinte aber in der Tat das was im Handel unter "Energiesparlampe" läuft. Die sind nicht nur billiger als Leuchtstoffröhren, sondern funktionierten, zumindest in meinem Fall, auch besser. Wahrscheinlich stabilisiert/regelt die interne Elektronik den Brennvorgang zusätzlich und um die Zündung braucht man sich auch nicht zu kümmern.
Bernd
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Bernd Reinecke schrieb:
Einen Trafo kann man dann als Drossel betrachten, wenn nur eine Wicklung beschaltet wird (Leerlaufbetrieb). Dann ist hauptsächlich die Gegeninduktivität wirksam (s. Ersatzschaltbild [1]).
Wird jedoch ein Verbraucher an eine weitere Wicklung angeschlossen, so wirkt nur die Streuinduktivität strombegrenzend. In der Regel ist bei Netztransformatoren aufgrund der guten Kopplung die Streuinduktivität wesentlich geringer als die Gegeninduktivität. Ausnahme bilden z.B. Streufeldtransformatoren, deren Sekundärspannung bei Belastung zusammenbricht und deshalb strombegrenzend wirkt. Streufeldtransformatoren werden z.B. zum Betrieb von Neonröhren eingesetzt.
Christian.
[1]
Es ist aber doch nur eine Wicklung mit einer Last beschaltet.
Bernd
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Bernd Reinecke schrieb:
Genau, aber die andere Wicklung ist an eine Spannungsquelle angeschlossen. Zwischen Spannungsquelle (primär) und Last (sekundär) wirken nur die Streuinduktivität und der ohmsche Widerstand der Wicklungen als strombegrenzendes Element. Diese sind bei den üblichen Trafokonstruktionen allerdings auf ein Minimum optimiert (maximale Kopplung zwischen den Wicklungen, ausreichende Drahtstärke).
Mit Leerlaufbetrieb meinte ich folgendes:
- Wechselspannung wird an eine Wicklung des Trafos angelegt
- restliche Wicklungen unbeschaltet (Leerlauf)
-> Spannung fällt über relativ großer Wicklungsinduktivität (Gegeninduktivität) ab
-> geringer Leerlaufstrom und -verluste
Im Gegensatz dazu der Kurzschlußfall:
- Wechselspannung wird an eine Wicklung des Trafos angelegt
- restliche Wicklungen kurzgeschlossen
-> Spannung fällt über relativ geringer Streuinduktivität und Windungswiderstand ab
-> hoher Kurzschlußstrom und -verluste
-> ohne Absicherung: Trafobrand
Bemerkst Du den Unterschied, wann der Trafo als Drossel wirkt? Dies läßt sich alles aus dem Ersatzschaltbild des Transformators ableiten, wenn man die Größenordnungen der Ersatzelemente abschätzen kann.
Die Gasentladung der Leuchtstoffröhre als Last hat ja einen negativen differentiellen Widerstand und braucht eine Strombegrenzung. Zur Strombegrenzung kann man in Reihe mit der Leuchstoffröhre eine Drossel, einen Kondensator oder einen Widerstand schalten. Der Widerstand mindert den Wirkungsgrad, da er überschüssige Energie verheizt. Der Kondensator beansprucht die Elektroden der Röhre stärker. Am sinnvollsten ist eine Induktivität als Strombegrenzung, da dadurch der Stromfluß durch die Röhre am kontinuierlichsten ist.
Christian.
Christian Koch schrieb:
Ich habe nochmal nachgeschaut: Das Problem ist eher theoretischer Natur.
Der Autor der o.g. Schaltung setzt 240 V(eff) als Sekundärspannung des Trafos an. Die Betriebsspannung soll 12 V betragen. Als effektive Spannung über der halben Primärwicklung wird die Betriebsspannung von
12 V angesetzt und mit dieser Spannung dann das Windungszahlenverhältnis berechnet. Das ist aber falsch, denn:Die Amplitude über der halben Primärwicklung beträgt
PI/2 * 12 V = 18,8 V
(Verhältnis von Amplitude und arithmetischem Mittelwert bei Sinusspannung). Der Effektivwert ergibt sich damit zu
PI/2 * 12 V / wurzel(2) = 13,3 V(eff).
Die Sekundärspannung wäre also ca. 10 % größer als angesetzt und folglich auch der Lampenstrom. Allerdings dürften sich diese 10 % "Reserve" mit den Verlusten in den Transistoren und im Trafo ausgleichen, so daß man dem geplanten Lampenstrom nahekommt.
Christian.
Literatur: Unitrode Application Note U-141 Unitrode Application Note U-148 Motorola Application Note AN1543
Vielleicht sollten wir nicht von unterschiedlichen Dingen reden :-) Ich rede immer noch vom Transverter. Da wird impulsweise eine Gleichspannung mit immer der gleichen Stromrichtung angelegt. In der Sperrphase, während das zusammenbrechende Magnetfeld die Spannung für die Röhre induziert, ist die Primärseite ohne "Last", eben weil der Endtransistor sperrt.
Bernd
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Bernd Reinecke schrieb:
Gut zu wissen. Ich war davon ausgegangen, daß Du mit dem astabilen Multivibrator den Netztrafo im Gegentakt ansteuerst. Dazu benötigt man einen Netztrafo mit zwei Niederspannungswicklungen.
Zwischen den Sperrphasen gibt es folglich Leitphasen. Während der Leitphase wirkt die Gegeninduktiviät nicht als Strombegrenzung, da die Gegeninduktivität parallel zur Last geschaltet ist. Die Last ist quasi direkt an die Spannungsquelle angeschlossen; strombegrenzend wirkt während der Leitphase nur die Streuinduktiviät.
Angenommen durch die Röhre fließe tatsächlich nur während der Sperrphase Strom, dann würde die Röhre an Gleichstrom betrieben, was eine drastische Verkürzung ihrer Lebensdauer zur Folge hätte (Stichwort: Kataphorese des Quecksilbers).
Im Application Note 1 von Zetex wird eine Schaltung besprochen, die Deiner ähnelt. Dort wird auf die Strombegrenzung durch die Streuinduktivität und Reihenschaltung eines Kondensators hingewiesen:
"The current passed through the tube is controlled by the transformer's leakage inductance and also a series connected 0.015µF capacitor."
Christian.
Hm ja, mit Bauchschmerzen. Wie hoch ist die Streuinduktiviät eines für
50Hz-Sinus konzipierten Trafos, wenn du ihn mit 3kHz-Rechteck ansteuerst? Sowohl durch die höhere Frequenz, als auch durch die steilen Flanken des Rechtecks, bremst die Induktivität viel mehr.Ich glaube, du kannst den normalen, mit 50Hz aus dem Netz gespeisten Fall nicht direkt auf diesen speziellen Fall übertragen.
Nein, das war nur unglücklich formuliert. Nur in der Primärseite ist die Stromrichtung gleich. In der Sekundärseite wird durch das wechselweise aufbauende und zusammenbrechende Magnetfeld eine Wechselspannung induziert. Deshalb braucht man ja auch keine Gegentaktschaltung auf der Primärseite.
Bernd
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Bernd Reinecke schrieb:
Diese wird wohl höher sein, als bei einem speziell für 3 kHz gefertigten Übertrager. Der Eisenkern des Netztrafos wird bei diesen Frequenzen relativ viel Energie in Wärme umwandeln.
Das ist klar, der Netztrafo ist eben für 50 Hz optimiert. Daten für
3 kHz existieren nicht. Man wird für den Direktanschluß einer Leuchtstoffröhre ein bißchen experimentieren müssen.Christian.
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