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Un Nuovo Ballast Elettronico

Scritto da Primok_V. Postato in Cat_Schemi Elettronici

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Come promesso nella puntata precedente, ecco un esempio di ballast elettronico economico utilizzando un integrato che svolge questa funzione.Si tratta dell'integrato FAN7710 della Fairchild.

Qui trovate il data sheet

http://www.fairchildsemi.com/ds/FA/FAN7710.pdf  

Ecco la realizzazione:

ballast2

Rispetto alla versione precedente, l'unica differenza è la presenza dell'integrato FAN7710 e ovviamente i componenti di contorno.In questa seconda immagine, abbiamo il neon da 18W in funzione.

ballast2_A

Le caratteristiche principali dell'integrato sono le seguenti:
1) Mosfet Half-Bridge integrato
2) Canale flottante per boostrap fino a 550V
3) Bassa corrente di start up : 120uA,2.6mA
4) Controllo di under voltage con isteresi di 1,8V
5) Frequenza e tempo di preriscaldamento programmabile
6) Controllo interno per il ZVS
7) Controllo e protenzione in assenza di lampada
8) Zener ineterno per stabilizzare la tensione a 15V
9) Funzione di soft start   cosa pretendiamo di più ?

Lo schema elettrico è pari pari quello fornito dal data sheet.Io però ho modificato alcuni valori dei componenti per farlo funzionare con  quelli in mio possesso.La prima cosa che voglio precisare è che la frequenza di preriscaldamento e di normale funzionamento, non devono discostarsi molto da quelle consigliate altrimenti l'integrato può distruggersi facilmente.Come anticipato, il tempo di preriscaldamento della lampada è impostabile  esternamente tramite la capacità CPH.Il suo valore è molto importante poichè ci permette di allungare la vita della stessa lampada.Con l'integrato FAN7710 è possibile alimentare lampade di 18-20 W.

Lo schema elettrico è il seguente:





Descrizione


D'ora in poi per descrivere il funzionamento , saranno utili le  figure 1 e 2 seguenti :




Tra le caratteristiche, come detto ,vi è il controllo dell'under voltage.Se infatti la tensione sul pin 1 ( Vdd ) è al di sotto della tensione VDDTH(ST+), l'integrato non funziona . Quando invece Vdd raggiunge la soglia VDDTH(ST+), allora l'integrato funziona regolarmente fino a quando tale tensione non scende alla soglia più bassa che è pari a VDDTH(ST-).All'interno dell'integrato è presente anche un controllo per il pilotaggio del blocco Hide-Side - Driver
come si vede nella figura 2;  quando la tensione (VB-Vout)  è più bassa di VHSTH(ST-), lo switch Hig-Side si spegne.La parte più importante di un ballast elettronico è sicuramente il circuito risonante formato da L1,C6,C7 e RL dove con RL si indica la resistenza interna del tubo.Possiamo distinguere la sequenza della frequenza di oscillazione come:

frequenza di preriscaldamento-> frequenza di accensione -> frequenza di normale funzionamento.



Nella fase di preriscaldamento,la frequenza è più alta di quella di risonanza come è indicato ,nella figura in alto, nel punto A ,in questo modo la corrente fluisce principalmente nel condensatore C7 ( che diventerà un corto circuito in risonanza ) oltre che nei filamenti.Il valore di C7 svolge perciò un ruolo importante durante la fase di preriscaldamento.La frequenza di preriscaldamento vale:

fPRE = 1.6 × fOSC.

Dopo questa fase di riscaldamento, la frequenza cala come è mostrato nel grafico nel punto B.
In questo punto la frequenza coincide con quella di risonanza o di accensione, perciò si ha la massima tensione nel tubo
che viene perciò acceso.Questa frequenza si indica con:

fIG = [ 0.3 × 5-VCPH +1]× fOSC eq2


dove VCPH è la tensione presente sulla capacità CPH .Questa equazione è valida solo finchè la tensione su CPH
è compresa tra 3V e 5V prima che il FAN7710 funzioni nella modalità normale.Quando la tensione su CPH raggiunge i 5V allora si esce dalla modalità di riscaldamento e ciò è memorizzato da un latch interno.

Finalmente la frequenza si stabilisce a quella di normale funzionamento, dopo l'accensione della lampada.
Questa vale:


fosc=4X10^9/RT

dove RT è la resistenza tra pin 2 e massa e vale 82K.Il resto delle informazioni le trovate nel data sheet.


Ultima nota è che l'induttanza L1 deve essere costruita utilizzando un core EE1616S ( difficile da trovare ma non impossibile ).Il filo di rame dovrà essere di 0,5mm e le spire 280 come indicato nel data sheet ( anche la tolleranza ha la sua importanza e dovrebbe essere del 5%).Nel mio esempio invece ho usato un L da 4 mH ma un Cp ( C6 ) da 2,68 nF ( 1n//680pF ) ed in questo modo non ho alterato le frequenze.E' fondamentale che il condensatore sul pin 3 CPH, sia di 680nF e con la tolleranza possibilmente del 5%, con uno più piccolo, il ritardo potrebbe non essere  sufficiente a spegnere il mos interno (quello in alto ) con inevitabile esplosione dell'integrato.Credo che non ci sia altro da aggiungere.

Saluti

Primok_V





Commenti   

 
0 # amilcare 2012-12-17 14:24
Bello il disegno dello schema, che programma usi per gli schemi, assomiglia tantissimo agli schemi di N.E.
Vorrei usarlo anche io mi piaciono gli schemi coloarati, come avrai notato nei miei leborati.
Per la realizzazione, ti invidio la pazienza nel realizzare l'impedenza.
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0 # Primok_V 2012-12-17 14:45
Citazione amilcare:
Bello il disegno dello schema, che programma usi per gli schemi, assomiglia tantissimo agli schemi di N.E.
Vorrei usarlo anche io mi piaciono gli schemi coloarati, come avrai notato nei miei leborati.
Per la realizzazione, ti invidio la pazienza nel realizzare l'impedenza.

No, uso Multisim o dip trace.Lo schema che vedi l'ho preso pronto in rete.
Saluti
Primok_V
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