2.8 Генератор прямокутних імпульсів на асинхронному тригері

Схема складається з двох компараторів, виходи з яких підключені до входів тригера (рис. 18).

В перший момент після подачі напруги конденсатор С розряджений і на виході компаратора 2 сигнал високого рівня ( позначимо цифрою 1), який подається на вхід тригера S. На виході тригера Q встановлюється напруга високого рівня, яка закриває транзистор VT. Починається зарядка конденсатора через опори R1 та R2 і, коли напруга на позитивному вході компаратора 1 досягає 10В (0,66 U_ж), на його виході з’являється сигнал високого рівня, який подається на вхід тригера R. На виході Ǭ з’являється напруга високого рівня, а на виході Ǫ - низького рівня. Транзистор VT відкривається і конденсатор С починає розряджатися через опір R₂ і транзистор.

Рис. 18

Напруга на конденсаторі починає знижуватися і коли вона досягає 5 В (0,33 U_ж) на виході компаратора 2 з’являється сигнал високого рівня, а на виході тригера Ǫ – напруга високого рівня, яка закриває транзистор. Процес повторюється.

Таким чином, на виходах Ǫ і Ǭ тригера, які підключені через схему керування до затворів польових силових транзисторів по черзі з’являються сигнали, які керують відкриттям та закриттям транзисторів.

Частота прямування імпульсів залежить від величин С, R₁ та R₂ :

ƒ_г = ,

де ƒ_г – частота генератора, Гц

С – ємність конденсатора, ф

R₁, R₂ – опори в колі конденсатора, Ом.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Примітка:

Компаратор – це електронна схема, яка приймає на свої входи два сигнали і видає на виході сигнал високого рівня (логічну одиницю), якщо сигнал на прямому вході (+) дорівнює або більше ніж на інверсному вході (-), і сигнал низького рівня (логічний нуль), якщо сигнал на прямому вході менше ніж на інверсному.

Тригер асинхронний (RS – тригер) – електронна схема, яка зберігає свій попередній стан при нульових сигналах на входах і змінює свій стан на протилежній при подачі на один з входів сигналу високого рівня (логічна одиниця). Якщо на вхід S подати логічну одиницю, а на вхід R – логічний нуль, на прямому виході Ǫ встановлюється логічна одиниця, а на інверсному виході Ǭ логічний нуль і навпаки, якщо логічну одиницю подати на вхід R, а логічний нуль на вхід S.

Логічний нуль, або сигнал (напруга) низького рівня – це сигнал, напруга якого дорівнює або близька нулю.

Логічна одиниця, або сигнал (напруга) високого рівня – це сигнал, напруга якого дорівнює або близька напрузі джерела живлення.

2.9 Вихідний каскад

2.9.1 Схеми запалювання люмінесцентних ламп

Схема запалювання повинна забезпечити попередній підогрів катодів, подачу на лампу напруги холостого ходу U_хх ,яка достатня для запалювання лампи, а також стабілізацію робочого режиму.

Для запалювання ламп використовуються виключно безстартерні резонансні схеми, основними елементами яких є дросель L та пусковий конденсатор C_п.

а) б) в) г)

Рис. 19

а) – найпростіша резонансна схема використовується в нескладних ЕПРА. Недолік – велика імовірність запалювання з недогрітими катодами.

б) – паралельно конденсатору підключений позистор ( резистор з позитивним температурним коефіцієнтом), який в холодному стані шунтує конденсатор, що значно зменшує U_хх, але забезпечує достатній струм попереднього підогріву катодів I_пп. Нагріваються катоди, одночасно нагрівається позистор, його опір скачком збільшується в декілька тисяч разів, виникає резонанс, збільшується U_хх, лампа запалюється.

в) – в холодному стані РТС шунтує конденсатор С₂ і частота контура визначається дроселем та конденсатором С_1. Ця частота менше резонансної, відбувається нагрів катодів. Після нагріву позистора підключається С₂ , частота збільшується, лампа запалюється.

г) – недоліком двох останніх схем є проходження струму через позистор в робочому режимі, що збільшує втрати енергії. Динистор VS відкритий до запалювання лампи. Після запалювання, напруга на лампі зменшується до робочої (110 В) , VS закривається і відключає позистор.

В сучасних ЕПРА застосовуються схеми зі змінною частотою генератора. Максимальні струм підігріву катодів та напруга холостого ходу на лампі виникають за умови f_конт. = f_ген. Наприклад, f_конт складає 39 – 42 кГц. Стартова частота генератора 90 -100 кГц, тому через коло протікає дуже малий струм. Через 2-3 мс частота зменшується до 50-55 кГц, збільшується струм, який забезпечує нагрів катодів. Через 1,5-1,8 с мікросхема зменшує частоту до 39-42 кГц, збільшується струм і відповідно напруга холостого ходу. Лампа запалюється, резонанс порушується і схема входить в робочий режим.