Trên bàn thợ: Tìm hiểu trấn lưu điện tử (Ballast điện tử).

Lời nói đầu



Bạn biết, kiến thức là luôn luôn cải biến và phát triển, do đó các bài viết của tôi ở đây cũng luôn theo tôn chỉ của RIXIN, nghĩa là Nhật Tân 日新 (Ngày mới, ngày mới, ngày ngày mới。日新，日新，日日新). Các bài viết luôn được người soạn  đọc đi đọc lại và sửa lỗi, viết thêm vào các ý tưởng mới và các bài viết luôn được làm tươi. Nó giống như một vườn cây  được người trồng  vườn chăm coi cẩn thận và khu vườn thì đang ngày ngày sinh trưởng, các bài viết sẽ luôn mới, luôn khác và mỗi ngày đều được bổ xung tu chỉnh, và thêm mới. Mong Bạn thường xuyên quay lại để xem và góp ý. Người soạn: Vương Khánh Hưng.

Trước hết chúng ta hãy tìm hiểu nguyên lý cổ điển dùng kích sáng các đèn huỳnh quang (quen gọi là đèn ống neon). Nguyên lý kích sáng loại đèn này như sau (Bạn xem hình).

Trong ống đèn huỳnh quang có 3 thành phần chính, đó là:

(1) Hơi thủy ngân, khi bị kích thích sẽ phát ra tia tử ngoại.

(2) Hai sơi tim đen, dùng nung nóng khí thủy ngân trong ống.

(3) Lớp bột mỏng phủ trên mặt trong của ống, dùng để chuyển đổi bước sóng của tia tử ngoại ra dạng ánh sáng trắng (nên còn gọi là đèn ống nhật quang).

Bạn thấy khi đóng khóa điện, lúc này chưa có dòng chảy qua mạch đèn ống, mức áp 220V của nguồn AC sẽ áp lên starter và tạo hiện tượng phóng điện trong starter. Dòng điện chảy qua mạch starter có 2 tác dụng:

* Nó qua sợi nung trong ống và làm nóng khi thủy ngân trong đèn, tạo điều kiện kích mòi ở mức volt thấp.

* Nó chảy qua cuộn trấn lưu và nạp một điện lượng dự trữ trong cuộn trấn lưu.

Ngay khi 2 là kim dãn nở chạm vào nhau, lúc này ngưng hiện tượng phóng điện sẽ làm cho 2 lá kim nhã ra, nó tác dụng như sự ngắt nguồn nhanh và  ngay lúc này từ 2 đầu của cuộn trấn lưu sẽ phát ra điện áp ứng có mức áp vài trăm volt, mức áp này đủ cao này và sẽ làm sáng đèn huỳnh quang.

Khi khí thủy ngân trong đèn huỳnh quang đã trạng thái Plasma thì nó liên tục tạo ra dòng ion chảy qua đèn và đèn có tính ổn áp, nó giữ khoảng 120V và điều này sẽ làm tắt hiện tượng phóng điện trong starter. Trạng thái Plasma của hơi thủy ngân trong ống sẽ phát ra rất giàu tia cực tím, tia cực tím tác kích vào lớp bột trên vách đèn, nó được đổi ra dạng ánh sáng trắng và chúng ta có đèn nhật quang.

 Tóm lại, khởi đầu chúng ta phải có điện áp đủ cao để tạo ra hiện tượng thác ion trong đèn, trạng thái này phải được duy trì để có tia sáng cực tím, và nhờ có lớp bột mỏng trên vạch đèn, chúng ta sẽ có được thứ ánh sáng màu trắng giống như ánh sáng mặt trời.

 Sơ đồ nguyên lý của trấn lưu điện tử:

Điện áp AC 220V được cho nắn dòng, tạo ra dạng dòng xung một chiều, cho nạp vào 2 tụ hóa CE1 (10uF 250V) và CE2 (10uF 250V) tạo ra mức volt  B⁺ cao,  công dụng của tụ C1 (104) dùng để lọc nhiễu tấn số cao. Các diode D5, D6, D7 dùng chống dòng điện ngược. Mạch dao động dạng kéo đẩy chạy với 2 transistor M1, M2 ( IRF740 x2). Đường hồi tiếp lấy trên biến áp khoen T1 (Trên đó có 1 cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp giống nhau). Các điện trở Rg1, Rg2 (22 x2) có tác dụng hạn dòng. Các diode DS1, DS2 (1N4148 x2) và Dz1, Dz2 (có Vz=5.6V) dùng để hạn biên xung hồi tiếp trả về chân Gate của 2 transistor MOSFET. Diac DA (30V) có vùng điện trở âm nên được dùng làm linh kiện mồi, kích chạy mạch dao động. Các điện trở R3, R4 và Rd, tụ Cd lấy áp mồi, kích chạy mạch dao động. Các điện trở R1, R2, và D8 dùng cân bằng mạch kéo đẩy.

Điện áp ngả ra (điểm OUT)  cấp dòng, dòng điện chảy qua cuộn sơ của biến áp T1 để tạo tác dụng hồi tiếp , dòng điện qua cuộn hạn dòng (biến áp T2, hay cuộn self), qua 2 tim đèn và tụ C5 và qua tụ C0 để làm sáng đèn ở mức áp đủ thấp nhầm tránh làm đen đầu các ống đèn huỳnh quang. Các diode FD1, FD2 dùng dập biên điện áp ứng.

Cách đo transistor MOSFET:

Trước hết Bạn hãy xác định diode bảo vệ đặt ở cực Drain và cực Source. Khi đã xác định được diode bảo vệ rồi, lúc này Bạn hãy đặt dây đo đỏ trên chân Source và dây đen trên chân Drain. Kim  máy đo sẽ không lên vì bên trong transistor MOSFET lúc này chưa hình thành kênh dẫn điện.

Bạn cho dây đen chạm nhẹ vào chân Gate, điện áp dương của pin trong máy đo Ohm sẽ nạp điện vào tụ ở cực Gate của transistor MOSFET và hình thành một kênh dẫn trong đế của transistor MOSFET,.

Lúc này Bạn đo lại trên 2 chân Drain và chân Souce, Bạn sẽ thấy kim lên cao (vì lúc này trong đế của transistor MOSFET đã xuất hiện kênh dẫn).

Các kết quả này cho biết transistor MOSFET còn tốt.

Hình tham khảo 1:

Sơ đồ trên chao thấy board mạch dùng cho loại đèn tiết kiệm điện năng, Ở đây người ta dùng:

* 4 diode nắn dòng xoay chiều ra dạng dòng xung một chiều và cho nạp vào tụ 10uF.

* Dùng 2 transistor với biến áp khoen tạo tác dụng hồi tiếp dao động. Mạch sẽ tạo ra dòng xung ở mức áp cao để cấp cho đèn huỳnh quang. Để mạch dao động dễ chạy, người ta mạch bằng DIAC (loại 32V).

* Dòng điện chảy qua đèn sẽ được ổn dòng với cuộn self L2 và còn cấp dòng cho sợi tim qua tụ chịu volt cao (1.2KV).

Trong mạch này có 3 thành phần cuộn dây:

(1) Biến áp lõi hình từ khoen, trên đó quấn 3 cuộn dây (3 vòng, 3 vòng, 3 vòng) để tạo tín hiệu hồi tiếp, kích chạy tầng dao động kéo đẩy.

(2) Cuộn ổn dòng L2, cuộn này quấn nhiều vòng (150 vòng) trên một nòng từ hở.

(3) Cuộn dây L1 đặt trên đường nguồn AC, kết hợp với tụ 0.1uF dùng để lọc nhiễu, tránh nhiễu nhiễm vào đường nguồn AC. Điện trở 47 Ohm hạn dòng lúc mới cắm điện, nó cũng là điện trở cầu chì, dùng để cắt dòng khi trong mạch có linh kiện bị chạm.

Toàn phần board mạch ráp trên một mạch in dạng hình tròn và đặt dưới chân đèn (Bạn xem hình).

Hình tham khảo 2:

Mạch cũng gồm có các phần cơ bản như sau:

* Dùng diode nắn dòng và dùng tụ chịu volt cao để lấy ra điện áp DC có mức volt cao.

* Dùng 4 transistor khóa (loại switching) để ráp thành mạch dao động kéo đẩy, tạo ra dạng dòng xung ở mức volt cao cấp cho đèn.

      + Trên chân C-E mắc diode dập biên xung nghịch.
     + Dùng biến áp lõi khoen để lấy tín hiệu hồi tiếp.

     + Dùng DIAC để mòi chạy mạch dao động.

Mạch cho kích sáng 2 ống huỳnh quang, trên mỗi đường đặt cuộn ổn dòng. Có tụ lấy dòng cho sợi nung để tăng hiệu suất kích sáng và giữ cho đèn lâu bị đen đầu.

Ở ngả vào có gắn áp trở RV để tránh bị quá áp. Dùng cầu chì để cắt dòng khi trong mạch có linh kiện bị chạm. Dùng tụ AC để lọc nhiễu.

Hình tham khảo 3:

Phần mạch tạo dòng xung volt cao để cấp cho đèn huỳnh quang cũng tương tự như các sơ đồ trên. Đặc điểm của mạch này là thêm  mạch bảo vệ, nó sẽ tắt dao động khi:

* Khi mạch không gắn bóng, hay bóng đã bị hư, mất dòng, lúc này mức áp trên chân B của Q3, lấy qua R11, R12, R13 sẽ làm transistor Q3 bảo hòa và nó sẽ làm tắt dao động.

* Khi xung ngả ra lấy trên cuộn ổn dòng của đèn quá cao, nó sẽ tạo điện áp DC, đưa về cực gate và kích chạy SCR. SCR dẫn điện nó sẽ làm tắt dao động.

Trên đường lấy điện, người ta dùng cuộn lọc lõi khoen L1 và tụ C1 để lóc nhiễu. Cũng dùng cầu chì để cắt dòng khi trong mạch có linh kiện bị chạm.

Hình tham khảo 4:

IR2156 là ic chuyên tạo ra tín hiệu kích thích transistor để tạo dòng xung volt cao cấp cho ống đèn huỳnh quang.

Công dụng của các chân trên ic IR2146.

Mạch điện chức năng của ic IR2156.

Hình tham khảo 5:

Hình tham khảo 6:

Mạch dao động kéo đẩy tạo dòng xung ở mức volt cao để cấp cho đèn huỳnh quang.

Hình tham khảo 7:

Mạch dao động kéo đẩy tạo dòng xung ở mức volt cao để cấp cho đèn huỳnh quang.

Hình tham khảo 8:

Mạch dao động kéo đẩy tạo dòng xung ở mức volt cao để cấp cho đèn huỳnh quang.

Hình tham khảo 9:

Hình vẽ cho thấy người ta tạo ra một starter điện tử. Nguyên lý làm việc của nó như sau:

Khi điện áp đưa vào 2 đầu đủ cao, mức áp trên tụ 22nF sẽ lên cao hơn 32V, DIAC DB3 sẽ dẫn điện, nó kích dẫn TRIAC, tạo dòng điện lớn chảy qua 2 đầu của các sợi nung để tạo điều kiện dễ mòi sáng đèn.

Hình tham khảo 10:

Ở đây người ta dùng các diode và các tụ điện (loại chịu volt cao) để ráp thành mạch nắn dòng tăng áp, mức áp lấy ra sẽ đủ cao để kích sáng các đèn huỳnh quang. Loại mạch này không có dòng qua sợi nung nên đèn dễ bị đen đầu, do không dùng cuộn self ổn dòng nên tuổi thọ của đèn ngắn. (nói chung kiểu này hiện không còn thông dụng).

Hình tham khảo 11:

Hình chụp cho thấy các thành phần các cuộn dây được dùng trong các trấn lưu điện tử.

Các hư hỏng thường gặp là:

* Nổ các tụ lọc hóa học CE1, CE2 (Bạn phải thay bằng loại tụ chịu được volt cao).

* Đứt cầu chì do chạm các transistor MOSFET.

* Chạm cuộn dây hạn dòng, nóng lõi làm biến dạng.

* Hở chân các transistor hay cháy bo mạch in do quá nóng.

Qua phần trình bày trên, chúng tôi mong Bạn đã hiểu nguyên lý vận hành của loại đèn huỳnh quang dùng ballast điện tử. Loại đèn này hiện rất thông dụng, nhất là trong các loại đèn tiết kiệm điện năng của hãng Phillips.  Bạn cũng có thể tự sản xuất loại trấn lưu điện tử này (chúng tôi đã tham vấn cho nhiều Bạn tự sản xuất đề tài này), nếu khi làm thực hành, Bạn gặp trở ngại gì hãy liên lạc với chúng tôi để được góp ý.

 

(1) Bạn có thể liên lạc trực thoại với chúng tôi, dùng phần mềm miễn phí Skype:

Skype name của chúng tôi là: wangqiyun1946,

 

(2) hay e-mail trực tiếp về Vương Khánh Hưng:

dtth_vuongkhanhhung@yahoo.com

 

(3) hay, qua mục "Liên hệ" của trang Web Phúc-Lan-Shop:  

phuclanshop.com