Самодельный электронный стартер

Просматривая однажды очередной раз фотогалерею от iXBT.com (именующуюся теперь iXBT.photo), наткнулся на срисованную участником с ником Silencer схему вот такого заводского стартера. Заметив ее простоту, было появились мысли повторить, однако поначалу откладывал эту идею, подозревая что без специализированного высоковольтного тиристора с повышенным током удержания TN122-1500T ничего не получится. Таким образом прошло еще некоторое время. Однако ввиду того, что электронные стартеры далее мне весьма понадобились, решил попробовать схему все же повторить, используя популярный малогабаритный тиристор MCR100-8 (также проверил в работе и MCR22-8). И, к моему удивлению, все вполне успешно заработало! С некоторыми ограничениями правда (о них ближе к концу материала), но лично для моих целей и такой работы оказалось вполне достаточно.

Итак, тут слева мы можем видеть принципиальную схему стартера, переделанную на иные компоненты, как уже выше и было сказано. В качестве выпрямителя используется небольшой SMD диодный мост, причем используя малогабаритные диоды, резисторы и конденсаторы, можно упаковать всю "начинку" в стандартный стартерный корпус (классический алюминиевый или же более современный пластиковый), используя макетные или протравленные обычные небольшие платы, что и видно на втором снимке (в качестве 4-х корпусов там использованы таковые от стартеров Philips S10 и на снимке их крышки, разумеется, сняты). Там же видна сборка схемы на просто отдельной небольшой платке, которую можно закрепить где-нибудь в светильнике парой винтов М3.

После диодного моста пульсирующее напряжение поначалу открывает тиристор через цепь VD2 и R1, одновременно заряжая фильтрующий конденсатор С2 и времязадающий С1. Цепь же из диодов VD3...VD5 необходима для обеспечения работоспособности управляющей тиристором схемы на базе составного транзистора VT1 (создает требуемое падение напряжения).

Сразу после включения светильника тиристор открыт практически на все время существования полупериода сетевого напряжения, что обеспечивает хороший прогрев катодов ЛЛ. То есть, схема в данном случае работает эквивалентно замкнутым контактам классического стартера с тлеющим разрядом, исключая только время, требуемое на прогрев этих самых контактов - с электронным стартером прогрев катодов лампы начинается сразу же после подачи питания.

Одновременно с открытием тиристора начинает постепенно заряжаться конденсатор С1. И вот тут начинает происходить самое интересное - составной транзистор открывается, шунтируя собой управляющий электрод на минус всей цепи, что запирает тиристор. Причем поначалу VS1 запирается ближе к окончанию полупериода, но постепенно это начинает происходить все раньше - ближе к его середине. И чем ближе к середине, тем сильнее возрастает прерывающийся через дроссель ток.

Резкие обрывы тока через дроссель приводят к генерации последним высоковольтных импульсов (разумеется, в каждом полупериоде тока через ЭмПРА), что надежно поджигает лампу. И сразу же после возникновения устойчивого разряда прогрев катодов отключается, поскольку падение напряжения на ЛЛ ниже, чем пробивное напряжение супрессора VD2.

В случае же работы устройства с потерявшей эмиссию ЛЛ она только вспыхнет на короткое время, после чего погаснет - конденсатор C1 зарядится настолько, что VT1 начнет полностью шунтировать тиристор. Он более не будет открываться до отключения питания и разрядки С1, но протекание тока через R1 в таком случае приведёт к некоторому небольшому потреблению мощности от сети и, разумеется, его нагреву (он не будет сильным, но рассеиваемая этим резистором мощность не должна составлять менее 0,5Вт, к тому же менее мощные резисторы менее устойчивы на пробой).

Работа данного стартера в случае использования шумных дросселей сопровождается этаким звоном из-за резких обрывов тока через них. Он имеет минимальную громкость при подаче питания, максимальную перед зажиганием лампы время и снова минимальную (с последующим исчезновением этого звука) в случае неисправной ЛЛ. Тем не менее звук получается не громче обычного шума дросселя при работе светильника.

А теперь про упомянутые ограничения. Из-за того, что в схеме используются обычные стандартные тиристоры MCR100-8 либо MCR22-8, она может не развивать требуемой амплитуды высоковольтных импульсов для зажигания длинных ЛЛ в колбах Т8. Это происходит по той причине, что тиристор попросту повторно открывается от выброса высокого напряжения (начиная от определенной его величины), тем самым "срезая" его. Тем не менее, как показала практика, некоторые экземпляры VS1 могут зажигать и 36Вт лампы (58Вт не проверял - пока нет их у меня), удачно зажигают ЛБУ30 и еще более стабильно зажигают 18Вт лампы, а также ЛЕЦУ22. С ЛЛ в колбах Т12 могут быть проблемы только в случае использования 80-ток (65Вт правда не проверял, также нету в наличии), с 40 и 20Вт ЛЛ все работает просто прекрасно (как и, например, с ЛБК22).

Для возможности использования стартера в светильниках с попарным последовательным включением ламп супрессор меняется на 100-вольтовый, иных переделок не требуется. Также помимо УБИ-схем подтвердил вполне себе удачную работу устройства и с УБЕ-схемой на примере "половины" светильника с двумя 80-тками. Причем в том светильнике установлены два таких стартера, и ток подогрева одной из ЛЛ получается несколько свыше 1А, что превышает уже допустимые максимальные токи части компонентов схемы, но тем не менее работает все довольно хорошо (но, понятное дело, лучше подбирать детали с более высокими рабочими токами).

Также отмечу, что стоит использовать только точно оригинальные тиристоры и транзисторы, поскольку у подделок не все характеристики будут соответствовать значению в даташитах, что может привести к отказам запуска даже коротких Т8 ламп, да и надежность работы в этом случае будет пониже. И также можно поэкспериментировать со снабберными цепями из последовательно включенной цепочки резистор-конденсатор параллельно тиристору либо диодному мосту (со стороны переменного тока). Это может повысить устойчивость тиристора к резкому нарастанию напряжения в закрытом состоянии и заодно повысить амплитуду генерируемых дросселем высоковольтных импульсов при работе схемы.

Возможные замены компонентов:

VD1 - более мощный диодный мост или четыре диода, все это с обратным напряжением не ниже 1000В.

VD2 - сборка из более низковольтных супрессоров или обычных стабилитронов (тоже должны работать по идее), можно также попробовать в работе варистор.

VT1 - можно использовать просто два транзистора, причем один может быть с небольшим коллекторным током. Например, я использовал было "сборку" из КТ3102Е и КТ815Г в первом собранном электронном стартере по такой схеме.

VD3...VD5 - любые подходящие по размерам диоды с рабочим током не ниже 1А, или же сборка из таких диодов в одном корпусе (последовательное включение), из 3-х штук.

VS1 - маломощный чувствительный по управлению тиристор с допустимым напряжением анод-катод не ниже 800В (впрочем, для коротких ламп должно хватить и 600-вольтового).

И мне лично работа такого стартера понравилась настолько, что я заменил почти все газоразрядные в своих светильниках самодельными электронными. Это, помимо избавления от миганий ламп перед стартом, также повысило срок их службы, поскольку время контактирования и начала работы газоразрядных стартеров непостоянно, что иногда приводит к чрезмерно быстрому зажиганию. Последнее провоцирует ускоренное распыление эмиттера. Хотя, конечно, по сравнению с холодными зажиганиями ЛЛ на тех же ЭПРА, износ ламп с обычными стартерами не столь повышен. И, возвращаясь к избавлению от мигания, я не настолько его противник, чтоб вот аж совсем, к тому же в этом есть определенный шарм (щелчки стартера, перестукивания дросселя, мигания лампы с разной яркостью перед запуском). Но если свет от светильника бывает нужен на малое совсем время и не один раз за вечер-ночь, то неизменные несколько миганий ЛЛ перед зажиганием утомпляют.