cebador para lampara cfl

7/25/2019 Cebador Para Lampara CFL

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Cebador para Lmpara dePre-calentadores CFL, iniciadores y luces en un controlaT. A. Babu

Seguro, la lmpara incandescente que ha estado entre nosotros durante un siglo pronto estar prohibida

en el reino de los Grandes Derrochadores de Energa y, de aqu, al Olvido. Para su funcin, iluminar

nuestros despachos, calles y habitaciones, ser sustituida por, por ejemplo, las Fuentes de luz de ahorro

de energa como las CFLs (Compact Fluorescent Lamps, es decir, Lmpara Fluorescentes Compactas).

A diferencia de las buenas y tradicionales bombillas, una CFL necesita una cierta cantidad de electrnica

para comenzar a iluminar adecuadamente. Aqu presentamos un circuito adecuado a tal efecto.

Este cebador compacto est pensadopara controlar una nica bombilla CFLdesnuda de 20 W o una bombilla nor-mal, es decir, una bombilla sin un circui-to controlador en su conector que per-mita que se pueda atornillar fcilmentesobre el casquillo de una lmpara exis-tente. Las bombillas CFLs desnudas sesuministran en muchas formas y tama-os y, normalmente, disponen de cuatro

terminales de conexin. Por el contrario,las CFLs que se vende a los consumido-res, disponen de una adaptacin parasu sustitucin directa con las viejas bom-billas incandescentes (que sern retira-das en poco tiempo, es oficial!) y tienenuna base cermica o ABS y una base Ede rosca tradicional (donde E viene deEdison). Estas lmparas tradicionales,de las que tenemos un ejemplo en Fi-

gura 1, son referidas a menudo comoCFLs de base de tornillo, de cebadorintero o con auto-cebador y tienenun precio aproximado de entre 4,50 y12 , dependiendo de la forma y de lapotencia. Nuestro circuito es un controlde cebado independiente para el ter-minal base de la CFL (ver Figura 2)ms habitual encontrado en la indus-tria. El terminal base de las CFLs ha

Figura 1.Bombilla CFL con una base de tornillo estilo E que supone una sustitucin directa de las bombillas incandescentes.

28 elektor, electronics worldwide - 01/2008

OBREELTERRENO CONTROLCFL


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horro de Energar de un slo circuito integrado

Figura 3.Esquema elctrico del circuito del Cebador CFL. Un circuito integrado FAN7710 es el encargado de hacerlo todo. Gracias Fairchild!

Figura 2.Ejemplo de CFL de terminal base. sta tiene tan solo dos terminales en lugar de cuatro, pero tiene un condensador que es la parte sobresaliente entre los terminales.

400V

C4

10u

D5D6

D3 D4

R1

470k

50V

C5

10u

D1

UF4007

R2

82k

25V

C7

680n

GND

25V

C1

100n

D2

UF4007

1000V

C2

470p

D7

UF4007

F1

100mA T

K1

630V

C3

33n

1000V

C6

2n7

K2

K3

SGND

4

PGND

5

OUT 6

VB 7

VDC

8

VDD

1

RT 2

CPH3

IC1

FAN7710N L1

2mH5D3...D6 = 1N4007

230V

070638 - 11


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OBREELTERRENO CONTROLCFL

sido diseado para ser utilizado con uncebador independiente. Como sucedecon un sistema fluorescente lineal, tan-to la lmpara como el cebador debenser compatibles. El terminal base de lasCFLs est disponible en el mercado enversiones de baja potencia, para sustituirlas lmparas de luz incandescente y, enversiones de media y alta potencia, parareemplazar las lmparas fluorescentes li-neales o incluso las lmparas de descar-ga de alta intensidad (HID). Si queremossaber ms sobre las CFLs y sus circuitoscebadores asociados, podemos echar

serios debates en todos los foros ver-des. En este artculo nos vamos a limitara los aspectos tcnicos del control de lasbombillas CFLs de terminal base.

Haciendo una luz CFLde terminal baseEl circuito que se muestra en la Figura3utiliza un circuito integrado dedicadodel tipo FAN7710 de nuestros amigosde la casa Fairchild. Como se muestraen la Figura 4, este dispositivo combi-na un circuito controlador de puerta de625 V, dos transistores MOSFET de 550

V, un circuito de control de frecuencia yun regulador shunt (ms un controlactivo ZVS y una funcin de deteccinde lmpara abierta, todo ello equipadoen un encapsulado DIP de 8 terminalesultra-compacto). Su alta funcionalidad,y sus prestaciones de proteccin inte-

gradas, ahorran espacio en la placa,reducen la disipacin de potencia y ga-rantizan una fiabilidad mejorada en elequipo final. Maravilloso!La lnea de tensin de entrada AC (aqude 220 VAC y 50 Hz) se rectifica paraproporcionar una tensin de bus de,aproximadamente, 320 Voltios DC. Laresistencia de arranque R1 proporcionauna pequea (micro) potencia inicial alcircuito integrado FAN7710. El integra-do comienza a oscilar y el circuito decarga, constituido por C2, D2 y D7, su-ministra la corriente al terminal VDD, elcual permanece regulado por medio delregulador shunt interno de 15 V.La circuitera del oscilador interno delFAN7710 utiliza tres frecuencias discre-tas: una para un calentamiento previo

una ojeada a la referencia [1].Si tenemos que creernos lo que escribeel fabricante, una bombilla CFL de 20

W alcanza la misma intensidad de luzque una bombilla incandescente de 100

W, lo que representa un ahorro de ener-ga de ms del 75 %. Sin embargo noexisten mtodos formales que sustententales alegaciones! Aunque una bombillaCFL, de terminal base o de auto-ceba-dor, es seguro que tendr una vida mu-cho ms larga que la de su predecesorabasada en el hilo de wolframio, su rela-cin precio/tiempo de vida es tema de

bobbin

spacers

dont forget to place and adjust spacersto get required inductance value

wrap core framewith isolation tape

winding on bobbin

070638 - 13

3V 5V

CPH

IPHIPH*

IRT

IPH

= 0.6*IRT

0A

4V

IPH*

OSCILLATOR

CPH

DEAD TIMEControl

5V/3V

S

R

Q

QSDL SDH RESET

SYSHALT

ADAPTIVE ZVS ENABLE LOGIC

SDL SDH

Noise

Canceller

S

R

Q

Q

UVLO

VS

VB

SET

RESET

070638 - 12

DELAY

SHORT-PULSE

GENERATOR

15V SHUNT

REGULATOR

1

RT

CPH

V DD

PGND

OUT

VB

VDC

IRT

LOW-SIDE GATE DRIVER

PRE-HEATControl

HIGH-SIDE DRIVER

UVLO

S

R Q

Q

TSDBIAS

BGR

SYSHALT

UVLO SDH

SDL

10V REG

Refe

rence

VDDSense

BIAS & SYSTEM LATCH

SGND

2

3

4

5

6

7

8

CPH


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del gas de la CFL, una para encenderloy otra para mantener el estado de en-cendido (ver el apartado correspondien-te de los sencillos clculos matemticosde las frecuencias). Adems de esto,el oscilador interno protege la circuite-ra del cebador de las tensiones AC debajo nivel as como en las condicionesde cambio de bombilla.El fusible F1, situado en la entrada de latensin de alimentacin, previene posi-bles daos elctricos.

Fabricacin de la bobinaSlo si tenemos mucha suerte podremosser capaces de comprar la bobina de2,5 milihenrios que se usa en este circui-to como componente ya fabricado. En elresto de los casos, por desgracia, no nos

quedar ms opcin que comprar laspiezas por separado y fabricarnos unanosotros mismos.

Vamos a escribir primero, cuidadosa-mente, las especificaciones:

Inductancia: 2,5 mHMaterial ncleo: E p c o s N 1 9 oequivalenteTamao ncleo: 20 / 10 / 6Bobinado: E19Espacio de aire: 1,5 mmGalga del hilo: 0,2 m (SWG #32)N de vueltas: 280

Ahora veamos la Figura 5para los de-talles de montaje.Primero bobinamos las 280 vueltas dehilo de cobre esmaltado (en sentido ho-rario, ECW) sobre la bobina E19. Pela-mos las puntas del hilo unos 5 mm ras-pndolas con una pieza metlica y lesdamos un poco de estao a las mismas.

A continuacin, verificamos la continui-dad de la bobina. Colocamos las dosmitades del ncleo E sobre la bobina,tal y como se muestra en la figura. Se-

guidamente insertamos y ajustamos losseparadores para conseguir el espaciode aire requerido de 1,5 mm, el cual esesencial para conseguir la inductanciarequerida. El paso final es el de colocarla trapa de aislamiento elctrico sobre elcuerpo del ncleo.

La placaEn el laboratorio de Elektor se ha disea-do una placa de circuito impreso para elproyecto. En la Figura 6se muestra elplano de montaje de los componentes delmismo. El diagrama de las pistas de cobreest disponible, en formato .pdf, para sudescarga gratuita en nuestra pgina webwww.elektor.es, para aquellos que deseenfabricar su propia placa con cido. En elfichero .pdf se incluyen los planos refleja-

dos y no reflejados para que cada lectoruse el que le convenga.La colocacin de los componentes es untrabajo bastante sencillo ya que slo sehan utilizado componentes con terminalesde tamao normal sobre una placa bas-tante espaciosa. El cableado de la bom-billa y de la tensin de red (y todas las co-nexiones y conectores entre ambos) debende cumplir con la reglas estrictas sobre se-guridad elctrica.

(070638-I)

Enlaces de internet

[1] www.pavouk.org/hw/lamp/en_index.html

C5

K1

D3

R2

D6

C6

C3

K2

L1

C7

IC1

K3

D1 C1 D7

R1 D2C2

070638-1(c) Elektor

F1

C4

D4

D5

Figure 6.Plano de montaje decomponentes de la placa delCebador CFL. El diagrama de

pistas satisface las medidas deseguridad elctrica.

LISTA DE MATERIALES

ResistenciasR1 = 470kR2 = 82k

InductoresL1 = 2.5mH 280 vueltas 0,2mm ECW en bo-

bina E19 (EPCOS)

Condensadores

C1 = 100nF 25VC2 = 470pF 1000VC3 = 33nF 630VC4 = 10F 400VC5 = 10F 50VC6 = 2nF7 1000V

SemiconductoresD1,D2,D7 = UF4007D3-D6 = 1N4007IC1 = FAN7710N (Fairchild)

VariosK1,K2,K3 = Bloque terminal para PCI, sepa-

racin entre terminales de 7.5mmF1 = fusible, 100mAT (lento)PCI, ref. no. 070638-1enwww.thepcbshop.com

Tres frecuenciasFuncionamiento normal, la frecuencia deoscilacin del FAN7710 es igual a:

fosc= 4 109/ RT

DondeRT= R2 = 82 k.

Sin embargo, la frecuencia de pre-calen-tamiento es mucho ms elevada y se cal-cula de la frmula:

fpre= 1.6 fosc

Y, por ltimo, esta es la frecuencia de en-cendido, que la obtenemos de la frmula:

fign= [0.3 (5 VCPH) + 1] fosc

Donde

VCPHes la tensin existente en el

condensadorC3.

Precaucin

El circuito est conectado directamentea la tensin de red y presentatensiones que pueden resultarmortales. Se deben de tomar lasprecauciones de seguridad elctrica

adecuada para prevenir el contactocon cualquier componente mientras elcircuito est en funcionamiento.

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