Ballast électronique
Montage électronique fait maison capable d'alimenter un tube fluorescent T8 / 36 W (120 cm) à partir d'une batterie 12 Volts à sa pleine luminosité.
0:45 ► A quoi sert ce truc ?
1:52 ► Début démonstration
3:41 ► Vélo !!
5:00 ► Explications techniques
6:03 ► Puissance/courant nécessaires (en H.F.) aux tubes T5 HE/HO, T8 et T12
8:13 ► Schéma partiel: partie puissance
Explications détaillées concernant le schéma:
Ayez bien en tête que ce montage n'est pas destiné aux débutant(e)s, il est très difficile à étalonner et dangereux parce qu'il génère une tension élevée en sortie que ce soit en fonctionnement normal ou à l'amorçage du tube (pire car: impulsion haute tension).
Sa manipulation lors des essais demande une attention constante, il faut toujours se rappeler que la sortie présente un risque électrique bien que l'entrée soit sous très basse tension.
Le circuit de régulation KA7500B qui pilote les 2 mosfets par l'intermédiaire de drivers, fonctionne ici à fréquence VARIABLE:
La fréquence de découpage est différente en fonction des 3 phases de fonctionnement du ballast: [ préchauffage, amorçage, régime normal (tube allumé) ]
Le schéma théorique de base comporte seulement: le tube, le transfo, les 2 transistors, les condensateurs Cres & Cblk et la bobine Lres.
Tout le reste sont des ajouts imaginés par moi pour augmenter les performances et la flexibilité du ballast. (les résistances Ra et Rb et les diodes au dessus n'existent pas dans la version théorique et sont remplacés par un fil qui n'est pas relié au point masse).
Le contact capable de mettre hors circuit Cres n'existe pas non plus à la base il y'a un fil.
Le transformateur délivre une tension autour de 110 Vac environ mais avec 3 fréquences différentes:
A la mise sous tension, une première fréquence de l'ordre de 80 kHz est générée, avec celle-ci les condensateurs Cres et Cblk ont une faible impédance ( je sais, je ne devrais pas utiliser le mon impédance en régime non sinusoïdal ), ils sont donc très "conducteurs", la bobine Lres n'est pas trop "isolante" et laisse passer un courant suffisant dans le circuit qui fait chauffer les électrodes du tube, ce courant dit "de préchauffage" est d'environ 650 mA (conseillé pour un T8 36 W).
Après une seconde et demi de préchauffage, une fréquence plus basse que la première est générée: elle amorce l'arc électrique dans le tube:
C'est la fréquence précise à laquelle Lres entre en résonance avec Cres, une surtension ( bien plus que la centaine de volts qui sort du transfo) apparait alors aux bornes de Cres ce qui fait s'ioniser le mélange gazeux du tube et amorce l'arc.
Une fois l'arc électrique amorcé la fréquence du courant retombe à 38 kHz qui est la valeur préconisé d'après les tableaux pour faire briller un tube T8/36 W/840 ( 830 ou 827 ) au flux lumineux maxi, 3350 lumens ( 3250 lm pour un 865 ), en consommant le moins de puissance possible, donc au rendement maxi du tube à 25°C.
C'est seulement après l'amorçage que la régulation du courant de décharge commence.
Le KA7500B commande des impulsions variables en durée de manière à ce que le tube soit toujours traversé par un courant efficace de 314 mA ( à peu près bien sûr ), il y arrive tant que la tension d'alimentation est comprise entre 10.2 et 16 Vcc.
Pour vous simplifier la construction d'un ballast, vous pouvez en faire un qui n'utilise qu'une seule fréquence: celle d'amorçage ( résonance ); dans ce cas le tube démarrera sans préchauffage ce qui limite sa durée de vie si les allumages/extinctions sont fréquents; le rendement de l'ensemble sera aussi plus faible.
Avec une fréquence unique on peut se passer de microcontrôleur et le circuit de commande sera bien plus simple.
Il est aussi possible de se passer de régulation de courant en faisant fonctionner les transistors avec un rapport cyclique constant.(50/50 + un temps mort d'une poignée de µs entre les 2 )
L'impédance de la bobine limitera le courant exactement comme lorsqu'un tube fonctionne sur le secteur, l'impédance du ballast ferromagnétique limite le courant de décharge.
L'inconvénient de cette simplification là c'est que le flux lumineux du tube fluctuera en fonction des variations de la tension d'alimentation.
Les associations RC série branchées entre le drain(D) et la source(S) des mosfets sont des snubbers et sont presque indispensables pour assurer la survie des transistors. En effet à leurs ouverture leurs capacité (indésirable) entre D et S (Coss) entre en résonance avec l'inductance de fuite du transfo ce qui crée des surtensions destructrices pour les transistors si elles dépassent la valeur limite supportable par ce dernier "Vdss".
Tâchez de bobiner le transfo de manière à limiter le plus possible la valeur de l'inductance de fuite."
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