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Circuito de balastro eletrônico para lâmpadas germicidas UV

Neste post discutimos a construção de um circuito de balastro de lâmpada germicida DC UV que pode ser usado para acionar qualquer lâmpada UV padrão de 20 watts através de uma fonte de 12 V DC.

Embora o projeto de lastro proposto tenha sido originalmente destinado a iluminar uma lâmpada fluorescente regular de 20 watts, isso também pode ser usado para operar uma lâmpada UV de 20 watts, para os efeitos germicidas pretendidos.

A imagem a seguir mostra os principais recursos e a imagem de uma lâmpada UV de 20 watts compatível.

Características da lâmpada

  • Radiação UV de onda curta com comprimento de onda de pico de 253,7 nm (UVC) eficaz para fins de desinfecção contra todos os tipos de bactérias e vírus.
  • O material de vidro especialmente criado da lâmpada filtra os raios nocivos do ozônio de 185 nm
  • A cobertura de proteção interna garante uma saída UV praticamente constante durante toda a vida útil da lâmpada UV.
  • Um sinal de aviso impresso no tubo significa que a lâmpada foi projetada para gerar UVC.

Principais aplicativos

  • Desativação de bactérias, vírus e outras formas de micróbios
  • Unidades domésticas de purificação de água potável.
  • Para purificar unidades de água de aquário de peixes.
  • Desinfecção de equipamentos de tratamento de ar em dutos.
  • Como sistemas autônomos do purificador de ar.

Como funciona o circuito

O transformador T1 juntamente com os transistores Q1 e Q2 funcionam como um estágio inversor auto-oscilante. A frequência de operação do circuito é determinada pelo material do núcleo, a quantidade de enrolamento primário e a tensão de alimentação.

Conforme descrito, o inversor é conectado para oscilar em torno de 2kHz de frequência quando a alimentação de entrada é fornecida por uma fonte de 12,5 V.

Lista de peças

O enrolamento lateral secundário do transformador inclui um par de enrolamentos de 4V para pré-aquecer os filamentos do tubo e também um enrolamento de 80V para fornecer o fornecimento de corrente de descarga através do tubo e um enrolamento de 240V para gerar uma tensão estática inicial para iniciar a condução do tubo.

O indutor L1 pode ser visto conectado em série com o enrolamento de 80 V do transformador, para controlar a corrente através do tubo.

Além de fornecer o limite de corrente para o tubo, o indutor L1 também fornece estabilização da corrente do tubo para as flutuações da tensão de alimentação.

Quando a tensão de alimentação de entrada aumenta, a frequência do inversor também aumenta proporcionalmente forçando o aumento da impedância do indutor e vice-versa.

Este ajuste automático da impedância L1 ajuda a manter a corrente da lâmpada estável em resposta às variações na tensão de alimentação entre 10 V e 15 volts.

Dicas de construção

O esquema do circuito do circuito de lastro do driver da lâmpada UV completo pode ser visto acima. As informações de enrolamento do transformador T1 e do indutor L1 são apresentadas nas Tabelas 1 e 2.

O enrolamento do transformador T1 é implementado sobre um formador ou bobina de 12 mm x 12 mm. O enrolamento preciso é fácil de entender, mas um pouco trabalhoso. Todo o enrolamento deve ser feito de maneira muito uniforme; ou então todo o enrolamento pode não acomodar bem o primeiro.

Ambos os enrolamentos primários devem ser enrolados de maneira bifilar conforme explicado na imagem a seguir.

Isso significa que você deve segurar os fios de ambos os enrolamentos juntos e, em seguida, começar a enrolar o primário 1 e o primário 2 simultaneamente para garantir que eles sejam colocados juntos de maneira combinada. Isso também implica que ambos os enrolamentos sejam colocados perfeitamente adjacentes um ao outro em todo o comprimento do enrolamento.

Os outros enrolamentos para T1 podem ser implementados de maneira regular, mas você deve certificar-se de que cada um desses enrolamentos seja enrolado na mesma direção e também que seus pontos de início e fim sejam soldados nos terminais apropriados, conforme sugerido na Tabela 1 abaixo .

Tabela 1

Depois de terminar o processo de enrolamento, você pode inserir o par de núcleos ‘E’ nas ranhuras da bobina e prender toda a construção firmemente usando fita adesiva ou um grampo de metal apropriado, tomando cuidado para que o grampo de metal não cause um curto-circuito qualquer uma das voltas.

Como enrolar o afogador

As especificações do enrolamento L1 do estrangulador estão listadas na Tabela 2 abaixo:

Mesa 2
  • Testemunho: Conforme mostrado na imagem a seguir ou em qualquer núcleo de pote contemporâneo semelhante:
  • Formador de bobina: como mostrado na imagem (em amarelo):
  • Observação: os núcleos devem ser fixados entre si através de um parafuso e porca de latão de 3/16″ – uma arruela de latão de 3/16″ pode ser usada para criar um espaço de ar.
  • Enrolamento: 250 voltas de fio de 0,4 mm de espessura.

Após as etapas acima, o enrolamento é preso entre um par de núcleos Mullard FX2242, conforme mostrado nas imagens da tabela nº 2. É importante introduzir uma fina arruela de latão interposta entre os dois núcleos, a fim de criar um entreferro.

Layout da fiação

Os detalhes da fiação das peças e outros aspectos do circuito de lastro UV são demonstrados na figura a seguir. No entanto, esse layout de componente exato não é realmente crítico.

Os transistores Q1 e 02 precisam ser instalados sobre um dissipador apropriado, que deve ter uma dimensão mínima em torno de 4″ por 6″.

Arruelas de isolamento devem ser aplicadas para manter ambos os transistores bem isolados do dissipador de calor. Todas as peças agora podem ser conectadas casualmente e o sistema completo conectado a uma fonte de 12V.

Tenha cuidado para não tocar nos transistores ou nos terminais laterais de saída do transformador, porque todos esses elementos estarão em uma tensão bastante grande, o que pode causar um choque elétrico doloroso.

Ajuste atual

Com o tubo UV ligado, meça a corrente consumida pelo circuito através da alimentação de 12V. Você deve achar que isso está em torno de 2,5 ampères ± 0,2 amp.

Caso você veja isso além desta especificação, você pode tentar variar o entreferro do afogador até que o problema seja corrigido no limite especificado. Você descobrirá que aumentar a diferença causa um aumento no consumo atual e vice-versa.

Uma vez confirmados e testados o funcionamento e a configuração, retire o transformador e mergulhe-o em verniz para revesti-lo com uma camada de isolamento e deixe o verniz solidificar no enrolamento e no núcleo. Uma vez que o transformador esteja totalmente seco, reconecte todos os componentes para finalizar o circuito de lastro do driver da lâmpada UV.

Uma vez que este driver de lâmpada UV funciona com 2 kHz, você pode ouvir um leve ruído em torno desta frequência através do transformador e do afogador. Isso pode ser minimizado colocando os principais componentes dentro de uma caixa rígida pesada ou cobrindo o transformador e o indutor com uma camada de resina epóxi.

Aviso: A ideia do circuito foi contribuída por um dos membros dedicados deste blog, o circuito não é praticamente verificado pelo autor.

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FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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