Circuito de balasto electrónico para lámparas germicidas UV

En esta publicación discutimos la construcción de un circuito de balasto de lámpara germicida UV de CC que se puede usar para impulsar cualquier lámpara UV estándar de 20 vatios a través de una fuente de 12 V CC.

Aunque el diseño de balasto propuesto originalmente estaba destinado a iluminar un tubo de luz fluorescente regular de 20 vatios, también se puede utilizar para hacer funcionar una lámpara UV de 20 vatios, para los efectos germicidas pretendidos.

La siguiente imagen muestra las características principales y la imagen de un 20 vatios compatible. Lámpara UV .

Características de la lámpara

• Radiación ultravioleta de onda corta con una longitud de onda máxima de 253,7 nm (UVC) eficaz para desinfectar todo tipo de bacterias y virus.
• El material de vidrio especialmente creado de la lámpara filtra los dañinos rayos de formación de ozono de 185 nm
• La cubierta protectora interior garantiza una salida de UV prácticamente constante durante toda la vida útil de la lámpara UV.
• Una señal de advertencia impresa en el tubo significa que la lámpara está diseñada para generar UVC.

Aplicaciones principales

• Desactivación de bacterias, virus y otras formas de microbios.
• Unidades potabilizadoras de agua potable doméstica.
• Para purificar unidades de agua de acuario de peces.
• Desinfección de equipos de tratamiento de aire en conductos.
• Como sistemas purificadores de aire autónomos.

Cómo funciona el circuito

El transformador T1 junto con los transistores Q I y Q2 funcionan como una etapa inversora auto-oscilante. La frecuencia de funcionamiento del circuito está determinada por el material del núcleo, la cantidad de devanado primario y la tensión de alimentación.

Como se describe, el inversor está cableado para oscilar a una frecuencia de aproximadamente 2 kHz cuando el suministro de entrada proviene de una fuente de 12,5 V.

Lista de palmaditas

El devanado del lado secundario del transformador incluye un par de devanados de 4 V para precalentar los filamentos del tubo, y también un devanado de 80 V para proporcionar el suministro de corriente de descarga a través del tubo y un devanado de 240 V para generar un voltaje estático inicial para iniciar la conducción del tubo.

El Choke L1 se puede ver conectado en serie con el devanado de 80 V del transformador, para controlar la corriente a través del tubo.

Además de proporcionar el límite de corriente para el tubo, el estrangulador L1 también proporciona estabilización de la corriente del tubo para las fluctuaciones de la tensión de alimentación.

Cuando la tensión de alimentación de entrada aumenta, la frecuencia del inversor también aumenta proporcionalmente, lo que obliga a aumentar la impedancia del estrangulador y viceversa.

Este ajuste automático de la impedancia de L1 ayuda a mantener estable la corriente de la lámpara en respuesta a las variaciones en el voltaje de suministro entre 10 V y 15 voltios.

Consejos de construcción

El esquema del circuito del circuito de balasto del controlador de la lámpara UV completo se puede ver arriba. La información de devanado del transformador T1 y el inductor L1 se presentan en las Tablas 1 y 2.

El devanado del transformador T1 se implementa sobre un formador o bobina de 12 mm x 12 mm. El bobinado preciso es fácil de entender, pero algo laborioso. Todo el devanado debe realizarse de manera muy uniforme o, de lo contrario, es posible que todo el devanado no se adapte bien al primero.

Ambos devanados primarios deben enrollarse de manera bifilar como se explica en la siguiente imagen.

Esto significa que debe sujetar los cables de ambos devanados juntos y luego comenzar a enrollar el primario 1 y el primario 2 simultáneamente para asegurarse de que estén colocados juntos de manera combinada. Esto también implica que ambos devanados se colocan perfectamente adyacentes entre sí a lo largo de la longitud del devanado.

Los otros devanados para T1 se pueden implementar de manera regular, pero debe asegurarse de que cada uno de estos devanados esté enrollado en la misma dirección y también sus puntos de inicio y finalización estén soldados a los terminales apropiados, como se sugiere en la Tabla 1 a continuación. .

Tabla 1

Después de terminar el proceso de bobinado, puede insertar el par de núcleos 'E' en las ranuras de la bobina y asegurar toda la construcción firmemente con cinta adhesiva o una abrazadera de metal adecuada, teniendo cuidado de que la abrazadera de metal no cause un cortocircuito a través cualquiera de la vuelta.

Cómo enrollar el estrangulador

Los detalles del devanado del estrangulador L1 se enumeran en la Tabla # 2 a continuación:

Tabla 2

• Centro : Como se muestra en la siguiente imagen o cualquier núcleo de olla contemporáneo similar:
• 
• Formador de bobinas : como se muestra en la imagen (en amarillo):
• 
• Nota : los núcleos deben sujetarse entre sí mediante un perno y una tuerca de bronce de 3/16 '; se puede usar una arandela de bronce de 3/16' para crear un espacio de aire.
• Devanado : 250 vueltas de hilo de 0,4 mm de espesor.

Después de los pasos anteriores, el devanado se sujeta entre un par de núcleos Mullard FX2242 como se muestra en las imágenes de la tabla # 2. Es importante introducir una fina arandela de latón que se interpone entre los dos núcleos, con el fin de crear un espacio de aire.

Disposición del cableado

Los detalles del cableado de las piezas y otros aspectos del circuito de balasto UV se muestran en la siguiente figura. Sin embargo, este diseño exacto de los componentes no es crítico.

Los transistores Q1 y 02 deben instalarse sobre un disipador de calor apropiado, que debe tener una dimensión mínima de alrededor de 4 'por 6'.

Deben aplicarse arandelas de aislamiento para mantener ambos transistores bien aislados del disipador de calor. Todas las piezas ahora se pueden conectar casualmente y el sistema completo se puede conectar a una fuente de 12V.

Tenga cuidado de no tocar los transistores o los terminales del lado de salida del transformador porque todos estos elementos estarán a un voltaje bastante grande que podría provocarle una descarga eléctrica dolorosa.

Ajuste actual

Con el tubo UV encendido, mida la corriente consumida por el circuito a través del suministro de 12V. Debería encontrar que esto es alrededor de 2,5 amperios ± 0,2 amperios.

En caso de que vea esto más allá de esta especificación, puede intentar variar el aire del entrehierro del estrangulador hasta que el problema se solucione en el límite especificado. Verá que ampliar la brecha provoca un aumento en el consumo actual y viceversa.

Una vez que se haya confirmado y probado el funcionamiento y la configuración, retire el transformador y sumérjalo en barniz para cubrirlo con una capa de aislamiento, y deje que el barniz se solidifique a través del devanado y el núcleo. Una vez que el transformador se haya secado por completo, vuelva a conectar todos los componentes para finalizar el circuito de balasto del controlador de la lámpara UV.

Dado que este controlador de lámpara UV funciona con 2 kHz, es posible que escuche un ligero ruido alrededor de esta frecuencia a través del transformador y el estrangulador. Esto se puede minimizar encerrando los componentes clave dentro de una caja rígida pesada o cubriendo el transformador y el estrangulador con una capa de resina epoxi.

Advertencia: La idea del circuito fue aportada por uno de los miembros dedicados de este blog, el circuito no está prácticamente verificado por el autor.