CC BY
16ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ПАНЕЛЕЙ Милостивый А.Р.1, Тебиева С.А.2, Фетисенко К.И.3
'Милостивый Артур Робертович — студент; 2Тебиева Светлана Анатольевна - кандидат педагогических наук, доцент; 3Фетисенко Константин Иванович - кандидат технических наук, доцент, направление: электроника и наноэлектроника, кафедра промышленной электроники, Северо-Кавказский горно-металлургический институт Государственный технологический университет, г. Владикавказ
Аннотация: разработана схема преобразователя напряжения для электролюминесцентных панелей со следующими параметрами: входное напряжение 5В, 12В, ток потребления 80-'70 мА, яркость панели 35-66 Кд/м2, изменения режимов работы, возможно одновременное подключение нескольких электролюминесцентных устройств.
Ключевые слова: электролюминесценция, электролюминесцентная панель, ЕЬ-панель, моделирования, преобразователь напряжения, модель, инвертор.
Электролюминесцентная панель (EL-панель) представляет собой плоский и сверхтонкий источник равномерного света. Цвет свечения EL-панели разный и зависит от светофильтра, нанесенного на поверхность люминофора. Самый яркий свет - зелено-голубой или неоновый. Для подсветки используется белый свет [1].
Рис. 1. Электролюминесцентная панель
Преимущества е1-панели:
- Легкая и тонкая.
- Свечение всей поверхности с высокой равномерностью свечения.
- Гибкая и может быть расположена на сложных поверхностях.
- Холодный источник света без ультрафиолетового излучения.
- Низкий ток потребления.
- Хорошая виброустойчивость и защита от влаги.
- Хорошая устойчивость к порезам, проколам.
- Низкая цена.
Характеристики электролюминесцентных панелей: Толщина листа: 0,20 мм ~ 0,45мм
Ток потребления панели: 80-170 мА
Яркость панели: 35-66 Кд/мВ емя безотказной работы: 20000 часов Мощность панелей: 9-18 Вт/м2 Мощность преобразователя напряжения: 30-50 Вт Рабочий диапазон напряжения: 25~180 В
Рабочий диапазон переменной частоты: 50~1500 Гц, оптимальная частота 1000 Гц.
Цвета излучения: синий, сине-зеленый, зеленый, оранжевый, белый, фиолетовый, красный, светло-красный и т.д.
Рабочий диапазон температур: -35° ~ +65°С Рабочий диапазон температур панели: +20° ~ +65°С Рабочий диапазон влажности воздуха: 0% ~ 90% Минимальный размер листа: 6х10мм Максимальный размер листа: 297 х 420мм Минимальный радиус сгиба: 6,5 мм
Схема замещения электролюминесцентной панели представляет собой параллельное соединения реактивной емкости и активного сопротивления. Причем величина активной и реактивной составляющих зависит от амплитуды и частоты возбуждающего напряжения. И поэтому эти панели имеют емкостной характер, т.е. схема замещения панели нелинейна [1].
Рис. 2. Электрическая схема замещения электролюминесцентной панели
На основе электрической схемы замещения электролюминесцентной панели была предложена структурная схема преобразователя напряжения для панели.
Рис. 3. Структурная схема преобразователя напряжения
Здесь (ЗГ) - задающий генератор, (ЛУ) - линейный усилитель, (УМ) - усилитель мощности, (ЛТ) - линейный трансформатор и (ЛП) - люминесцентная (светоизлучающая) панель.
В качестве задающего генератора используется мультивибратор на микросхеме К155ЛА3 который подает на вход усилителя импульсы типа меандра. После этого на вход усилителя поступает сигнал частотой 1КГц и напряжением 5 вольт этот сигнал усиливается и подается на выходной линейный трансформатор сигнал в виде пульсирующего сигнала с частотой 1КГц и напряжением от 90-120 вольт. Это напряжения, при котором люминесцентная панель начинает излучать свет.
Микросхема К155ЛА3 является, по сути, базовым элементом 155-й серии интегральных микросхем. Внешне по исполнению она выполнена в 14 выводном DIP корпусе, на внешней стороне которого выполнена маркировка и ключ, позволяющий определить начало нумерации выводов (при виде сверху - от точки и против часовой стрелки). Емкости С1, С2 формируют 2 цепи ПОС. Первая цепь - вход DD1.1, емкость С2, выход DD1.2. Вторая цепь входа DD1.2, емкость С1, выход DD1.1. По причине данных связей схема самовозбуждается, что приводит к возникновению импульсов. Частота импульсов определяется сопротивлением R1, R2 и номиналами емкостей в цепях ОС К155ЛА3. Если подсоединить вольтметр к выходу DD1.1 К155ЛА3 можно увидеть точно такую же картину. Поэтому данный вид мультивибратора назван симметричным [2, 4]. Он показан на рис. 4.
ш
К155ЛАЗ
Рис. 4. Схема мультивибратор на К155ЛА3
В качестве простой схемы усилителя мощности с выходным трансформатором и усилителем частоты. В этом усилителе мало деталей ввиду того, что в нем применяются транзисторы разной структуры (р-п-р и п-р-п). На транзисторе VT1 структуры п-р-п выполнен предварительный усилитель НЧ, на вход которого поступает напряжение с выхода задающего генератора. Нужный режим работы транзистора устанавливается путем подбора резистора R1. Усиленное напряжение НЧ с коллектора транзистора VT1 поступает на вход второго каскада, выполненного на транзисторе VT2 и являющегося эмиттерным повторителем. Этот каскад не усиливает напряжение, а согласует выходное сопротивление предварительного усилителя (на транзисторе VTI) со значительно меньшим входным сопротивлением выходного усилителя (на транзисторе VT3). Нагрузкой эмиттерного повторителя (усилитель мощности) является сопротивление эмиттерного перехода транзистора VT3, а так как коэффициент усиления эмиттерного повторителя близок к единице, напряжение на входе третьего каскада почти такое же, как и на выходе первого каскада. Для согласования большого выходного сопротивления третьего каскада с малым (порядка 10 Ом) сопротивлением берут высокочастотный трансформатор Т1. Транзистор VT1 МП35..МП38, а VT2 и VT3 МП39..МП42. Для данной схемы были выбраны транзисторы МП35, МП40. Характеристики транзисторов: МП35
Максимальная рассеиваемая мощность (Pc): 0.15 W Максимально допустимое напряжение коллектор-база (Ucb): 15 V Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (Uce): 15 V Максимальный постоянный ток коллектора (Ic): 0.02 A Предельная температура PN-перехода (Tj): 75 °C Граничная частота коэффициента передачи тока (ft): 0.5 MHz Статический коэффициент передачи тока (hfe): 13 МП40:
Максимальная рассеиваемая мощность (Pc): 0.15 W Максимально допустимое напряжение коллектор-база (Ucb): 15 V Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (Uce): 15 V Максимально допустимое напряжение эмиттер-база (Ueb): 5 V Максимальный постоянный ток коллектора (Ic): 0.15 A Предельная температура PN-перехода (Tj): 85 °C Граничная частота коэффициента передачи тока (ft): 1 MHz Статический коэффициент передачи тока (hfe): 20
Kt55jlA3
Рис. 4. Принципиальная схема преобразователя напряжения для панели
На Рис. 4. Изображена принципиальная схема преобразователя напряжения для электролюминесцентных панели.
Теоретическая модель
Программа Electronic Workbench предназначена для схемотехнического моделирования аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств различного назначения. Эта программа легко осваивается и удобна в работе [3, 5].
Рис. 5. Модель преобразователя напряжения в САПР Electronic Workbench
Рис. 6. Временная диаграмма схемы преобразователя напряжения
Характеристики преобразователя напряжения для электролюминесцентных панелей: Входное напряжения преобразователя: 5-12В постоянного напряжения; 220В переменного напряжения
Рабочий диапазон напряжения: 25~180В Ток потребления преобразователя: 2-320 мА Время безотказной работы преобразователя: 10000 часов Мощность преобразователя напряжения: 30-50Вт
В результате проведенного проектирование и практической реализации преобразователя напряжения для электролюминесцентных панелей. Были получены результаты, которые значительно уменьшили уровень акустического шума, снизили массу и габариты схемы и значительно уменьшили стоимость.
Список литературы
1. Деркач В.П. Электролюминесцентные устройства / В.П. Деркач, В.М. Корсунский. Киев: Наукова думка, 1968. 302 с.
2. Искусство схемотехники. Хоровиц П., Хилл. У. Издание седьмое, 2014. Бином. Москва.
3. OrCAD. Моделирование. Ю.Б. Болотовский, Г.И. Таназлы Солон-Пресс, 2005.
4. Промышленная электроника Горбачёв Г.Н. Учебник для вузов. Под ред. В.А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1988.
5. Кеоун Дж. OrCAD Pspice. Анализ электрических цепей Издатель ДМК Пресс. Питер, 2008.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМОЧЕННОГО ЛЕССОВОГО
ГРУНТА Будикова А.М.1, Отепберген Н.О.2
'Будикова Айгуль Молдашевна — старший преподаватель, кандидат технических наук; 2Отепберген Назарбек Оразбекулы — магистрант, кафедра архитектуры и строительного производства, инженерно-технологический факультет, Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата, г. Кызылорда, Республика Казахстан
Аннотация: в статье предлагается основные принципы проектирования оснований и фундаментов в особых условиях. Приводятся результаты обработки лабораторных данных, полученных при испытаниях лёссового грунта нарушенной структуры. Ключевые слова: основание, фундамент, просадочные грунты, лессовые породы.
УДК 626/627:631.6
Замачивание образцов лёссового грунта природной влажности производили в грунтоотборочном кольце одометра или сдвигового прибора до влажностей wsl=16, 21, 23 и 26%, доводя образцы до различной степени влажности включая полное водонасыщение грунта. Дальнейшее увеличение влажности практически уже не влияет на изменение свойств грунта. Требуемое количество воды mw, которое необходимо было долить в кольцо для достижения нужной влажности, определяли по следующим формулам:
0,0^=( mgo+ mw- т^/Щ;, (1) mw= Щ;(1+0,0^)- mgo, г, (2) где Щгмасса частиц, ЩГр^Ч^р^нщщДНео), г; т^ - масса грунта природной влажности в кольце.
Это количество воды доливали в кольцо прибора, и после достижения условной стабилизации замеряли по индикатору высоту замоченного образца и его объем У;1. Затем определяли характеристики замоченного лёссового суглинка: - плотность замоченного грунта:
+ т , г/см3 (3) " V,
