キセノンストロボライト制御回路

次の記事で紹介する回路は、4つのキセノン管にストローブ照明効果を順次生成するために使用できます。

提案されたシーケンシャルキセノン照明効果は、ディスコ、DJパーティー、車や車、警告インジケーター、またはお祭りの際の装飾用ライトの装飾として適用できます。

さまざまなキセノンチューブが市場に出回っており、それに対応する点火トランスセットが付いています（これについては後で説明します）。理論的には、ほぼすべてのキセノン管が、下の図に示すストロボ制御回路で非常にうまく機能します。

キセノンチューブ定格の計算方法

この回路は「毎秒60ワット」のキセノン管用に設計されており、これですべてに対応できます。悲しいことに、キセノン管の電力定格は通常、毎秒「x」ワットとして言及されており、これはしばしば問題を意味します！

図の特定のコンデンサ値とDC電圧レベルの背後にある理由は、次の簡単な式で理解できます。

E = 1/2 C.U^二

キセノン管が利用する電力量は、エネルギーとキセノン繰り返しパルス周波数を乗算するだけで決定できます。

周波数が20Hz、電力が60 Wの場合、チューブは約1.2kWを「消費」する可能性があります。しかし、それは巨大に見え、正当化することはできません。実際、上記の数学は間違った式を使用しています。

別の方法として、これは、最適な許容可能な管の散逸と、周波数に関して結果として生じるエネルギーに依存する必要があります。

私たちが熱心に取り組んでいるキセノン管の仕様は、10 Wまでの可能な限り高い散逸を処理できる必要があることを考慮すると、0.5Wsのエネルギーの最適レベルを20Hzで放電する必要があります。

放電コンデンサの計算

上記で説明した基準では、値が11uFで、アノード電圧が300 Vの放電容量が必要です。この値は、図に示すように、C1およびC2の値と比較的よく一致しています。

ここで問題は、キセノン管に定格が印刷されていない状況で、正しいコンデンサ値をどのように選択するかということです。現在、「Ws」と「W」の関係があるため、以下に示す経験則の式をテストできます。

C1 = C2 = X。 Ws / 6 [uF]

これは実際には関連する手がかりにすぎません。キセノン管が連続250時間未満の最適な動作範囲で指定されている場合は、許容散逸を減らして式を適用するのが最善です。すべてのタイプのキセノンチューブに関して従うことをお勧めする便利な推奨事項。

それらの接続極性が適切であることを確認してください。これは、カソードをアースに接続することを意味します。多くの場合、アノードは赤色のスポットでマークされています。グリッドネットワークは、カソード端子側のワイヤのように、または単にアノードとカソードの間の3番目の「リード」として利用できます。

キセノンチューブの点火方法

了解しました。不活性ガスは、帯電すると照明を生成する能力があります。しかし、これではキセノン管が実際にどのように点火されるかを明確にすることはできません。前述の電力貯蔵コンデンサは、2つのコンデンサC1とC2を介して上記の図1に示されています。

キセノン管がアノードとカソードの間に600Vの電圧を必要とする場合、ダイオードD1とD2は、電解コンデンサC1とC2と組み合わせて電圧ダブラネットワークを構成します。

回路のしくみ

コンデンサのペアは常に最大AC電圧値まで充電され、その結果、キセノン管の点火期間中の電流を制限するためにR1とR2が組み込まれます。 R1、R2が含まれていない場合、キセノンチューブはある時点で劣化し、動作を停止します。

抵抗R1とR2の値は、C1とC2が最大キセノン繰り返し周波数でピーク電圧レベル（2 x 220 V RMS）まで充電されるように選択されています。

要素R5、Th1、C3、およびTrは、キセノン管の点火回路を表します。コンデンサC3は、キセノン管に点火するために、点火コイルの一次巻線を介して放電し、二次巻線の両端に数キロボルトのグリッド電圧を生成します。

これは、キセノン管が発火して明るく照らす方法です。これは、C1とC2の内部に保持されている電力全体を瞬時に引き出し、まばゆいばかりの閃光によって同じ電力を放散することも意味します。

その後、コンデンサC1、C2、およびC3が再充電され、充電によってチューブが新しい​​フラッシュパルスを発生できるようになります。

点火回路は、オプトカプラー、内蔵LED、および単一のプラスチックDILパッケージにまとめて封入されたフォトトランジスタを介してスイッチング信号を取得します。

これにより、ストロボライトと電子制御回路全体の優れた電気的絶縁が保証されます。フォトトランジスタがLEDによって点灯するとすぐに、それは導電性になり、SCRを作動させます。

オプトカプラの入力電源は、C2の両端からの300Vの点火電圧から取得されます。それにもかかわらず、明らかな要因のためにダイオードR3とD3によって15Vに下げられます。

制御回路

駆動回路の動作理論が理解されたので、キセノン管を設計してシーケンシャルストロボ効果を生成する方法を学ぶことができます。

この効果を生み出すための制御回路を下の図2に示します。

最高の繰り返しストロボレートは20Hzに制限されています。この回路は、4つのストロボデバイスを同時に処理する能力があり、基本的に、さまざまなスイッチングデバイスとクロックジェネレータで構成されています。

2N2646ユニジャンクショントランジスタUJTは、パルスジェネレータのように機能します。これに関連するネットワークは、P1を使用して出力信号の周波数を8〜180Hzのレート付近で微調整できるようにすることを目的としています。発振器信号は、10進カウンタIC1のクロック信号入力に供給されます。

下の図3は、クロック信号に関するIC1出力での信号波形の図を示しています。

1〜20Hzの周波数でIC4017スイッチから来る信号は、スイッチS1〜S4に適用されます。スイッチの位置によって、ストロボのシーケンシャルパターンが決まります。これにより、照明シーケンスを右から左、またはその逆などに調整できます。

S1〜S4を完全に時計回りに設定すると、押しボタンが操作モードになり、4つのキセノンチューブの1つを手動でアクティブにすることができます。

制御信号は、トランジスタT2を介してLEDドライバステージをアクティブにします。 。 。 T5。 LED D1…D4は、ストロボライトの機能インジケーターのように機能します。制御回路は、D1…D4のカソードを接地するだけでテストできます。これらは、回路が正しく機能しているかどうかをすぐに示します。

IC555を使用したシンプルなストロボスコープ

この単純なストロボスコープ回路では、IC555はトランジスタと接続されたトランスを駆動する非安定発振器のように機能します。

トランスは、ストロボスコープステージ用に6VDCを220V低電流ACに変換します。

220 Vは、ダイオードコンデンサ整流器の助けを借りてさらに高電圧ピーク300Vに変換されます。

コンデンサC4がSCRゲートネオンバルブのトリガーしきい値まで充電されると、抵抗ネットワークを介して、SCRが起動し、ストロボスコープランプのドライバーグリッドコイルをトリガーします。

このアクションは、C4が完全に放電されて次のサイクルが繰り返されるまで、300V全体をストロボスコープの電球にダンプして明るく照らします。