TL-omvormer
Een leuke schakeling uit de i-TRIXX van deze week; een TL-omvormer. Met deze schakeling kan je uit 12V een 4W TL-buisje voeden. Handig als noodverlichting, bijvoorbeeld in de shack (jij hebt toch ook een accu staan voor noodgevallen?) maar ook voor op de camping.
Als het om zuinige verlichting gaat, zijn TL-buizen niet te verslaan zelfs niet door moderne armaturen met power-LED's. Dat is dan ook de reden dat TL-buizen in sterk 'opgevouwen' vorm in zogenaamde spaarlampen worden gebruikt. Het enige nadeel van TL-buizen is dat ze een klein beetje kwik bevatten, zoals milieu-activisten niet nalaten te benadrukken. En kwik is een uiterst giftig goedje. i-TRIXX heeft voor hun experimenten met deze schakeling een 4-watt-TL-buisje gebruikt dat (volgens het datablad) een hoeveelheid van 12000 picogram kwik bevat. Om 0,1 gram kwik in het milieu te doen vrijkomen (dat is ongeveer een tiende van de hoeveelheid kwik die in een ouderwetse koortsthermometer zit) zou je 8,3 miljoen TL-buizen kapot moeten slaan… Laten we ons daar dus verder niet al te veel zorgen over maken.
Gezien hun hoge rendement zijn TL-buizen felle concurrenten van gloeilampen. Alleen, normale en goed verkrijgbare TL-buizen hebben 230 volt wisselspanning nodig om te branden; op de 12 volt gelijkspanning van een accu 'doen' ze het domweg niet.
Nu is het gelukkig niet zo moeilijk om een gelijkspanning van 12 V om te zetten in een wisselspanning van 230 V, zoal bijgaand schema aantoont
Om uit een lage gelijkspanning een hoge(re) wisselspanning te maken, gebruiken ze een oscillator en een 'achterstevoren' aangesloten nettransformator. De oscillator is opgebouwd rond het 'werkpaard' van de elektronica: een 555. Deze levert aan zijn uitgang een blokgolf met een frequentie van om en nabij 1000 Hz en met een duty-cycle (verhouding tussen 'aan'- en 'uit'-tijd die (en dat is een beetje bijzonder) kleiner is dan 50%. Dit wordt bereikt door via D1 en D2 te voorzien in gescheiden laad- en ontlaadtrajecten voor de frequentiebepalende condensator C1. Reden voor dit alles is dat door het verkleinen van de duty-cycle het rendement van de schakeling toeneemt.
Omdat de uitgang van de 555 onvoldoende stroom kan leveren om een TL-buisje van 4 watt aan het branden te krijgen en te houden (daarvoor is ongeveer 400 mA nodig) is power-MOSFET T1 (een IRF530) toegevoegd. Deze jaagt de door de uitgang van de 555 geleverde blokgolf door de 9-V-wikkeling van een standaard nettrafootje (TR1); over de 230-V-wikkeling staat dan een wisselspanning in de orde van grootte van de lichtnet-wisselspanning: voldoende om het TL-buisje te laten oplichten.
In onze omvormerschakeling is gekozen voor de snelstart-methode. In het schema zie je daarom aan de 'secundaire' 230-V-kant van de eerste trafo een tweede 2 x 6 V-trafootje; met de hierdoor geleverde 6-V-spanning(en) worden de elektroden van het buisje voorverwarmd.
Nog een paar slotopmerkingen. Omdat hier natuurlijk niet te zien is wat voor trafo je gaat gebruiken, is de omvormer instelbaar met P1. Om het starten te vergemakkelijken is druktoets S1 toegevoegd: hiermee kan de uitgangsspanning van de omvormer tijdelijk wat worden opgevoerd. Zodra de buis eenmaal brandt, kan P1 zo worden ingesteld dat er een (accu)stroom van ongeveer 0,4 A loopt.
Gebruik op de (gaatjes)print voor de aansluiting van de hoogspanning voor de TL-buis een printkroonsteen met een steek van 7,5 mm, en neem bij de bouw van de schakeling alle denkbare veiligheidsvoorschriften in acht.
De elektroden van een normale TL-buis blijken redelijk goed in een printkroonsteen met een steek van 5 mm te passen (zie foto); op die manier kun je een deugdelijke verbinding voor experimenteerdoeleinden in elkaar knutselen.
Om onaangename verrassingen te voorkomen, verdient het aanbeveling T1 van een koellichaam te voorzien (bijv. ICK35SA van Fischer).
Het gebruik van een tweede trafo voor de aparte 6-V-gloeispanning biedt veel voordelen: De buis start niet alleen snel maar de levensduur neemt bovendien toe. Niettemin bleek tijdens het experimenteren dat 4-watt-buisjes ook zonder deze hulpspanning prima starten. Deze variant is in het schema rechts getekend, en het is deze uitvoering die je op de foto in opgebouwde vorm ziet.
Rest ons nog je op het hart te drukken nooit aan een ingeschakelde schakeling te werken: zonder belasting of tijdens het starten van een aangesloten TL-buis produceert de schakeling levensgevaarlijk hoge spanningen!