|
Svítící vlákna jsou zajímavým
světelným zdrojem. Původně byla sice vyvinuta pro
vojenské účely, dají se však také výhodně
použít pro nejrůznější světelné efekty, na
diskotéky, v reklamě nebo třeba i na vánoční
výzdobu. Podrobný popis svítících vláken naleznete na těchto
stránkách v sekci články. Tato vlákna se (prý)
dají sehnat u pražské firmy Bohemia Technology, viděl
jsem je i nabídkovém katalogu firmy Conrad (asi 500
Kč/m). Pokud se rozhodnete použít svítící vlákna
Sherlog Lytec, budete postaveni před problém, jak
získat potřebné napájecí napětí. Pokud nechcete
použít továrně vyráběný měnič, můžete použít
některé z uvedených zapojení.Fotografie budičů zde (98 kB) |
K dispozici jsem měl pro pokusy dva, přibližně dvoumetrové kusy uvedeného svítícího vlákna a několik krátkých odstřižků. Původně jsem chtěl navrhnout malý a lehký měnič, o který mě požádal přítel. Vyskytlo se však několik problémů, které mě donutily původní záměr revidovat. Podle technické specifikace vyžadují zmíněná vlákna střídavé napájecí napětí 80 až 120 V s kmitočtem asi 2 kHz. Při nižším knitočtu se zmenšuje jas, při větším se zase výrazně zkracuje životnost vlákna. Jak se ukázalo, představuje právě použitý kmitočet jistý problém. Tovární měnič, který jsem měl možnost si prohlédnout, byl sice malý a lehký, kmitočet měniče však byl o dost vyšší, než je doporučený. Výkon, který lze transformátorem přenést, je totiž tím větší, čím je kmitočet měniče vyšší.
Obr. 1. Jednoduchý měnič pro napájení svítících vláken
Jednoduchý měnič s transformátorem a dvěma tranzistory je na obr. 1. Tranzistory pracují jako samokmitající dvojčinný propustný měnič. Báze tranzistorů jsou buzeny signálem v protifázi z opačných konců vinutí přes rezistory R1 a R2. Jsem si vědom, že tento způsob není ideální, ušetříme tak však jedno nebo dvě pomocná vinutí. Kondenzátor C1 zmenšuje parazitní zákmity, které se objevují zejména při malé zátěži měniče. Tranzistory se jen málo zahřívají a není třeba je chladit. Svítící vlákno se elektricky chová jako kondenzátor s velkými ztrátami. Kmitočet měniče se proto mění podle délky připojeného vlákna.
 |
 |
| Obr. 2. Deska
s plošnými spoji pro měnič z obr. 1 v měřítku 1:1
(kliknutím získáte obrázek v rozlišení 600 dpi) a
rozmístění součástek na desce. |
Transformátor má jádro EE z hmoty H21 o rozměrech 33 x 26 mm (střední sloupek 8 x 8 mm). Primární vinutí má 2x 20 z lakovaným drátem o průměru 0,3 mm, sekundární 300 z lakovaným drátem o průměru 0,18 mm. Na kostřičku je navinuto nejdříve sekundární vinutí, následuje proklad a vinutí primární. Primární vinutí vineme nejlépe dvěma dráty současně - po navinutí vytvoříme střed tak, že konec jednoho drátu spojíme se začátkem druhého. Obě poloviny vinutí pak budou mít shodný počet závitů. Jádro transformátoru je staženo tak, aby mezi jeho polovinami nebyla pokud možno žádná mezera. Hmota H21 je vhodná pro kmitočty 50 až 100 kHz. Pro tento měnič by bylo vhodnější jádro z hmoty H22. To jsem však neměl k dispozici.
Pokud správně připojíte transformátor, měl by měnič pracovat na první zapojení. Postavený vzorek měl však jednu nectnost. I když jsem se snažil stáhnout závity i jádro transformátoru co nejpevněji, měnič přesto dosti hlasitě pištěl. Možná by pomohla impregnace parafínem nebo šelakem. Transformátor by pak již nebylo možné rozebrat (šelak), nebo jen velmi obtížně (parafín). Pro krátké vlákno stačí stejnosměrné napájecí napětí 5 V, pro dlouhé 2 m až 9 V. Odběr je podle napájecího napětí a zatížení asi 100 až 200 mA.
Obr. 3. Zapojení jiného budiče pro svítící vlákna
Druhé zapojení na obr. 3 není měnič, ale spíše jen budič. K napájení se používá střídavé napětí 35 až 50 V ze síťového transformátoru. Usměrňovač je zapojen jako zdvojovač, takže součet napětí na kondenzátorech C3 a C4 je až 150 V. Rezistor R7 spolu se Zenerovou diodou D5 zmenšuje napájecí napětí pro multivibrátor asi na 7 V. Multivibrátor s tranzistory T1 a T2 kmitá na kmitočtu asi 2 kHz a budí můstkový koncový stupeň. V koncovém stupni jsou použity tranzistory V-MOS BS108. Tyto tranzistory mají velmi malé prahové napětí (0,4 až 1,8 V), poměrně velký maximální proud a napětí (250 mA, 200 V) a odpor v sepnutém stavu asi 5 Ohmů. Zvláštní zapojení koncového stupně umožňuje budit jen dolní tranzistory můstku. Je-li např. T4 sepnut, je na gate T6 zápornější napětí než na source a T6 je uzavřen. Proud do zátěže prochází přes D2 a T4. Uzavře-li se T4, otevře se T6 napětím, které se na gate dostane přes R6. Uvedené zapojení pracuje dobře i s bipolárními tranzistory.
Výstup můstku je připojen na svítící vlákno. Výstupní napětí je dosti tvrdé, po připojení 4 metrů vlákna se zmenší jen nepatrně. Výstupní tranzistory se však již dosti zahřívají. Koncový stupeň nemá žádnou ochranu - zkratování výstupních vodičů mezi sebou nebo na napájecí napětí zničí poměrně drahé tranzistory.
 |
Obr. 4. Deska s plošnými spoji pro budič z obr. 3 v měřítku 1:1 (kliknutím získáte obrázek v rozlišení 600 dpi) a rozmístění součástek na desce |
 |
|
Po výměně některých součástek by tento budič mohl napájet i dlouhé vlákno. Bude třeba použít výkonové tranzistory s pokud možno malým prahovým napětím. Protože gate výkonových tranzistorů má velkou kapacitu, bude třeba také zmenšit odpor rezistorů R5 a R6. Podle prahového napětí tranzistorů případně zvětšíme i napájecí napětí multivibrátoru tak, aby bylo podstatně větší než prahové napětí tranzistorů MOSFET, nejvýše však 20 V. Napětí upravíme výměnou Zenerovy diody. Dále bude třeba vyměnit D1 a D2 za typ pro větší proudy (např. BA159) a zvětšit kapacitu filtračních kondenzátorů C3 a C4. Tuto úpravu jsem však nezkoušel.
Budič jsem postavil na desce podle obr. 4. Tranzistory T3 až T6 jsem umístil do „společné“ objímky pro IO DIL14. Nezapomeňte na drátovou propojku, která je v tomto případě zasunuta do objímky. Protože jsem neměl transformátor s vhodným sekundárním napětím, použil jsem dva malé transformátory se sekundárním napětím 24 V, jejich vinutí jsem zapojil do série.
Jaroslav Belza
Publikováno v PE 1/2001 na s. ??
4. 1. 2001