.
X    

Zvyšovací měnič pro 3 W germicidní UV-C výbojku


UPOZORNĚNÍ! UV-C záření je nebezpečné. Riziko poškození očí či kůže. UV-C záření je ionizující a nebezečné pro všechny živé organismy. I poměrně krátké vystavení očí tomuto záření může způsobit bolestivý zánět. Vše děláte na vlastní riziko.

V provozu
V provozu (klikněte pro plné rozlišení)


Parametry

  • Vstupní napětí: 3 až 5 V
  • Výstup: typicky CC 0,27 A, CV 17,2 V


Popis

Schéma zapojení
Schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)

Tento DC-DC měnič je navržen pro buzení 3-wattových 0,3 A UV-C výbojek určitého typu. Tyto zdroje UV-C záření vzhledem připomínají klasickou žárovku, část vlákna je ovšem potažena emisivním materiálem. Jakmile se vlákno zahřeje, zažehne se doutnavý výboj, který emituje jak viditelné, tak ultrafialové záření díky rtuťovým výparům, a napětí na výbojce klesne.

Měnič je sestaven na bázi integrovaného obvodu MT3608. Jedná se o IO pro zvyšující (boost, step-up) DC-DC měniče se zabudovaným MOSFETem dostupný v šestipinovém SOT-23 pouzdru. Tento IO není určen pro provoz v režimu CC (s konstantním proudem), ale napětí zabudované reference 0,6 V je dost nízké na to, aby šlo použít jako reference pro snímání proudu na rezistoru bez drastického snížení účinnosti. Ke snímání proudu zde slouží rezistor R3. Proud lze vypočítat snadno: $I_{lamp}=0,6/R_3$. Napěťová zpětná vazba je implementována pomocí rezistorů R1, R2 a Zenerovy diody D2. Takovýto zpětnovazební obvod není nijak zmíněn v datovém listu MT3608 a může způsobovat problémy se zabudovanou kompenzací smyčky zpětné vazby, projevující se jako nestabilita (oscilace). Bylo ověřeno, že použití mírně ztrátového (elektrolytického) kondenzátoru na místě C3 tento problém potlačí. C1 a C2 jsou keramické (MLCC) kondenzátory, které musí být umístěny co nejblíže samotného integrovaného obvodu. Dle experimentů zvýšení jejich hodnoty až na 10 µF příliš neohrozí stabilitu obvodu, ale zvýší účinnost snížením ztrát na ESR C3, C4. V prototypu byla použita tlumivka 6,8 µH místo 22 µH. Musí být schopná bez saturace snést proud odpovídající prodovému omezení MT3608 (4 A). Odhadovaná účinnost měniče je ≥80 %.

Není zde žádná potřebná ochrana (podpěťová, protizkratová) pro provoz z Li-ion baterie. Pro provoz s Li-ion baterie je nutné použít externí ochranu. S externí ochranou a článkem 18650 či podobným je možné tuto konstrukci využít jako přenosné dezinfekční zařízení.

Tyto výbojky pravděpodobně nejsou určené pro provoz se stejnosměrným proudem, může dojít ke snížení jejich životnosti.

Video - start výbojky, napájení 3,7 V.

Soubory pro KiCad - jednovrstvá DPS. Na frekvenci ≥1 MHz je již návrh DPS poměrně kritický, doporučuji použít oboustrannou DPS.


Fotografie

Deska plošných spojů
Deska plošných spojů (klikněte pro plné rozlišení)

 


 
Reklama (od webhostingu):