¿Desea alimentar una lámpara fluorescente con una tensión de 12 V de la batería del automóvil?.Para sistemas de iluminación de emergencia, señalización, camping, en barcos, un inversor que permite convertir los 12 V de una batería en alta tensión para encender lámparas fluorescentes, es de gran utilidad. En este artículo describimos un simple conversor para esta finalidad que el lector podrá montar en poco tiempo con material de bajo costo.
¿Conectar lámparas fluorescentes en una batería de automóvil? Si este es un problema que al lector le gustaría resolver con pocos componentes, damos en este artículo la solución ideal. Una lámpara fluorescente además de otorgar más luz tiene la ventaja de presentar un consumo más bajo que su equivalente incandescente.
Ya hemos sugerido en esto sitio un sistema de iluminación de emergencia que usa una batería común de 12 V de automóvil como fuente de energía. Esta batería era cargada lentamente por la tensión de la red, y al faltar la comente un relé hacia la conmutación del circuito automáticamente, encendiendo una lámpara incandescente (y al volver la energía, desconectaba la lámpara de emergencia y el aparato pasaba a recargar la batería a la espera de un nuevo corte).
Mejor aún que la lámpara incandescente sugerida en ese proyecto, puede ser una lámpara fluorescente, tanto por su luz más agradable y de mayor intensidad, como por el menor consumo, lo que permite más tiempo de funcionamiento.
Sin embargo, como tales lámparas precisan tensiones mucho mayores que 12 V para encender, su uso en un sistema como el indicado sólo es posible con la ayuda de un inversor.
El inversor que describimos en este artículo es bastante simple, y selo intercala entre la lámpara fluorescente y la batería de 12 V, permitiendo así que la baja tensión se convierta en alta con encendido de esta lámpara (figura1).
Sugerimos el uso de lámparas de potencias entre 7 y 15 watt, ya que ésta es el orden de potencia del inversor. Además de la iluminación de emergencia sugerida, el inversor puede usarse también en camping, para iluminar su carpa o casa rodante con la batería del auto, para barcos. y en señalización en un triángulo diferente, como sugiere 1a figura 2.
Observación: el inversor también funciona com 6 V pero con menor intensidad de luz.
Cómo funciona
Para obtener alta tensión de una batería de auto de 12 V, que es una fuente de corriente continua, precisamos básicamente un transformador. Sin embargo, no basta sólo con este transformador pues este tipo de componente no trabaja con corrientes continuas.
Así, además del transformador precisamos un circuito adicional que convierta la corriente continua de la batería en corriente alterna para que esta pueda ser aplicada al transformador y con esto tener un aumento de su tensión.
La estructura básica de nuestro inversor se muestra en la figura 3: el primer bloque representa el oscilador transistorizado que debe ajustarse para que opere en una frecuencia de entre 500 y 1500 Hz, cuando es mayor el rendimiento obtenido.
Este oscilador convierte la comente continua de la batería en alterna pudiéndose entonces al transformador.
El oscilador del primer bloque lleva dos transistores de potencia que operan encontrafase, conduciendo la corriente alternadamente. La realimentación que los mantiene en oscilación se hace a través de los resistores y de los capacitores conectados en sus bases, como muestra el circuito de la figura 4.
Estos capacitores, juntamente con el tercer capacitor conectado en paralelo con el transformador, determinan su frecuencia de operación y consiguientemente la eficiencia del circuito.
En la práctica puede haber necesidad de que el montador cambie los valores de estos componentes hasta obtener el mejor funcionamiento.
El bloque siguiente que representa el transformador tiene por función elevar la tensión obtenida en el transformador.
Esta tensión del orden de 12 V conforme el transformador usado puede llegar a 220 V ó más en su otro bobinado, lo que es más que suficiente para encender la lámpara fluorescente sin necesidad de usar un reactor o arrancador. La lámpara puede entonces ser conectada directamente al circuito.
El brillo obtenido para la lámpara dependerá justamente de la eficiencia del circuito en la conversión de energía.
Para un transformador de 12 V con corriente de = 500 mA se puede obtener una potencia del orden de 5 W l0 que es más que suficiente para hacer que la lámpara fluorescente ilumine pequeños ambientes como carpas. Para un transformador de 1 A con el rendimiento mayor del circuito se puede obtener. cerca de 10 W lo que dará para iluminar corredores como en el caso de sistemas de iluminación de emergencia.
Como las lámparas fluorescentes tienen un rendimiento mejor que las incandescentes, podemos decir que W de este fluorescente equivalen a más de 10 W de una lámpara incandescente.
Material
El material usado en este montaje es absolutamente común, no habiendo ninguna dificultad para que se obtenga todo lo necesario.
En la figura 5 tenemos nuestra sugerencia de caja para el montaje con la lámpara fluorescente montada en un reflector de metal de modo de concretar su luz en la dirección que sea necesaria.
La caja puede ser de madera o metal y existe solamente un control que es el interruptor general, lo que puede incluso omitirse si la lámpara usada fuera una iluminación de emergencia.
Para los componentes electrónicos. haremos las siguientes recomendaciones:
El transformador es el principal componente de este circuito, y debe tener un bobinado primario de 220 V, o bien ser del tipo con dos tensiones: 110 V y 220 V ya que será la parte de 220 V la que será conectada a la lámpara justamente para eliminar el uso del reactor (reactancia) y del arrancador.
El secundario de este transformador debe ser de 12V con toma central y corriente de 500 mA o de 1 A. El de 1 A proveerá mayor potencia que el de 500 mA como ya explicamos. Puede incluso usarse transformadores de menores contentes, pero el brillo de la lámpara también se reducirá.
Los transistores pueden ser de cualquier tipo NPN para uso general.
Sugerimos los siguientes: BD135, BD137 ó BD139 que poseen en el mismo tipo de cubierta y también el TTP29, y TIP31 que poseen cubiertas diferentes.
En la figura 6 tenemos la disposición de los terminales de estos transistores.
Estos componentes deben montarse en disipadores de calor en vista de 1a corriente de trabajo.
Estos disipadores pueden ser de metal en el formato mostrado en la misma figura 6, con las dimensiones que impiden su calentamiento excesivo. Los resistores usados son de 1/4 o ½ W con los valores indicados en la
Puede ser necesario alterar los valores de estos resistores, según el tipo de transformador, para obtener mayor rendimiento.
Explicaremos esto en la parte que se refiere al ajuste y uso del inversor.
Tenemos también los capacitores. Estos son todos de poliéster metalizado con los valores indicados en laCompleta el material la lámpara fluorescente de 7 a 40 W que puede ser incluso aprovechada de las que había desechado, ya que incluso las consideradas "quemadas" (pero que no tienen nada roto) pueden funcionar satisfactoriamente en el inversor por no ser necesaria la conexión de su filamento.
Para la conexión de la batería el lector debe también disponer de alambres y de conectores apropiados. Una sugerencia es el uso del conector para el encendedor del auto en las aplicaciones móviles (camping, baliza, etc.)
Montaje
Para el montaje el lector precisará un soldador pequeño y de punta fina, soldadura de buena calidad y como herramientas adicionales un alicate de corte lateral, otro de punta fina y destornilladores.
En la figura 7 tenemos entonces el circuito completo del inversor con los componentes para el transformador de 500 mA
El montaje en puente de terminales, que es la versión única sugerida, aparece en la figura 8.
El reducido número de componentes elimina la necesidad de placa de circuito impreso. En el montaje, siga la siguiente secuencia para mayor facilidad:
a) Suelde primero los transistores en el puente de terminales observando su posición y colocando los disipadores de calor. Los disipadores pueden ser posteriormente fijados en la caja por tornillos adicionales. Sea rápido al soldar para que el calor no dañe los transistores.
b) Fije el transformador en la caja, usando para este fin tornillos de acuerdo con el material de la misma (metal o madera).
c) Suelde los terminales del transformador en el puente de terminales, observando que los terminales que van a la lámpara son los de capa plástica roja y negra (0-220).
Los cables esmaltados que van soldados al puente de terminales deben ser raspados con una hoja de afeitar para quitarle el esmalte aislante y que la soldadura pueda "pegar”.
d) Suelde los resistores en el puente de terminales. Estos componentes tienen valores indicados por sus bandas de colores en la cubierta. Dóblelos y córtelos de modo que queden- en la posición correspondiente al dibujo.
e) Suelde los capacitores de poliéster metalizado. Los valores de estos componentes son dados por las bandas de colores que de- ben ser observadas. Doble los terminales y córtelos de acuerdo con la figura. En el momento de soldar evite que el calor se propague hasta el cuerpo del componente, ya que puede dañarlo.
t) Haga la conexión a la lámpara fluorescente que debe fijarse en su posición en la caja. El alambre de conexión a la lámpara debe ser bien aislado en vista de la alta tensión de funcionamiento y también debe ser corto para que no ocurran perdidas.
g) Para los cables de entrada que van a la batería será conveniente usar cables gruesos de colores diferentes para diferenciar la polaridad. Use cable rojo de hasta 4 metros para el polo positivo y cable negro del mismo largo para el polo negativo. En los extremos de estos cables debe conectar las pinzas cocodrilo o el conector para batería.
Si la caja usada es de metal se debe verificar que los disipadores de los transistores no hagan contacto con la misma. Si los mismos fueran fijados en la caja, entre el transistor y el disipador se debe colocar un aislador de mica o de plástico. Los aisladores para transistores se venden en las casas de materiales electrónicos.
Terminado el montaje verifique todas las conexiones y si todo está en orden puede pensar en una prueba de funcionamiento.
Prueba y uso
Como fuente de alimentación para la prueba puede usar una batería común de auto de 12 V o bien una fuente fija que proporcione una tensión de 12 V con corriente de hasta 1 A según su versión.
Conecte el inversor en la fuente, observando su polaridad: alambre rojo en el polo positivo y negativo con el alambre negro.
Luego de hacer la conexión a la fuente, la lámpara debe encenderse indicando que el oscilador está funcionando. Aproximando el oído al transformador debe oír el "silbido". Si el transformador "silba" pero la lámpara no se enciende es serial que la misma presenta algún problema.
Si el transformador no oscila, verifique los transistores que pueden tener problemas o estar conectados de modo erróneo.
Si la lámpara se enciende con un brillo muy por debajo de lo normal, puede hacer experimentos para mejorar el desempeño del inversor alterando los tres capacitores. Los dos capacitores de base pueden ser duplicados o reducidos a la mitad de su valor, mientras que para el capacitor en paralelo con el transformador, la banda varia entre 220 nF y 2,2uF.
Deben usarse siempre capacitores de poliéster metalizado. Del mismo modo se pueden hacer experiencias alterando el valor de los resistores también en la banda que va del valor original al doble y a la mitad.
Con el funcionamiento obtenido, sólo queda instalar definitivamente el inversor.
1990