Использование Холодного неона – электролюминисцентного провода

Для питания электролюминесцентного провода необходим источник переменного тока. Не получится зажечь холодный неон источником питания постоянного тока. Хорошим решением для питания электролюминесцентного провода может стать использование инвертора —  например 12В инвертора для холодного неона или USB инвертора для холодного неона.

На выходе инвертора должен быть синусоидальный ток без постоянной составляющей. Часто используют инверторы, питающиеся от батареек, такие как этот портативный генератор на элементах питания типоразмера AA.

Погонный метр гибкого холодного  неона повышенной яркости потребляет примерно 10 – 15 мА при напряжении 100В — это около 1,5 ватт на метр (при 100 В переменного тока). Две батарейки типоразмера AA обеспечивают 9 ватт, так что вы можете запитать 1 метр примерно на 6 или 2 метра на 3 часа.

Эти очень приблизительные цифры, так как напряжение меняется в зависимости от длины. Лучший способ выяснить как долго проработает холодный неон – это запитать его и проверить, на сколько хватит батареек до того момента, когда провод начнёт терять яркость.

Холодный неон это не активная нагрузка (как лампа накаливания), а скорее реактивная, то есть он работает как конденсатор. Жёсткий внутренний провод представляет собой одну «пластину» конденсатора, наружный — вторую, а покрытие из люминофора — изолятор, или диэлектрик (подробнее о конденсаторах можно посмотреть в Википедии).

Это означает, что вы не сможете управлять интенсивностью светового потока такими средствами, как симистор или ШИМ.

С точки зрения принципа действия электролюминисцентного провода его можно представить как конденсатор, ёмкость которого возрастает с увеличением длины провода. Это не идеальный конденсатор, в нём присутствует утечка, которую мы учтём, включив в модель резистор.

При добавлении одного метра мы подключим параллельно ещё один RC участок.

Конечно, мы можем поступить проще, вычислив новые ёмкость и сопротивление.

Ёмкость и сопротивление на один метр зависит от «толщины» светопровода, марки и типа, величины напряжения и частоты.

Для электролюминисцентного провода ELAM 2,3 мм от компании LyTec (это самый распространённый провод) волновое сопротивление на метр будет следующим:

А ёмкость одного метра светопровода ELAM 2,3 мм от компании LyTec следующая:

Холодный неон, который мы используем, примерно в два раза ярче, а его ёмкость примерно в два раза больше.

Информацию, приведённую выше, можно использовать для вычисления потребляемой мощности.

Предположим, у вас есть электролюминисцентный провод LyTec «стандартного» диаметра 2,3 мм. При длине в один метр это будет 6 нФ и 100 кОм, подключённые параллельно. Конденсатор имеет сопротивление 1/(2πfC). Поэтому при 2000 Гц сопротивление одного метра будет 12 кОм.

При параллельном подключении совместно со 100 кОм суммарное сопротивление будет 11 кОм. Для источника питания переменного тока на 100 В потребляемый ток будет 100 В/11 кОм = 9 мА на метр. 100 В x 9 мА/метр = 0,9 Ватт/метр!

Если вы используете наш холодный неон повышенной яркости с продолжительным сроком службы, то это будет примерно 1,5 Ватт/метр.

Получается, что инвертор со 100 мА на выходе может запитать где-то 10 метров холодного неона LyTec или 5 метров повышенной яркости. Трансформатор и резисторы, используемые в инверторе, сильно влияют на его нагрузочную способность!

Оптимальное напряжение должно в диапазоне 50–120 В переменного тока (150–360 В от пика к пику). Более высокое напряжение приводит к большей яркости (но к сокращению срока эксплуатации).

Частота может быть от 60 до 2000 Гц, более высокая частота приводит к большей яркости (но также сокращает срок службы). Большинство инверторов обеспечивают напряжение в 100 В и частоту 2 кГц. Эти показатели несколько варьируются в зависимости от длины подключенного электролюминисцентного, так как длинные провода «нагружают» инвертор.

Например, ниже приведена осцилограмма на выходе нашего портативного инвертора без нагрузки. Получается примерно 7 кГц и 120 В. Частота несколько выше, так как выходная схема рассчитана на подключение ёмкостной нагрузки, которой сейчас нет. Не повторяйте это самостоятельно, так как это может повредить инвертор!

При подключении 3 метров электролюминисцентного провода повышенной яркости частота стабилизируется на 2 кГц при напряжении 65 В — это означает, что мы нагрузили генератор почти до предела.

Если вы умеете обращаться с измерительными приборами и хотите подобрать оптимальное соотношение характеристик генератора и холодного неона, то для этого вы можете имитировать электролюминисцентный провод конденсатором и резистором, подключив их и замерив мультиметром или осциллографом частоту на концах резистивно-ёмкостной схемы.

Важно обратить внимание, что без какой-либо нагрузки напряжение на выходе может достигнуть очень высокого значения – вплоть до 400 В от пика к пику! Это может привести к выходу из строя проходного транзистора, именно поэтому холостое включение инвертора запрещается!