Barbera, Sandro - El Nietzsche apolítico de Colli y Montinari
Ponentes:Marco Antonio Dalla Costa Gustavo Ariel Barbera 13 a 18 de Febrero de 2012 Sistema...
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Ponentes: Marco Antonio Dalla CostaGustavo Ariel Barbera
13 a 18 de Febrero de 2012
Sistema Electrónicos para Iluminación
Día 3 Lámparas de Alta Intensidad de Descarga (HID)
SUMARIO
Lámparas HID:
Vapor de Mercurio
Vapor de Sodio
Halogenuros Metálicos
Etapas de Operación de Lámparas HID
Resonancias Acústicas
Balastos Electrónicos para Lámparas HID
PRINCIPALES LÁMPARAS HID
Lámpara de Mercurio de Alta Presión.
Lámpara de Vapor de Sodio.
Lámpara de Halogenuros Metálicos.
LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
Mercúrio em Alta Pressão (HPM)
IRC 55 %
Vida Útil 15.000 horas
Eficiência Luminosa 50 lm/W
Lámpara de Mercurio de Alta Presión.
Lámpara de Vapor de Sodio.
Lámpara de Halogenuros Metálicos.
LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
0
2
4
6
ENERGIA[eV]
8
10365 313 297
185
546 436 405
253.7
3P0
3P1
3P2
3S1P1
ENERGÍA DE EXCITACIÓN
NIVELES DE ENERGÍA SIMPLIFICADOS DEL ÁTOMO DE MERCURIO
DOMINANTEULTRAVIOLETA
ÁTOMO DE MERCURIO
AL AUMENTAR LA PRESIÓN EN LA LÁMPARA DE MERCURIO AUMENTA DE FORMA MUY IMPORTANTE EL RENDIMIENTO LUMINOSO
P [Pa]1 104102 106
W
Lm
20
40
60APARECEN LÍNEAS DE EXCITACIÓN DENTRO DEL ESPECTRO VISIBLE
COMPRENDE 3 TIPOS BÁSICOS DE LÁMPARAS:
- VAPOR DE MERCURIO PROPIAMENTE- VAPOR DE MERCURIO CON COLOR CORREGIDO- VAPOR DE MERCURIO LUZ MEZCLA
LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN
VM
LAS LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN (VMAP) TRABAJAN ENTRE 2 - 4 BARES CARECE DE EMISIÓN EN EL ROJO Y PRESENTA UNA MALA REPRODUCCIÓN CROMÁTICA (IRC = 25).
LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN COLOR CORREGIDO IRC =60
LA INCORPORACIÓN DE SUSTANCIAS FLUORESCENTES PARA APROVECHAR LA LUZ ULTRAVIOLETA PRODUCIDA Y CONVERTIRLA EN ROJA, DA LUGAR A LAS LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO DE COLOR CORREGIDO.
MEJORA LA CALIDAD DE LA LUZ, PUDIENDO LLEGAR A IRC = 60 (ACEPTABLE)
FÓSFOROSROJOS.FLUOROGERMANATODE MAGNESIO
LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
1.- ARRANCAN CON TENSIONES MUY BAJAS (LEY DE PASCHEN). NO NECESITAN ARRANCADOR DESDE RED.
2.- PRECISA DE TIEMPOS DE 4-5 MINUTOS HASTA ALCANZAR EL EQUILIBRIO DE FUNCIONAMIENTO
DENSIDADDE VAPOR DE MERCURIO
TEMPERATURA
PRESIÓN
Ts
Ts = TEMPERATURA DE SATURACIÓN
UNA VEZ SE HA LLEGADO AL EQUILIBRIO SE ALCANZAN PRESIONES Y TEMPERATURAS MUY ELEVADAS EN EL TUBO DE DESCARGA.
P del orden de 2. 105 hasta 20 . 105 PaT del orden de 630 K (357 ºC)
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA LÁMPARAS DE VMAP
¡ CUIDADO CON ROTURAS Y EXPLOSIONES DEL TUBO DE DESCARGA!
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA LÁMPARAS DE VMAP
3.- LA CORRIENTE DURANTE LA FASE DE CALENTAMIENTO PUEDE LLEGAR A 2-3 VECES LA DE FUNCIONAMIENTO NORMAL (DURANTE ESTA FASE LA LÁMPARA ES UNA RESISTENCIA MUY PEQUEÑA).
4.- LA TEMPERATURA DE COLOR ES INTERMEDIA 3500 - 4500 K (CON FÓSFOROS)
5.- LA VIDA MEDIA PUEDE LLEGAR HASTA LAS 25.000 HORAS
6.- LA EFICIENCIA LUMINOSA PUEDE LLEGAR HASTA LOS 60 Lm/W
7.- LOS ENCENDIDOS EN CALIENTE SON COMPLICADOS, YA QUE LA PRESIÓN EN EL TUBO ES ELEVADA (PUEDE REQUERIR VARIOS KV).
HABITUALMENTE EL CIRCUITO REINTENTA EL ENCENDIDO HASTA QUE LA LÁMPARA ENFRÍA (DISMINUYE LA PRESIÓN).
BALASTO
ELECTRODOAUXILIAR
RESISTENCIADE ARRANQUE ELECTRODOS
PRINCIPALES
TUBO DE CUARZO
ARCO
LA DESCARGA SE INICIA EN EL ELECTRODO AUXILIAR PROPORCIONANDO SUFICIENTES ELECTRONES PARA INICIAR LA DESCARGA ENTRE LOS DOS ELECTRODOS PRINCIPALES
BALASTO CONVENCIONAL PARA LÁMPARAS DE VMAP
ELECTRODO AUXILIAR
RESISTENCIADE ARRANQUE
TUBO DE CUARZO
ELECTRODOS PRINCIPALES
LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
AMPOLLA EXTERIOR CON RECUBRIMIENTO DE FRUOROGERMANATO DE MAGNESIO (FOSFORO ROJO)
SOLO MEDIA LÁMPARA (LÁMPARA DE PRUEBA)
LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN DE COLOR CORREGIDO
FILAMENTOINCANDESCENTE
SE USA COMO BALASTO UN FILAMENTO INCANDESCENTE QUE APORTA EL COLOR ROJO NECESARIO Y REALIZA LAS FUNCIONES PROPIAS DE LIMITAR LA CORRIENTE EN FUNCIONAMIENTO.
- MEJORA EL TIEMPO DE CALENTAMIENTO (1-2 MINUTOS)
- LAS FLUCTUACIONES DE LA RED AFECTAN A LA VIDA DEL FILAMENTO.
- TEMPERATURA DE COLOR 3600 K
- IRC = 60 (ACEPTABLE)
- VIDA MEDIA 6.000 HORAS (BAJA BASTANTE)
- EFICIENCIA LUMINOSA DEL ORDEN DE 30 Lm/W
- NO NECESITA BALASTO
LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN CON LUZ MEZCLA
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN CON LUZ MEZCLA
FILAMENTOINCANDESCENTE
LÁMPARA DE VMAP CON LUZ MEZCLA PANASONIC
1.- EL 90% DE LA RADIACIÓN SE PRODUCE EN LA BANDA 589 - 589,6 nm (AMARILLO).ES LA LÁMPARA MAS EFICAZ DE TODAS LAS FUENTES DE LUZ QUE EXISTEN.
2.- LA TEMPERATURA EN EL TUBO DE DESCARGA ES MUY ELEVADA (DEL ORDEN DE LOS 260 ºC)
3.- LOS ELECTRODOS NO SON PRECALENTADOS (ARRANQUE EN FRIO) POR LO QUE REQUIERE UNA TENSIÓN DE CEBADO BASTANTE ELEVADA (400 - 600 V).
SON LÁMPARAS GRANDES
LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO EN BAJA PRESIÓN
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
ESPECTRO TÍPICO DE UNA LÁMPARA DEVAPOR DE SODIO DE BAJA PRESIÓN (VSBP)
LPS
- TIENEN UNA EFICACIA LUMINOSA MUY ELEVADA DE HASTA 183 lm/W
- DURACIÓN DEL ORDEN DE 6000 HORAS
- EL ÍNDICE DE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA ES MUY MALO (AMARILLO PRÁCTICAMENTE PURO)
- LA LUZ MONOCROMÁTICA ACENTÚA LOS CONTRASTES Y LAS FORMAS SE PERCIBEN MEJOR. (IMPORTANTE PARA VIALES CON NIEBLA)
VSBP
ESTRUCTURA LÁMPARA VSBP
TUBO DE DESCARGA DOBLADO
SODIO EN FRIÓ DEPOSITADO EN FORMA DE GOTITAS
ELECTRODOS
AMPOLLAEXTERIOR(PROTECCIÓN Y FILTRO IR)
¡CUIDADO TIENEN POSICIÓNDE FUNCIONAMIENTO!
- ES IMPORTANTE REDUCIR LA RADIACIÓN DE CALOR DEL TUBO DE DESCARGA AL MÍNIMO PARA ASEGURAR SU LA TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO ÓPTIMA (260 ºC).
- LA AMPOLLA EXTERIOR SUELE LLEVAR FILTROS INFRARROJO (EMISIÓN MÁXIMA SOBRE 5.500 nm - CUERPO NEGRO A 260 ºC).
- EL SODIO ES MUY ACTIVO CON LA MAYOR PARTE DE LOS CRISTALES (SE USAN CRISTALES ESPECIALES DE BORATO EN EL TUBO DE DESCARGA).
- LA PRESIÓN ÓPTIMA DE TRABAJO ES DE 0.4 Pa (260 ºC):
SI ES DEMASIADO BAJA NO TENEMOS SUFICIENTE ÁTOMOS DE SODIO PARA SER EXCITADOS
SI ES DEMASIADO ALTA SE PRODUCE ABSORCIÓN DE LA LÍNEAS DE RESONANCIA DEL SODIO Y SE REDUCE LA EFICIENCIA.
COMENTARIOS LÁMPARA VSBP
TENSIÓNDE
ENCENDIDO[V]
ARGÓN EN NEÓN [%]
MEZCLA PENNING
0.5 1
540
580
0.3
GAS AUXILIAR DE ARRANQUE EN LÁMPARAS VSBP
DENSIDADDE VAPOR DE SODIO
TEMPERATURA
PRESIÓN
600 K
1012 atomos Na/mm3
1 bar
LAS LÁMPARAS DE VSBP CONTIENEN MUCHO MAS SODIO DEL QUE SE NECESITA PARA ALCANZAR LA PRESIÓN DE VAPOR DE SATURACIÓN.(NO ALCANZAN NUNCA LA SATURACIÓN)
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS LÁMPARAS VSBP
1.- TARDAN EN ALCANZAR EL RÉGIMEN TÉRMICO DESPUÉS DEL ARRANQUE UNOS 15 MINUTOS.
2.- SIN EMBARGO LA RESISTENCIA DURANTE LA FASE DE CALENTAMIENTO ES SIMILAR A LA DE RÉGIMEN PERMANENTE (NO HAY SOBRECORRIENTES DURANTE ESTA FASE)
3.- LA TENSIÓN DE ENCENDIDO ES DEL ORDEN DE 400-600 V EN FRIÓ. PUDIENDO LLEGAR HASTA VARIOS kV EN CALIENTE.
4.- LA TENSIÓN DE ARCO (LA RESISTENCIA DE LA LÁMPARA) CRECE A LO LARGO DE LA VIDA DE LA MISMA.
5.- A PESAR DE TODO, EL FLUJO LUMINOSO ES MUY ESTABLE.
50 25K 400KFRECUENCIA
100
115
RENDIMIENTOLUMINOSO[%]
LA EFICIENCIA LUMINOSA DE LA LÁMPARAS DE VSBP INICIALMENTE DECRECE CON LA FRECUENCIA DE EXCITACIÓN PARA POSTERIORMENTE AUMENTAR.
PARA OBTENER BENEFICIOS DE RENDIMIENTO LUMINOSO ES NECESARIO SUBIR POR ENCIMA DE LOS 100 KHz
100K
ASPECTOS DE SEGURIDAD CON LAS LÁMPARAS DE VSBP
EL SODIO REACCIONA VIOLENTAMENTE CON EL AGUA PRODUCIENDO SODA CÁUSTICA (HIDRÓXIDO DE SODIO) E HIDROGENO.
¡¡¡MUCHO CUIDADO CON LAS ROTURAS DE ESTAS LÁMPARAS (INCLUSO SIN CONECTAR)!!!
ANIMACIÓN:PEQUEÑA CANTIDAD DE SODIO EN AGUA
FOTO:GRAN CANTIDAD DE SODIO EN AGUA
LAS LÁMPARAS VSAP SON DE DESARROLLO RECIENTE.
PROBLEMA: EL SODIO A ALTA PRESIÓN Y TEMPERATURA ES ALTAMENTE AGRESIVO.
LA OPTIMA PRESIÓN DE VAPOR NECESARIA ES MENOS QUE EN EL CASO DEL MERCURIO Y EN SATURACIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR DE SODIO.
SE REQUIERE AMPLIA SEPARACIÓN DE LOS ELECTRODOS PARA TENER UNA TENSIÓN ADECUADA.
LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO EN BAJA PRESIÓN
100
80
60
40
20
1 10 100 1.000 10.000PRESIÓN EN EL TUBO DE DESCARGA
100.000
RENDIMIENTOLUMINOSO[%] BAJA
PRESIÓN
ALTA PRESIÓN
ESTÁNDAR (IRC 20)IRC 60
IRC 80
VSAP:EVOLUCIÓN DEL RENDIMIENTO LUMINOSO Y DEL ESPECTRO CON LA PRESIÓN EN EL TUBO DE DESCARGA
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
VSAPIRC=80
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
VSBP
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
VSAPIRC=60
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
VSAPIRC=20
T=2.000K
T=2.150K
T=2.500K
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA LÁMPARA DE VSAP
1.- TEMPERATURA DE COLOR CÁLIDA (ENTRE 2.000 - 2.200 K)
2.- IRC DEPENDIENTE DEL MODELO (ENTRE 20 - 80)
3.- VIDA MEDIA DE HASTA 24.000 HORAS
4.- EFICACIA LUMINOSA DE HASTA 130 lm/W
5.- NO TIENEN PRÁCTICAMENTE ULTRAVIOLETA
ANILLO DE ARRANQUE PARA FACILITAR EL CEBADO
TUBO DE DESCARGA(T HASTA 1.000 ºC)
"OXIDO DE ALUMINIOSINTERIZADO"
EL TUBO DE DESCARGA CONTIENE UNA AMALGAMA DE SODIO (ALEACIÓN DE SODIO Y MERCURIO) JUNTO AL GAS NOBLE HABITUAL
LÁMPARAS VSAP
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN IRC 23
HPS 150 W
VSAPIRC=20
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN IRC=60
HPS 150 W
VSAPIRC=60
350 400 450 500 550 600 650 700 750
[nm]
VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN IRC=80
HPS 150 W
VSAPIRC=80
VSAP: RE-ENCENDIDO EN CALIENTE
2
4
6
8
400 600 800 1.000200TEMPERATURA [K]
TENSIÓNDE ENCENDIDO[KV]
REQUIERE TENSIONES DE ENCENDIDO ELEVADAS EN CALIENTE
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 1 2 3 4 5 6
Tiempo de enfriamiento (min)
Tens
ión
de r
uptu
ra (
KV
)VSAP 70 W
VSAP: DETALLE DE LA EVOLUCIÓN DE LA TENSIÓN DE ENCENDIDO CON EL TIEMPO DE ENFRIAMIENTO
70 W
35 W
90 - 95 Rla
Pla VSAP 70W Osram
LÁMPARA DE VSAP: RESISTENCIA EQUIVALENTE EN ALTA FRECUENCIA(VARIA POCO CON LA POTENCIA)
70 W
Rla
Pla
85 90
95.5
12 % Fluctuación(medida experimental sobre 5 lamp.
Mazda, Osram and Philips)
VSAP 70W
LÁMPARA DE VSAP: DIFERENCIAS ENTRE FABRICANTES
Rla120 90 180
Nueva 5.000 H 10.000 H
Efecto del envejecimiento
70 W
VSAP 70 W
La resistencia aumenta al envejecer la lámpara
DR DR varía dependiendo de la lámpara y puede ser mayor de 100%
LÁMPARA DE VSAP: ENVEJECIMIENTO
- ESTÁN DERIVADAS DE LAS DE VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN Y SE LES HAN INCORPORADO ADITIVOS METÁLICOS PARA MEJORAR LA CALIDAD DE LA LUZ
- NO EXISTE ELECTRODO AUXILIAR DE ENCENDIDO.
- REQUIEREN TENSIONES DE CEBADO ELEVADAS (ENTRE 1.5 Y 5 KV).
- SE PRECISA UN ARRANCADOR ELECTRÓNICO.
- LA FASE DE CALENTAMIENTO PUEDE DURAR DE 3 A 10 MINUTOS
LÁMPARAS DE HALOGENUROS METÁLICOS
350 400 450 500 550 600 650 700 750 [nm]
HALOGENUROS METÁLICOS TALIO Y TIERRAS RARAS
EXISTEN VARIOS ADITIVOS:DISPROSIO Y TALIO, SODIO Y ESCANDIO, TALIO Y TIERRAS RARAS.
- LA DURACIÓN ES DE UNAS 6000 HORAS.- LA EFICIENCIA LUMINOSA PUEDE LLEGAR HASTA LOS 80 Lm/W- LA TEMPERATURA DE COLOR PUEDE ESTAR ENTRE 3.000 Y 5.500 K DEPENDIENDO DEL ADITIVO EMPLEADO
HALOGENUROS METÁLICOS
IRC 90
FLUORESCENTE
IRC 85LÁMPARA DE MERCURIO
IRC 45
LA CALIDAD DE LUZ Y EL ÍNDICE DE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA OBTENIDA CON ESTAS LÁMPARAS ES EXCELENTE
LÁMPARA DE MH CON ELECTRODOS A AMBOS LADOS PARA RE-ENCENDIDO INSTANTÁNEO CON ALTAS TENSIONES
ELECTRODOSDE RE-ENCENDIDO
LÁMPARA MH PARA ESTUDIO DE TELEVISIÓN
VARIOS TIPOS DE LÁMPARA MH
Lâmpara HID:
Vácuo
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID
Cebado
Calentamiento
Régimen Permanente
Tensión Elevada: 3kV p/ Lámpara fría30kV p/ Lámpara caliente
Ancho de pulso controlado: mínimo 1µs (normativa)
Fase crítica para balastos electrónicos: corriente elevada y tensión reducida.
Comportase como una resistencia.Cuidado: característica dinámica.
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID
Pulso de sobretensión;
Reducción de la tensión;
Modificación de las propiedades del gas de ignición.
Fornecer energía para que los electrodos atinjan la temperatura correcta de emisión;
Inercia en la variación de temperatura de los electrodos;
Transporte de energía pequeño;
Reducción de la vida útil de la lámpara.
Ruptura del gas
Transición para un arco estable
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
CORRIENTE
TENSIÓNCORRIENTE DE SATURACIÓN(DESCARGA OSCURA)
TENUE LUMINOSIDAD
DESCARGA LUMINICENTE
RUPTURA
DESCARGA DE ARCO
1.- En la zona de descarga de arco se debe limitar la corriente (zona de resistencia negativa)
2.- Para ayudar a iniciar la descarga, se introducen gases inertes o una mezcla de gases (mezcla Penning)
3.- La tensión de ruptura depende de varios factores: geometría, presión del gas, temperatura ambiente, etc
TENSIÓN DE RUPTURA
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Los gases que forman la descarga son buenos aislantes. Para iniciar la descarga se introducen gases inertes.
Xe Ar
Ne
Ne + 0.1% Ar
PRESIÓN
TENSIÓN DERUPTURA
MEZCLA PENNING
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
2
4
6
8
400 600 800 1.000200
TEMPERATURA [K]
TENSIÓNDE CEBADO[kV]
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 1 2 3 4 5 6
Tempo de enfriamiento (min)
Ten
sió
n d
e Ig
nic
ión
(kV
) HPS 70 W
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Por pulso de tensión;
Con condensador auxiliar;
Filtro LCC resonante. Spark Gap;
SIDAC;
Condensador;
Filtro LCC.
Tipos de cebado
Topologías Estudiadas
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Cebado por Pulso de Tensión
IGNITOR SERIE PARA HPS Y MHL3-5 kV - 3 PULSOS DE 50 S EN CADA CICLO
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
IGNITOR SERIE PARA HPS Y MHL3-5 kV DURANTE 50 S
Cebado por Pulso de Tensión
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Spark Gap / Sidac:
Facilidad de operación;
Circuito auxiliar simple;
Coste elevado.
Cebado por Pulso de Tensión
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Condensador auxiliar:
Circuito simple;
Influencia en la salida.
Cebado con Condensador Auxiliar
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Filtro LCC resonante:
Gaño de tensión elevado en el cebado;
Menor tensión para partida de la lámpara;
Gaño de tensión adecuado en régimen permanente;
Metodología de proyecto fácilmente encontrada en la literatura;
Corriente elevada nos interruptores durante el cebado.
Cebado con Filtro LCC Resonante
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Cebado con Filtro LCC Resonante
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
FASE DE CALENTAMIENTO La temperatura del tubo aumenta y los metales se vaporizan; El proceso sigue hasta que se atinge el equilibrio; La tensión de arco en esta fase es pequeña.
Formas de Onda Experimentales de la Etapa de Calentamiento – MHL 35W (20V/div; 0,2A/div; 20s/div).
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CALENTAMIENTO
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CALENTAMIENTO
Lámparas HID: RFRIA = 10%-20% RCALIENTE
70 W
35 W
90 - 95 Rla
Pla HPS 70W Osram
Resistencia varía poco con la potencia.
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
70 W
Rla
Pla
85 90 95.5
12 % flutuacción(medida experimental sobre 5 lamp.
Mazda, Osram and Philips)
HPS 70W
Diferencias entre fabricantes.
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
Efecto del envejecimiento.
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
Rla120 90 180
Nueva 5.000 H 10.000 H
Efecto del envejecimiento
70 W
VSAP 70 W
La resistencia aumenta al envejecer la lámpara
DR DR varía dependiendo de la lámpara y puede ser mayor de 100%
Efecto del envejecimiento.
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
Lámparas HID: RVIEJA = 200% RNUEVA
ALIMENTACIÓN DE LÁMPARAS HID
Baja frecuencia Balastos Magnéticos Ruido audible Parpadeo Re-encendido disminuye la vida útil de la lámpara Pesado y voluminoso Bajo coste Fiabilidad
Alta frecuencia Balastos Electrónicos No presenta ruido audible No presenta parpadeo de la luz Aumento de la vida útil de la lámpara Volumen y peso reducidos Posibilidad de comunicación y otros recursos Coste elevado Baja fiabilidad Resonancias Acústicas
ALIMENTACIÓN DE LÁMPARAS HID
Comportamiento en Frecuencia
Baja frecuencia (50 Hz – 60 Hz)Comportamiento no lineal
Alta frecuencia (10 kHz – en adelante)Comportamiento resistivo
ALIMENTACIÓN DE LÁMPARAS HID
Balasto Electrónico Convencional para FL
Bater
ía D
C
EstabilidadPotenciaRegulaciónControl, MonitorizaciónProtecciones ...
Rectif. / Filtro EMI
Inversor HF
PFC / Bus DC
Bus DCEstabilidad
Variación periódica de la potencia en la lámpara;
Consecuencias:
Alteración del coloy y parpadeo;
Destruición del tubo de descarga.
Resonancia Acústica
Resonancia Acústica (RA)Tensão
Corrente
Potência
Resonancia Acústica
Ejemplo de Resonancia Acústica (RA)
Resonancia Acústica
Ejemplo de Resonancia Acústica (RA)
Disturbio en la descarga de arco;
Resonancia Acústica
Disturbio en la descarga de arco;
Causa;
Consecuencias:
Cambio en el color;
Parpadeo;
Rompimiento del tubo de descarga.
Frecuencia natural del tubo Frecuencia de Alimentación
Resonancia Acústica
Frecuencia Natural del tubo
Frecuencia Natural del tubo
Resonancia Acústica
Aspectos físicos del tubo de descarga:
Geometría:
Presión;
Temperatura.
Envejecimiento;
Frecuencia Natural del tubo
Cambio en la energía de activación
Nuevas frecuencias de resonancia
Resonancia Acústica
Las oscilaciones de presión son dadas por la siguiente ecuación de
onda acústica simplificada en el dominio del tiempo:
Condición de contorno:
Coordenadas del tubo de descarga:
Predicción Teórica
En este sistema de coordenadas, la solución de la ecuación de onda es:
De las condiciones de contorno:
0dz
dp
Frecuencias de resonancia para un tubo de descarga cilíndrico:
Predicción Teórica
Resonancias Acústicas
Compuestos
Modos
Radial
Longitudinal
Azimutal
Principales
Radial
Longitudinal
Azimutal
Resonancias
Predicción Teórica
Segundo OrdenPrimer Orden
Resonancias Acústicas
Resonancias ÓrdenesPrimer Orden
Órdenes Superiores
Compuestos
Modos
Longitudinal
Azimutal
Principales
Radial
Tercer Orden
Predicción Teórica
Frecuencia
Resonancias Acústicas
Distribución Espectral
Compuestos
ÓrdenesPrimer Orden
Modos
Longitudinal
Azimutal
Principales
Radial
Órdenes Superiores
Resonancias
Predicción Teórica
Energía de Activación
Distribución Espectral
Compuestos
ÓrdenesPrimer Orden
Modos
Longitudinal
Azimutal
Principales
Radial
Órdenes Superiores
Resonancias
Resonancias Acústicas
Energía de Activación
Frecuencia
Predicción Teórica
Considerando un tubo de descarga de L=5mm y R=2,5mm, con C=500m/s
Cómo definir la amplitud de la RA? Cuál el valor umbral que excita la
RA? Cómo el envejecimiento de las lámparas afecta la RA?
Representación gráfica de las RA teóricas
Los métodos de análisis de RA pueden ser divididos en:
Excitación
Detección
La excitación puede ser clasificada en:
Excitación en potencia nominal (Laskai, IAS 1997)
Excitación en pequeña señal
Arriba del límite superior, 270kHz, (Olsen, IAS 1997)
Abajo del límite inferior, 60Hz, (Olsen, IAS 1998)
Métodos de caracterización de RA existentes
Las RA causan perturbaciones en baja frecuencia (0-80Hz) en los
parámetros de las lámparas. Así, los métodos de detección pueden ser
clasificados en:
Detección de parámetros eléctricos:
Corriente de la lámpara (Qian, APEC 1999)
Tensión de la lámpara (Hsiao, IAS 2003)
Resistencia de la lámpara (Hui, PESC 2001)
Potencia de la lámpara (García, Ph.D. Thesis 2003)
Detección de parámetros físicos de la lámpara:
Parpadeo en la luz emitida (Olsen, IAS 1997 y 1998)
Métodos de caracterización de RA existentes
- Potencia nominal en CC,
excitación en pequeña señal.
- Detección por fotodiodo.
- Distintos envejecimientos: 100,
2500, 5000 y 7500 horas.
- Temperatura controlada en
33ºC.
100%
x%ilamp
t
Método de caracterización con CC propuesto
Parámetros:
Lámparas (5 muestras)
Philips Master Colour CDM-T 35W
(35W/830)
Osram Powerstar HCI-T 35W/WDL
Envejecimientos: 100, 2500, 5000 y
7500 horas
Rango de frecuencias: 0 a 200kHz
Paso de frecuencias: 100Hz
Parámetros de los ensayos de CC
Ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos
Ensayo I Ensayo IV
Ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos
Ensayo I Ensayo IV
- Potencia nominal en CA,
excitación en pequeña señal.
- Detección por fotodiodo.
- Distintos envejecimientos: 100,
2500, 5000 y 7500 horas.
- Temperatura controlada en 33oC.
Método de caracterización con onda cuadrada propuesto
ConvertidorDC/DC
ConvertidorDC/AC
i i
t
t
VDC
Lámpara+
Arrancador
Control de Corriente o Potencia
PRE-REGULADOR
CONTROLDE
POTENCIAINVERSOR
Diagrama de Bloques Típico
¿Cuánto rizado se puede permitir?
Balastos de onda cuadrada de baja frecuencia
ConvertidorCC/CC
MCC MCD
Rizado Magnéticos
Rizado C
C Estabilidad
ps
zsKsZL
)(
Balastos de onda cuadrada de baja frecuencia
Parámetros:
Lámparas (5 muestras)
Philips Master Colour CDM-T 35W
(35W/830)
Osram Powerstar HCI-T 35W/WDL
Envejecimientos: 100, 2500, 5000 y
7500 horas
Rizados inyectados: 5, 10, 20 y 30%
Rango de frecuencias: 0 a 200kHz
Paso de frecuencias: 100Hz
Parámetros de los ensayos de OCBF
Ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos
• Los valores de frecuencia de RA no cambian significativamente
con el envejecimiento.
• En general, el umbral de excitación de las RA disminuye con el
envejecimiento.
• No se han detectado RA con rizados de hasta 5%.
• Las RA son muy intensas en este tipo de lámpara.
• Los mapas obtenidos son una herramienta muy importante en
el diseño de balastos electrónicos.
Conclusiones sobre los ensayos de resonancia
Región de baja frecuencia (f<1kHz):
RA no ocurre;
Región de alta frecuencia (1kHz<f<1MHz):
RA pode ocurrir de forma destructiva;
Frecuencias de RA dependen de la lámpara;
Región de extra-alta frecuencia (f>1MHz):
RA no ocurre de forma destructiva;
Proyecto del balasto es complejo (EMI y pérdidas).
Resonancia Acústica
Resonancia Acústica (RA)
Operación en una ventana libre de RA.
Resonancias Teóricas
PotenciaInstantánea
Y. Koshimura, et al.“Several Ways for Stabilizing HID Lamps Operation on High Frequency Power.” Journal of Illuminating Engineering Institute of Japan, 1983.
Bajo Coste
Fiabilidad
Estrategias Propuestas para evitar la Resonancia Acústica
Voltage
Current
Power
J. Ribas, et. al. "Electronic Ballast for Metal Halide Lamps based on a Class E Resonant Inverter Operating at 1 MHz." APEC 2005.
Pérdidas de Conmutación Operación por encima de 1MHz.
Estrategias Propuestas para evitar la Resonancia Acústica
time
f
f
P
portadora
f max
f min
TRIANGULAR
time
f
f
P
portadora
f max
f min
SENOIDAL
time
f
f
P
portadora
f max
f min
RUIDO BLANCO
freqüência
P PORTADORA
f maxf min
L. Laskai, et al. “White-Noise Modulation of High-Frequency High-Intensity Discharge Lamp Ballasts.” IEEE Trans. on Ind. Appl., 1998.
Coste ElevadoComplejo
EMI
Modulación.
Lámpara
Balasto
Detección de RA
Comando Coste ElevadoComplejoFiabilidad
J. Correa, et. al. “Evaluation of Close Loop Digital Control Based in a Microcontroller and Used to Eliminate Acoustic Resonances in HID Lamps.” PESC 2004.
Realimentación.
ilamp
t
t
vlamp
Plamp
Fiable
Coste ElevadoEficiencia
M. Shen, et. al. “Design of a Two-Stage Low-Frequency Square Wave Electronic Ballast for HID Lamps.” IEEE Trans. on Ind. Appl. 2003.
Onda Cuadrada de Baja Frecuencia.
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
v
I t
v
I t
v
I t
LA ETAPA DE ENTRADA DEL BALASTO ELECTRÓNICO TIENE UN EFECTO IMPORTANTE EN LA FORMA DE LA CORRIENTE
¡¡IMPORTANTE!!
LA CORRIENTE DEJA DE SER
SENOIDAL
IEC 61000-3-2
¿Equipo trifásico equilibrado?
¿Regulador de luz de lámp. incand.?
¿Equipo de audio?
¿Soldadura por arco no profesional?
¿Herramienta portátil?
¿Equipo de iluminación?
¿PC o monitor?
¿Receptor de TV?
CLASE A
CLASE B
CLASE C
CLASE D
NO
NO
NO
NO
SI
SI
SI
SI
Límites armónicos impuestos por la norma IEC 61000-3-2 Clase C
(Equipos de Iluminación)
Métodos Activos:
Semiconductores activos;
Convertidores CC-CC (DCM o CCM);
Métodos Pasivos:
Filtro Valley-Fill y derivaciones;
No utiliza semiconductores activos;
Corrección del Factor de Potencia (PFC)
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
IEC61000-3-2
39a Harm x 60 Hz = 2340 Hz
1
2
cos( )
1FP
THD
2
2
1
nn
I
THDI
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta
2( )( )
2
in S
inbb
V t D TI t
L
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Boost
Vbus Vbus / Vin(ef) FP THD (%) Harmônicas
320 1,455 0,770 82,8% 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15
330 1,500 0,850 62,1% 3, 5, 7, 9, 11
340 1,545 0,888 51,8% 3, 5, 7
350 1,591 0,911 45,2% 3, 5
360 1,636 0,927 40,4% 3, 5
370 1,682 0,939 36,7% 3
380 1,727 0,947 33,8% 3
390 1,773 0,954 31,3% 3
400 1,818 0,960 29,3%
Atendem a norma IEC 61000-3-2
410 1,864 0,964 27,5%
420 1,909 0,968 26,0%
430 1,955 0,971 24,6%
440 2,000 0,974 23,4%
450 2,045 0,976 22,3%
460 2,091 0,978 21,3%
470 2,136 0,979 20,9%
480 2,182 0,981 19,6%
490 2,227 0,983 18,8%
2 2 2( ) ( )
( )2 2 ( )
in bo S bo S in
inbo bo bus in
V t D T D T V tI t
L L V V t
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Boost
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck
Vbus Vbus / Vin(ef) FP THD (%) Harmônicas
40 0,182 0,997 8,1%
Atendem a
norma
IEC61000-3-2
50 0,227 0,995 10,2%
60 0,273 0,992 12,3%
70 0,318 0,990 14,5%
80 0,364 0,986 16,8%
90 0,409 0,982 19,1%
100 0,455 0,978 21,5%
110 0,500 0,973 23,9%
120 0,545 0,967 26,4%
130 0,591 0,960 29,0%
140 0,636 0,953 31,8% 3
150 0,682 0,945 34,6% 3
160 0,727 0,936 37,6% 3
170 0,773 0,926 40,8% 3
180 0,818 0,915 44,2% 3
190 0,864 0,902 47,8% 3, 7
200 0,909 0,889 51,6% 3, 7, 11
210 0,955 0,873 55,8% 3, 7, 11
1( )
2 1
bus
in pk
Varcsen
V
2( )( )
2
in bus S
inbu
V t V D TI t
L
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia
Problema: Impedancia Incremental de la Lámpara
i
vZl
I
V
2·i
2·v
ps
zsksZL
Impedancia
Incremental
Método convencional para obtener el modelo dinámico de la LHM
E. Deng, et. al. “Negative incremental impedance and stability of fluorescent lamps”. APEC 1997.
Demasiados EnsayosResonancias Acústicas
Rb
+
-
vL(t)
iL(t)
EscalónTensión Lámpara
Vi
s
Rb
ZL(s)
+
-
vL(s)
iL(s)
kR
kzpRss
ps
kR
V)s(i
b
bb
iL
Vi
t
Vi
t
vL (0)
( )
t
(0)( )iL ( )
t1 t1 iLiL
iL
vL
vL
Método de caracterización por escalón propuesto
Respuesta Temporal
Sistema a Resolver
kR
V)t(i
b
iL
0
zkpR
pV)t(i
b
iL
11 tkR
kzpRexp
kR
V
kzpR
zpk
kzpR
pV)t(i
b
b
b
i
bb
iL
1
2
3
ps
zsksZL
z,p,k
Método de caracterización por escalón propuesto
Philips CDMT35W830
Instante (μs) (mA)
t = 0 -73
t = -115
t = 100 -96
Parámetro Valor
k 149,4
z - 1,835 krad·s-1
p 10,69 krad·s-1
Tensión de la fuente
Tensión de la lámpara
Corriente de la lámpara
220V
185V
84,2V81,3V
0,419A
0,304A
Ejemplo de caracterización por escalón propuesto
Ejemplo de caracterización por escalón propuesto
Limitación de la corriente en la lámpara;
Buck;
Simple y con pocos componentes;
Flyback;
Aislamiento entre entrada y salida;
Permite obtener más de una salida en un único convertidor.
Control de Potencia (PC)
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia
Fornecer forma de onda cuadrada a la lámpara a partir del bus de
continua de la etapa de control de potencia;
Full-Bridge;
Half-Bridge;
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora
Corrección del Factor de Potencia
Control de la Corriente de la Lámpara Etapa Inversora
Balastos de OCBF: Elevados Coste y Complejidad.
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Solución: Integración de Etapas.
Balasto de 2 etapas.
Qian, IEEE Trans on Ind Appl. 2003.
Balasto de 1 etapa.
Simonetti, IAS 2003.
Desventajas: esfuerzos en los semiconductores, elevadas pérdidas.
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Ventajas: Inversor en medio puente.
Posibilidad de integración con una etapa de CFP.
Dalla Costa, et al. “Low-Cost Electronic Ballast to Supply MH Lamps based on Flyback Converter.” IEE Electronic Letters, May, 2005.
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Reductor + Retroceso
Elevador + Retroceso
Reductor-Elevador + Retroceso
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Retroceso + Retroceso
Sepic + Retroceso
Zeta + Retroceso
Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Grafted switches:
T-Type:
i-T-Type:
¡Sobrecorriente!
Wu et al. “Off-Line Applications with Single-Stage Converters.” IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1997.
Integración de Etapas
Grafted switches:
-Type:
i- -Type:
¡Sobretensión!
Integración de Etapas
Reductor + Retroceso
Celda de Sobretensión (ST) Celda de Sobrecorriente (SC)
Ejemplo de Integración de Etapas
Ejemplo de Integración de Etapas
Reductor + Retroceso
Elevador + Retroceso
Reductor-Elevador + Retroceso
Balastos Integrados Propuestos
Retroceso + Retroceso (SC)
Sepic + Retroceso Zeta + Retroceso
Retroceso + Retroceso (ST)
Balastos Integrados Propuestos
Encendido: Lámpara fría – 3kV durante 1μs. Lámpara caliente – 30kV durante 1 μs.
1:nign
Cign
Rign
LÁMPARA EN SERIE
TENSIÓNEN C1
SPARK-GAP 230V
SG
Pulso de encendido – sin lámpara (2 kV/div; 500 ns/div).
Pulso de encendido – con lámpara (1 kV/div; 200 ns/div).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Calentamiento:
Tensión sube de 20 hasta 90 V.
MCD debe ser mantenido.
Hay que regular D.
Debe ser lo más corto posible.
Formas de onda experimentales del calentamiento de la LHM (20V/div; 0,2A/div; 20s/div).
Régimen Permanente:
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
C
+
-
vL
iL
iC
zLiS_m
L0
GR(z)PWM(D/A)
G(s)
H(s)A/D
iREF(z)
iLAMP(z)
iE(z)
+-
d(s)
iLAMP(s)
Ganancia delSensor
Microcontrolador Función de TransferenciaBalasto + Lámpara
Circuito equivalente Diagrama de bloques
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Para A=12,5
Respuesta ante escalón
Diagrama de Bode de cadena abierta
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Perturbation
Zero-OrderHold2
Zero-OrderHold1
Zero-OrderHold
G(s)
Transfer FcnStep
Scope
PulseGenerator
0.125(z-1)
DiscreteZero-Pole
Output
Error
Controller output
Reference
Regulador digital
Circuito simulado
Resultado de simulación
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
LS1
LS2
D1
D2
C1
C2
M2
M3
+
-+-VL
iL
1:n
MICROCONTROLADOR(PIC16F684)
CAF
CBF
CBF
iLIM iL
VBUSLED CL
SG
Cign
Rign 1:nign
IR2111CBF
Rilim
Ril
RB1
RB2
M1
LP
DB2
DB1
Dbuck
Lbuck
CB
VDCD3 D4
D5 D6
Fase de encendido: Si la lámpara enciende, el circuito se deshabilita automáticamente (aumenta D). Si la lámpara no enciende, se generan picos de encendido de acuerdo con RC (1s). Un contador de fallos, F0, es incrementado para detectar que la lámpara está caliente (F0=10). Un contador, G0, es incrementado para indicar el cambio de lámpara (G0=5).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Fase de calentamiento: Tabla de ciclos de trabajo Operación en CC
VBUS (V) D
< 43 0,1
43 – 63 0,15
63 – 90 0,17
90 – 106 0,19
106 – 129 0,21
129 – 149 0,23
149 – 156 0,25
Régimen Permanente: La conmutación en baja frecuencia (100Hz) es activada. Empieza el control de corriente (0,42A).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Protecciones: Si la lámpara apaga. Sobrecorriente en el interruptor principal. Sobrecorriente en la salida.
LS1
LS2
D1
D2
C1
C2
M2
M3
+
-+-VL
iL
1:n
MICROCONTROLADOR(PIC16F684)
CAF
CBF
CBF
iLIM iL
VBUSLED CL
SG
Cign
Rign 1:nign
IR2111CBF
Rilim
Ril
RB1
RB2
M1
LP
DB2
DB1
Dbuck
Lbuck
CB
VDCD3 D4
D5 D6
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Aumento del ciclo de trabajodurante el encendido
Arriba: tensión VBUS y señal PWM(200V/div; 5V/div; 100μs/div)Abajo: detalle con 10μs/div
Proceso de calentamiento completo tensión (CH1) y corriente (CH2) de la lámpara
(50V/div; 200mA/div; 20s/div).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
CH1
CH2
Tensión (CH2) y corriente (CH1) de la lámpara en régimen permanente(50V/div; 200mA/div; 5ms/div).
Tensión (CH2) y corriente (CH1) de la lámpara en régimen permanente(50V/div; 200mA/div; 2ms/div).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Respuesta a una perturbación en la tensión de entrada: arriba – corriente de la lámpara (500 mA/div; 10ms/div) y abajo –
tensión de la red (250V/div; 10ms/div).
Tensión en el interruptor M2
(50 V/div; 2 ms/div).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Tensión de bus(20 V/div; 5 ms/div).
Tensión (CH2) y corriente (CH1)de entrada
(100 V/div; 500 mA/div; 5 ms/div).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
(1ms/div)NORM:10MS/s
DC 1:1 DC 1:1
Corriente y tensión en el interruptor compartido (100 V/div; 1 A/div; 1 ms/div).
Corriente en la bobina del convertidor reductor (500mA/div; arriba - 1ms/div; abajo
- 10μs/div).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Corriente y tensión en el interruptor compartido
(100 V/div; 1 A/div; 1 ms/div (arriba) y 5 μs/div (abajo)).
Corriente y tensión en el interruptor compartido
(100 V/div; 1 A/div; 1 ms/div (arriba) y5 μs/div (abajo)).
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Orden del Armónico
Valor Eficaz (mA)
Valor Relativo a la Fundamental
(%)Norma (%)
23579111315171921232527293133353739
0251553142131311010010
014,128,472,821,690,562,261,130,561,690,561,690,560,56
00,56
00
0,560
230.0,96 = 28,8
1075333333333333333
VGrms (V) IGrms (mA) FP THD (%) Pent (W) PL (W) η (%)
220 180 0,96 17 39,6 35 88,4
Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Balastos Electrónicos de Onda CuadradaOtros Ejemplos de Integración
Balastos Electrónicos de Onda CuadradaOtros Ejemplos de Integración
Balastos Electrónicos de Onda CuadradaOtros Ejemplos de Integración
CONCLUSIONES
Lámparas de Vapor de Mercurio: baja eficiencia y bajo IRC – en desuso.
Lámparas de Vapor de Sodio: alta eficiencia y bajo IRC – Iluminación Pública.
Lámparas de Halogenuros Metálicos: media eficiencia y buen IRC – Iluminación de Destaque.
Etapas de Operación: Cebado, Calentamiento y Régimen Permanente.
Resonancias Acústicas: desarrollo de Balastos Electrónicos.
Balastos de Onda Cuadrada de Baja Frecuencia: Integración de Etapas.
Balastos Magnéticos dominan el mercado.
F i l t r oE M I
C a p a c i t o r+
F i l t r o
C o r r e ç ã oF a t o r
P o t ê n c i a I n v e r s o r F i l t r o
R e s s o n a n t e1 1 0 / 2 2 0 V
6 0 H zL â m p a d a ( s )
www.ufsm.br/[email protected]