Sistema Electrónicos para Iluminación

Presentación del tema: "Sistema Electrónicos para Iluminación"— Transcripción de la presentación:

1 Sistema Electrónicos para Iluminación
Día 3 Lámparas de Alta Intensidad de Descarga (HID) Ponentes: Marco Antonio Dalla Costa Gustavo Ariel Barbera 13 a 18 de Febrero de 2012

2 SUMARIO Lámparas HID: Vapor de Mercurio Vapor de Sodio Halogenuros Metálicos Etapas de Operación de Lámparas HID Resonancias Acústicas Balastos Electrónicos para Lámparas HID

3 PRINCIPALES LÁMPARAS HID
Lámpara de Mercurio de Alta Presión. Lámpara de Vapor de Sodio. Lámpara de Halogenuros Metálicos.

4 Mercúrio em Alta Pressão (HPM)
LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN Lámpara de Mercurio de Alta Presión. Lámpara de Vapor de Sodio. Lámpara de Halogenuros Metálicos. Mercúrio em Alta Pressão (HPM) IRC 55 % Vida Útil horas Eficiência Luminosa 50 lm/W

5 LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
ÁTOMO DE MERCURIO ENERGIA [eV] ENERGÍA DE EXCITACIÓN 10 365 313 297 546 436 405 8 3S 185 1P1 3P2 6 3P1 3P0 4 DOMINANTE ULTRAVIOLETA 253.7 2 NIVELES DE ENERGÍA SIMPLIFICADOS DEL ÁTOMO DE MERCURIO

6 LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
AL AUMENTAR LA PRESIÓN EN LA LÁMPARA DE MERCURIO AUMENTA DE FORMA MUY IMPORTANTE EL RENDIMIENTO LUMINOSO P [Pa] 1 104 102 106 20 40 60 APARECEN 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

7 LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
LAS LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN (VMAP) TRABAJAN ENTRE BARES CARECE DE EMISIÓN EN EL ROJO Y PRESENTA UNA MALA REPRODUCCIÓN CROMÁTICA (IRC = 25). VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN VM  [nm]

8 LÁMPARAS DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
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) VAPOR DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN COLOR CORREGIDO IRC =60 FÓSFOROS ROJOS. FLUOROGERMANATO DE MAGNESIO  [nm]

9 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA LÁMPARAS DE VMAP
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 UNA VEZ SE HA LLEGADO AL EQUILIBRIO SE ALCANZAN PRESIONES Y TEMPERATURAS MUY ELEVADAS EN EL TUBO DE DESCARGA. P del orden de hasta Pa T del orden de 630 K (357 ºC) DENSIDAD DE VAPOR DE MERCURIO PRESIÓN ¡ CUIDADO CON ROTURAS Y EXPLOSIONES DEL TUBO DE DESCARGA! Ts TEMPERATURA Ts = TEMPERATURA DE SATURACIÓN

10 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 K (CON FÓSFOROS) 5.- LA VIDA MEDIA PUEDE LLEGAR HASTA LAS 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).

11 BALASTO CONVENCIONAL PARA LÁMPARAS DE VMAP
LA DESCARGA SE INICIA EN EL ELECTRODO AUXILIAR PROPORCIONANDO SUFICIENTES ELECTRONES PARA INICIAR LA DESCARGA ENTRE LOS DOS ELECTRODOS PRINCIPALES ELECTRODO AUXILIAR BALASTO ARCO RESISTENCIA DE ARRANQUE ELECTRODOS PRINCIPALES TUBO DE CUARZO

12 LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN
TUBO DE CUARZO ELECTRODO AUXILIAR RESISTENCIA DE ARRANQUE ELECTRODOS PRINCIPALES

13 LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN DE COLOR CORREGIDO
AMPOLLA EXTERIOR CON RECUBRIMIENTO DE FRUOROGERMANATO DE MAGNESIO (FOSFORO ROJO) SOLO MEDIA LÁMPARA (LÁMPARA DE PRUEBA)

14 LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN CON LUZ MEZCLA
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 HORAS (BAJA BASTANTE) - EFICIENCIA LUMINOSA DEL ORDEN DE 30 Lm/W - NO NECESITA BALASTO FILAMENTO INCANDESCENTE

15 LÁMPARA DE MERCURIO EN ALTA PRESIÓN CON LUZ MEZCLA
 [nm]

16 LÁMPARA DE VMAP CON LUZ MEZCLA PANASONIC
FILAMENTO INCANDESCENTE

17 LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO EN BAJA PRESIÓN
1.- EL 90% DE LA RADIACIÓN SE PRODUCE EN LA BANDA ,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 ( V). SON LÁMPARAS GRANDES

18 VSBP  [nm] ESPECTRO TÍPICO DE UNA LÁMPARA DE
VAPOR DE SODIO DE BAJA PRESIÓN (VSBP) VSBP LPS  [nm] - 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)

19 ESTRUCTURA LÁMPARA VSBP
AMPOLLA EXTERIOR (PROTECCIÓN Y FILTRO IR) ¡CUIDADO TIENEN POSICIÓN DE FUNCIONAMIENTO! TUBO DE DESCARGA DOBLADO ELECTRODOS SODIO EN FRIÓ DEPOSITADO EN FORMA DE GOTITAS

20 COMENTARIOS LÁMPARA VSBP
- 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 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.

21 GAS AUXILIAR DE ARRANQUE EN LÁMPARAS VSBP
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) 1012 atomos Na/mm3 DENSIDAD DE VAPOR DE SODIO TENSIÓN DE ENCENDIDO [V] ARGÓN EN NEÓN [%] MEZCLA PENNING 0.5 1 540 580 0.3 1 bar PRESIÓN 600 K TEMPERATURA

22 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 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.

23 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 RENDIMIENTO LUMINOSO [%] 115 100 50 25K 100K 400K FRECUENCIA

24 ¡¡¡MUCHO CUIDADO CON LAS ROTURAS DE ESTAS LÁMPARAS
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

25 LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO EN BAJA PRESIÓN
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.

26 100 80 60 40 20 RENDIMIENTO LUMINOSO [%] BAJA PRESIÓN ALTA
T=2.000K 100 80 60 40 20 1 10 1.000 10.000 PRESIÓN EN EL TUBO DE DESCARGA RENDIMIENTO LUMINOSO [%] BAJA PRESIÓN ALTA ESTÁNDAR (IRC 20) IRC 60 IRC 80 VSAP: EVOLUCIÓN DEL RENDIMIENTO LUMINOSO Y DEL ESPECTRO CON LA PRESIÓN EN EL TUBO DE DESCARGA T=2.150K T=2.500K

27 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA LÁMPARA DE VSAP
1.- TEMPERATURA DE COLOR CÁLIDA (ENTRE K) 2.- IRC DEPENDIENTE DEL MODELO (ENTRE ) 3.- VIDA MEDIA DE HASTA HORAS 4.- EFICACIA LUMINOSA DE HASTA 130 lm/W 5.- NO TIENEN PRÁCTICAMENTE ULTRAVIOLETA TUBO DE DESCARGA (T HASTA ºC) "OXIDO DE ALUMINIO SINTERIZADO" ANILLO DE ARRANQUE PARA FACILITAR EL CEBADO

28 EL TUBO DE DESCARGA CONTIENE UNA AMALGAMA DE SODIO (ALEACIÓN DE SODIO Y MERCURIO) JUNTO AL GAS NOBLE HABITUAL LÁMPARAS VSAP

29 VSAP IRC=20  [nm] VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN IRC 23 HPS 150 W
 [nm]

30 VSAP IRC=60  [nm] VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN IRC=60 HPS 150 W
 [nm]

31 VSAP IRC=80  [nm] VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN IRC=80 HPS 150 W
 [nm]

32 VSAP: RE-ENCENDIDO EN CALIENTE
2 4 6 8 400 600 800 1.000 200 TEMPERATURA [K] TENSIÓN DE ENCENDIDO [KV] REQUIERE TENSIONES DE ENCENDIDO ELEVADAS EN CALIENTE

33 Tensión de ruptura (KV)
VSAP: DETALLE DE LA EVOLUCIÓN DE LA TENSIÓN DE ENCENDIDO CON EL TIEMPO DE ENFRIAMIENTO 3 VSAP 70 W 2,5 2 Tensión de ruptura (KV) 1,5 1 0,5 1 2 3 4 5 6 Tiempo de enfriamiento (min)

34 LÁMPARA DE VSAP: RESISTENCIA EQUIVALENTE EN ALTA FRECUENCIA (VARIA POCO CON LA POTENCIA) Pla VSAP 70W Osram 70 W 35 W  Rla

35 DIFERENCIAS ENTRE FABRICANTES
LÁMPARA DE VSAP: DIFERENCIAS ENTRE FABRICANTES 12 % Fluctuación (medida experimental sobre 5 lamp. Mazda, Osram and Philips) Pla 70 W VSAP 70W 85  95.5  90  Rla

36 Efecto del envejecimiento
LÁMPARA DE VSAP: ENVEJECIMIENTO Nueva 5.000 H H La resistencia aumenta al envejecer la lámpara 70 W Efecto del envejecimiento 90  120  180  Rla DR DR varía dependiendo de la lámpara y puede ser mayor de 100% VSAP 70 W

37 LÁMPARAS DE HALOGENUROS METÁLICOS
- 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

38 EXISTEN VARIOS ADITIVOS:
DISPROSIO Y TALIO, SODIO Y ESCANDIO, TALIO Y TIERRAS RARAS. HALOGENUROS METÁLICOS TALIO Y TIERRAS RARAS  [nm] - LA DURACIÓN ES DE UNAS 6000 HORAS. - LA EFICIENCIA LUMINOSA PUEDE LLEGAR HASTA LOS 80 Lm/W - LA TEMPERATURA DE COLOR PUEDE ESTAR ENTRE Y K DEPENDIENDO DEL ADITIVO EMPLEADO

39 LA CALIDAD DE LUZ Y EL ÍNDICE DE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA OBTENIDA CON ESTAS LÁMPARAS ES EXCELENTE
LÁMPARA DE MERCURIO IRC 45 FLUORESCENTE IRC 85 HALOGENUROS METÁLICOS IRC 90

40 LÁMPARA DE MH CON ELECTRODOS A AMBOS LADOS PARA RE-ENCENDIDO INSTANTÁNEO CON ALTAS TENSIONES
DE RE-ENCENDIDO

41 LÁMPARA MH PARA ESTUDIO DE TELEVISIÓN

42 VARIOS TIPOS DE LÁMPARA MH

43 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID
Lâmpara HID: Vácuo

44 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID
Tensión Elevada: 3kV p/ Lámpara fría 30kV p/ Lámpara caliente Ancho de pulso controlado: mínimo 1µs (normativa) Cebado Fase crítica para balastos electrónicos: corriente elevada y tensión reducida. Calentamiento Comportase como una resistencia. Cuidado: característica dinámica. Régimen Permanente

45 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Ruptura del gas Pulso de sobretensión; Reducción de la tensión; Modificación de las propiedades del gas de ignición. Transición para un arco estable 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.

46 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
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 CORRIENTE DESCARGA DE ARCO RUPTURA DESCARGA LUMINICENTE TENUE LUMINOSIDAD TENSIÓN CORRIENTE DE SATURACIÓN (DESCARGA OSCURA) TENSIÓN DE RUPTURA

47 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Los gases que forman la descarga son buenos aislantes. Para iniciar la descarga se introducen gases inertes. TENSIÓN DE RUPTURA Xe Ar Ne MEZCLA PENNING Ne + 0.1% Ar PRESIÓN

48 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
2 4 6 8 400 600 800 1.000 200 TEMPERATURA [K] TENSIÓN DE CEBADO [kV]

49 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
3 HPS 70 W 2,5 2 Tensión de Ignición (kV) 1,5 1 0,5 1 2 3 4 5 6 Tempo de enfriamiento (min)

50 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO
Tipos de cebado Por pulso de tensión; Con condensador auxiliar; Filtro LCC resonante. Topologías Estudiadas Spark Gap; SIDAC; Condensador; Filtro LCC.

51 Cebado por Pulso de Tensión
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO Cebado por Pulso de Tensión IGNITOR SERIE PARA HPS Y MHL 3-5 kV - 3 PULSOS DE 50 S EN CADA CICLO

52 Cebado por Pulso de Tensión
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO Cebado por Pulso de Tensión IGNITOR SERIE PARA HPS Y MHL 3-5 kV DURANTE 50 S

53 Cebado por Pulso de Tensión
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO Cebado por Pulso de Tensión Spark Gap / Sidac: Facilidad de operación; Circuito auxiliar simple; Coste elevado.

54 Cebado con Condensador Auxiliar
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO Cebado con Condensador Auxiliar Condensador auxiliar: Circuito simple; Influencia en la salida.

55 Cebado con Filtro LCC Resonante
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO Cebado con Filtro LCC Resonante 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.

56 Cebado con Filtro LCC Resonante
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CEBADO Cebado con Filtro LCC Resonante

57 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CALENTAMIENTO
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).

58 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID - CALENTAMIENTO
RFRIA = 10%-20% RCALIENTE

59 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
Pla HPS 70W Osram 70 W 35 W  Rla Resistencia varía poco con la potencia.

60 (medida experimental sobre 5 lamp. Mazda, Osram and Philips)
ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE 12 % flutuacción (medida experimental sobre 5 lamp. Mazda, Osram and Philips) Pla 70 W HPS 70W 85  90  95.5  Rla Diferencias entre fabricantes.

61 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
Nueva 5.000 H H La resistencia aumenta al envejecer la lámpara 70 W Efecto del envejecimiento 90  120  180  Rla DR DR varía dependiendo de la lámpara y puede ser mayor de 100% VSAP 70 W Efecto del envejecimiento.

62 ETAPAS DE OPERACIÓN DE LÁMPARAS HID – RÉGIMEN PERMANENTE
RVIEJA = 200% RNUEVA Efecto del envejecimiento.

63 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

64 ALIMENTACIÓN DE LÁMPARAS HID
Comportamiento en Frecuencia Baja frecuencia (50 Hz – 60 Hz) Comportamiento no lineal Alta frecuencia (10 kHz – en adelante) Comportamiento resistivo

65 ALIMENTACIÓN DE LÁMPARAS HID
Balasto Electrónico Convencional para FL Rectif. / Filtro EMI Inversor HF PFC Bus DC Bus DC Estabilidad Estabilidad Potencia Regulación Control, Monitorización Protecciones ...

66 Resonancia Acústica Resonancia Acústica (RA) Tensão Corrente Potência
Variación periódica de la potencia en la lámpara; Consecuencias: Alteración del coloy y parpadeo; Destruición del tubo de descarga.

67 Resonancia Acústica Ejemplo de Resonancia Acústica (RA)

68 Resonancia Acústica Ejemplo de Resonancia Acústica (RA)

69 Resonancia Acústica Disturbio en la descarga de arco;

70 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

71 Resonancia Acústica Frecuencia Natural del tubo

72 Resonancia Acústica Frecuencia Natural del tubo
Aspectos físicos del tubo de descarga: Geometría: Presión; Temperatura. Envejecimiento; Cambio en la energía de activación Nuevas frecuencias de resonancia

73 Predicción Teórica 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:

74 Predicción Teórica En este sistema de coordenadas, la solución de la ecuación de onda es: De las condiciones de contorno: Frecuencias de resonancia para un tubo de descarga cilíndrico: m – diámetros nodales, Jm – función de Bessel de orden m, ωz es la frecuencia angular longitudinal, ωr es la frecuencia angular transversal y f es la frecuencia propia. Nz – orden de la resonancia. Como se puede observar, las resonancias dependen de las dimensiones del tubo de descarga y de la velocidad del sonido dentro de la lámpara.

75 Predicción Teórica Resonancias Acústicas Resonancias Radial
Compuestos Modos Radial Longitudinal Azimutal Principales Radial Resonancias Longitudinal R. A. Modos de resonancia. Forma geométrica de la distorsión del arco de descarga. Azimutal

76 Predicción Teórica Resonancias Acústicas Resonancias Radial
Compuestos Modos Longitudinal Azimutal Principales Radial Primer Orden Órdenes Superiores Órdenes Resonancias R. A: Órdenes de Resonancia. Forma de vibración para un modo determinado. No presentan un límite superior. Primer Orden Segundo Orden Tercer Orden

77 Predicción Teórica Resonancias Acústicas Resonancias Radial
Compuestos Órdenes Primer Orden Modos Longitudinal Azimutal Principales Radial Órdenes Superiores Frecuencia Resonancias Distribución Espectral R. A. Distribución Espectral. No existe una zona libre teórica. Además, estas frecuencias varían de un fabricante a otro, tb debido a dispersión por tolerancias, en proceso de envejecimiento, etc.

78 Predicción Teórica Resonancias Acústicas Resonancias Radial
Distribución Espectral Compuestos Órdenes Primer Orden Modos Longitudinal Azimutal Principales Radial Órdenes Superiores Resonancias Energía de Activación R. A: Energía de Activación. Existe un nivel energético umbral que activa las resonancias acústicas. Si este umbral no se excede, es posible alimentar lámparas en frecuencias de riesgo. Frecuencia Energía de Activación

79 Representación gráfica de las RA teóricas
Considerando un tubo de descarga de L=5mm y R=2,5mm, con C=500m/s Esta diapositiva muestra las resonancias teóricas para un tubo de descarga de 5 mm de largo y radio de 2,5mm. Las resonancias que aparecen con mayor amplitud son los modos principales de orden 1, teóricamente los más intensos. La frecuencia considerada ha sido hasta 200kHz. Por eso un análisis experimental debe ser desarrollado. Cómo definir la amplitud de la RA? Cuál el valor umbral que excita la RA? Cómo el envejecimiento de las lámparas afecta la RA?

80 Métodos de caracterización de RA existentes
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) La excitación en potencia nominal no permite verificar la potencia mínima que excita la RA.

81 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) Los métodos de detección se basan en que las RA causas… puesto que el arco de descarga oscila, lo mismo pasa con… El parpadeo de la luz ha sido seleccionado como el parámetro medido.

82 Método de caracterización con CC propuesto
Potencia nominal en CC, excitación en pequeña señal. Detección por fotodiodo. Distintos envejecimientos: 100, 2500, 5000 y 7500 horas. Temperatura controlada en 33ºC. Se han desarrollado 2 métodos de caracterización, en primero con la lámpara alimentada en CC y la RA excitada a partir de una señal senoidal de amplitud y frecuencia variables. Hablar del cuadro – después explicar el circuito.

83 Parámetros de los ensayos de CC
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 Los parámetros utilizados están mostrados a seguir.

84 Ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos
Aquí están 2 ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos, en este caso para los ensayos I y IV. Los resultados son de una misma lámpara, con distintos envejecimientos. El eje vertical presenta la amplitud del parpadeo de la luz, en relación al valor nominal cuando no hay resonancia. El eje horizontal representa la frecuencia de la señal inyectada. Además, las partes de la grafica que están saturados en 50% fue cuando la lámpara se apagó por efecto de las resonancias. Como estos se han obtenido 40 mapas de resonancia, que están presentados en el documento de tesis. Ensayo I Ensayo IV

85 Ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos
En este caso se ha superpuesto los resultados de las 5 lámparas en escala de grises. Donde los resultados coinciden la grafica se torna más oscura. Se puede observar que las graficas de resonancia de distintas lámparas coinciden bastante. Ensayo I Ensayo IV

86 Método de caracterización con onda cuadrada propuesto
Potencia nominal en CA, excitación en pequeña señal. Detección por fotodiodo. Distintos envejecimientos: 100, 2500, 5000 y 7500 horas. Temperatura controlada en 33oC. El segundo método de caracterización alimenta la lámpara en potencia nominal con una forma de onda cuadrada de baja frecuencia, y las resonancias son excitadas por un rizado de alta frecuencia de amplitud y frecuencia controlados. Explicar circuito.

87 ¿Cuánto rizado se puede permitir?
Balastos de onda cuadrada de baja frecuencia Diagrama de Bloques Típico ¿Cuánto rizado se puede permitir? El motivo por lo que se tiene que caracterizar las resonancias en función del rizado es la siguiente: un balasto de OCBF típico está compuesto de…

88 Balastos de onda cuadrada de baja frecuencia
Convertidor CC/CC MCC MCD Rizado  Magnéticos Rizado  C C  Estabilidad Una pregunta común es: ¿Por qué no limitar al máximo el rizado?

89 Parámetros de los ensayos de OCBF
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 Los parámetros de este ensayo son muy parecidos con el anterior.

90 Ejemplos de los mapas de resonancia obtenidos
Aquí están los resultados para las muestras de OSRAM. Aquí se nota bastante bien que las resonancias no se desplazan a medida que la lámpara envejece. Con 5% de rizado no se han detectado resonancias.

91 Aquí están los resultados para las muestras de OSRAM
Aquí están los resultados para las muestras de OSRAM. Aquí se nota bastante bien que las resonancias no se desplazan a medida que la lámpara envejece. Con 5% de rizado no se han detectado resonancias.

92 Conclusiones sobre los ensayos de resonancia
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.

93 Resonancia Acústica Resonancia Acústica (RA)
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).

94 Estrategias Propuestas para evitar la Resonancia Acústica
Operación en una ventana libre de RA. Y. Koshimura, et al.“Several Ways for Stabilizing HID Lamps Operation on High Frequency Power.” Journal of Illuminating Engineering Institute of Japan, 1983. Resonancias Teóricas Voltage Current Power In the literature, many strategies have been proposed in order to avoid the AR. Potencia Instantánea Bajo Coste Fiabilidad

95 Estrategias Propuestas para evitar la Resonancia Acústica
Operación por encima de 1MHz. Pérdidas de Conmutación The AR present an upper frequency where it is safe to supply the lamps, conventionally since 1MHz. J. Ribas, et. al. "Electronic Ballast for Metal Halide Lamps based on a Class E Resonant Inverter Operating at 1 MHz." APEC 2005.

96 Coste Elevado Complejo EMI
Modulación. L. Laskai, et al. “White-Noise Modulation of High-Frequency High-Intensity Discharge Lamp Ballasts.” IEEE Trans. on Ind. Appl., 1998. time f P portadora f max f min SENOIDAL freqüência P PORTADORA f max f min time f P portadora f max f min TRIANGULAR The AR have a threshold power value to be excited. If all power harmonics are below this limit, no AR will be excited. time f P portadora f max f min RUIDO BLANCO Coste Elevado Complejo EMI

97 Lámpara Balasto Detección de RA Comando Realimentación. Coste Elevado
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. Lámpara Balasto Detección de RA Another strategy is to use a feedback control. Comando Coste Elevado Complejo Fiabilidad

98 Fiable Coste Elevado Eficiencia
Onda Cuadrada de Baja Frecuencia. M. Shen, et. al. “Design of a Two-Stage Low-Frequency Square Wave Electronic Ballast for HID Lamps.” IEEE Trans. on Ind. Appl The most reliable method, presented in the literature is to apply a LFSW to the lamp. Because the instantaneous power is what excites the AR, and the instantaneous power of a square wave is constant. Fiable Coste Elevado Eficiencia

99 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia

100 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia

101 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
v I t LA ETAPA DE ENTRADA DEL BALASTO ELECTRÓNICO TIENE UN EFECTO IMPORTANTE EN LA FORMA DE LA CORRIENTE v I t ¡¡IMPORTANTE!! LA CORRIENTE DEJA DE SER SENOIDAL v t I

102 IEC 61000-3-2 ¿Equipo trifásico equilibrado?
¿Regulador de luz de lámp. incand.? ¿Equipo de audio? CLASE A SI NO SI ¿Soldadura por arco no profesional? ¿Herramienta portátil? CLASE B NO SI CLASE C ¿Equipo de iluminación? NO SI ¿PC o monitor? ¿Receptor de TV? CLASE D NO

103 Límites armónicos impuestos por la norma IEC 61000-3-2 Clase C
(Equipos de Iluminación)

104 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) Métodos Activos: Semiconductores activos; Convertidores CC-CC (DCM o CCM); Métodos Pasivos: Filtro Valley-Fill y derivaciones; No utiliza semiconductores activos;

105 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC

106 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC

107 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC

108 Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta IEC 39a Harm x 60 Hz = 2340 Hz

109 Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta

110 Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta
Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC Buck-Boost, Flyback, Sepic e Zeta

111 Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Boost

112 Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Boost

113 Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck

114 Corrección del Factor de Potencia (PFC) – Convertidores CC-CC
Buck

115 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia Problema: Impedancia Incremental de la Lámpara

116 Resonancias Acústicas
Método convencional para obtener el modelo dinámico de la LHM E. Deng, et. al. “Negative incremental impedance and stability of fluorescent lamps”. APEC 1997. I V 2· i v Impedancia Incremental Como se puede observar, hay que caracterizar dinámicamente la lámpara para completar el análisis. El método convencional para obtener el modelo de la lámpara es alimentándola en alta frecuencia y modulando la envolviente por una senoide de más baja frecuencia. Demasiados Ensayos Resonancias Acústicas

117 Método de caracterización por escalón propuesto
Debido a las desventajas del método convencional, se ha propuesto un método de caracterización por escalón, sacando el modelo de la lámpara a partir de la respuesta temporal.

118 Método de caracterización por escalón propuesto
Respuesta Temporal Sistema a Resolver 1 2 3

119 Ejemplo 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

120 Ejemplo de caracterización por escalón propuesto

121 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Control de Potencia (PC) 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.

122 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapas necesarias para alimentación com Onda Cuadrada de Baja Frecuencia

123 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora 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;

124 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora

125 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora

126 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora

127 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Etapa Inversora

128 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Control de la Corriente de la Lámpara Corrección del Factor de Potencia Etapa Inversora Balastos de OCBF: Elevados Coste y Complejidad. Solución: Integración de Etapas.

129 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Balasto de 2 etapas. Qian, IEEE Trans on Ind Appl Balasto de 1 etapa. Simonetti, IAS 2003. Hay muchos ejemplos de integración de etapas presentados en la literatura. Desventajas: esfuerzos en los semiconductores, elevadas pérdidas.

130 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Dalla Costa, et al. “Low-Cost Electronic Ballast to Supply MH Lamps based on Flyback Converter.” IEE Electronic Letters, May, 2005. Una aportación de esta tesis doctoral ha sido la aplicación del convertidor de retroceso, o flyback, como etapa de control de potencia de la lámpara. Minimizando el valor del condensador de salida se puede hacer que el flyback se comporte como una fuente de corriente. Ventajas: Inversor en medio puente. Posibilidad de integración con una etapa de CFP.

131 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Reductor + Retroceso Elevador + Retroceso De este modo, se han analizado varias posibilidades para efectuar la CFP. Los balastos propuestos, sin integrar, son mostrados a seguir: Reductor-Elevador + Retroceso

132 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Retroceso + Retroceso Sepic + Retroceso Zeta + Retroceso

133 Integración de Etapas Grafted switches: ¡Sobrecorriente! T-Type:
Wu et al. “Off-Line Applications with Single-Stage Converters.” IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1997. Grafted switches: ¡Sobrecorriente! T-Type: i-T-Type: Para realizar la integración de las etapas se ha utilizado una técnica llamada Grafted Switches. Para esto, hay que hacer que los interruptores de la etapa de CFP y control de potencia de la lámpara, compartan un punto en común. Así, se puede sustituir los dos MOSFETs por un conjunto de 1 MOSFET y dos diodos.

134 Integración de Etapas Grafted switches: ¡Sobretensión! -Type:
i-  -Type:

135 Ejemplo de Integración de Etapas
Reductor + Retroceso Celda de Sobretensión (ST) Celda de Sobrecorriente (SC) Hay que re posicionar el interruptor Mbuck para que comparta un punto en común con M1. Así se obtiene el circuito integrado, que ahorra un MOSFET juntamente con la circuitería de control necesaria para su gobierno. De este modo, todas topologías propuestas pueden ser integradas utilizando una celda de ST o de SC, posicionando bobinas, condensadores y diodos entre los puntos 1-5.

136 Ejemplo de Integración de Etapas

137 Balastos Integrados Propuestos
Reductor + Retroceso Elevador + Retroceso Así, las topologías integradas propuestas son mostradas a seguir. Reductor-Elevador + Retroceso

138 Balastos Integrados Propuestos
Retroceso + Retroceso (SC) Retroceso + Retroceso (ST) Sepic + Retroceso Zeta + Retroceso

139 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Encendido:  Lámpara fría – 3kV durante 1μs.  Lámpara caliente – 30kV durante 1 μs. Pulso de encendido – sin lámpara (2 kV/div; 500 ns/div). Pulso de encendido – con lámpara (1 kV/div; 200 ns/div).

140 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:

141 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Circuito equivalente Diagrama de bloques El regulador digital es diseñado de forma similar al analógico presentado anteriormente, pero en este caso se considera la bobina del arrancador.

142 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Diagrama de Bode de cadena abierta Para A=12,5 Respuesta ante escalón Primeramente, se diseña un regulador analógico, con esta función de transferencia.

143 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Regulador digital Resultado de simulación El regulador es discretizado de la siguiente manera. El tiempo de muestreo es de 10ms, que corresponde a un periodo de baja frecuencia de la corriente de la lámpara. Para comprobar el funcionamiento del regulador se ha utilizado la herramienta simulink, de mathlab. Circuito simulado

144 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Explicar circuito y sensores. 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).

145 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 Hay que fijarse que Vbus corresponde a 2xVlamp. Régimen Permanente:  La conmutación en baja frecuencia (100Hz) es activada.  Empieza el control de corriente (0,42A).

146 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Protecciones:  Si la lámpara apaga.  Sobrecorriente en el interruptor principal.  Sobrecorriente en la salida.

147 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Aumento del ciclo de trabajo durante 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).

148 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
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).

149 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).

150 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Tensión (CH2) y corriente (CH1) de entrada (100 V/div; 500 mA/div; 5 ms/div). Tensión de bus (20 V/div; 5 ms/div).

151 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
Corriente en la bobina del convertidor reductor (500mA/div; arriba - 1ms/div; abajo - 10μs/div). Corriente y tensión en el interruptor compartido (100 V/div; 1 A/div; 1 ms/div).

152 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) y 5 μs/div (abajo)).

153 Resultados Experimentales del Buck + Flyback
VGrms (V) IGrms (mA) FP THD (%) Pent (W) PL (W) η (%) 220 180 0,96 17 39,6 35 88,4 Orden del Armónico Valor Eficaz (mA) Valor Relativo a la Fundamental (%) Norma (%) 2 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 1 4 14,12 8,47 2,82 1,69 0,56 2,26 1,13 30.0,96 = 28,8 10

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155 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Otros Ejemplos de Integración

156 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Otros Ejemplos de Integración

157 Balastos Electrónicos de Onda Cuadrada
Otros Ejemplos de Integración

158 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.

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