Power Electronics

...маленькое предисловие. Я сотрудничаю по некоторым вопросам с фирмой, которая производит 2-х проводные ЭПРА (закороченные спирали ламп) и постоянно сталкиваюсь с тестированием ламп + изысканиями в этой области. Это не влияет на моё мнение, которое остаётся независимым.

VVS_
если знаете, есть 2-а режима прогрева катодов: токовый и напряжением. Цель: обеспечить не только предварительный прогрев, но и прогрев в рабочем режиме (для возможности регулировки яркости в широком диапазоне).

В рабочем режиме при мощности примерно от 80 до 100% нет необходимости в дополнительном подогреве катодов и некоторые производители ЭПРА отключают его с помощью тех или иных технологий.

Предварительный прогрев позволяет обеспечить не только более низкое напряжение поджига, но и более равномерный износ оксидного слоя катодов, что положительно сказывается на сроке службы лампы.

Насчёт равномерного нагрева. Я выше писал, что это пройденный этап и всё это неоднократно проверяли на различных лампах и разными способами.


это не верно. При частом включении и выключении происходит быстрый износ оксидного слоя со всеми вытекающими. Распыляется он практически аналогично подогревным катодам (тёмная полоса в области спирали).


это эволюция ламп. В различных газоразрядных лампах применяют 3-и вида разрядов: нормальный тлеющий, аномальный тлеющий и дуговой. ЛЛ на основе дугового разряда низкого давления имеют максимальную светоотдачу. Малая величина катодного падения (около 10 В) является наиболее характерной чертой дугового разряда. В тлеющем разряде, например, катодное падение бывает порядка 300 В. Об этом не надо забывать.


всё изобретено до нас Посмотрите на лампы CCFL (2-х электродные) с холодным катодом и EEFL с внешними электродами. Все они обладают более низкой светоотдачей. EEFL хоть и долгожители, но из-за определённых особенностей не получили широкого распространения. В CCFL лампах хоть и нет подогрева катода, но катодное распыление имеет место быть.


я опираюсь не только на свой практический опыт, но и на опыт фирмы (см. первый абзац), через которую проходят несколько сотен светильников в месяц. Я многое видел, в т.ч. прототипы новых разработок, но не об этом речь.

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

neon
молодец! вот и я пытался намекать, что прежде чем убеждать других надо самому быть в теме.

_________________
Чем больше я узнаю людей, тем больше я люблю своего кота...

до недавнего времени я тоже считал, что подогрев катодов не только в момент поджига, но и в процессе работы находится во власти всемирного заговора производителей ламп и ЭПРА и входит в ещё один сравнительно честный способ отъёма денег.

После тестирования на частое включение и выключение различных ЛЛ, в т.ч. компактных (КЛЛ), всё встало на свои места. ЛЛ и КЛЛ с закороченными электродами выходили из строя гораздо чаще. Работа в продолжительном режиме без частого включения практически не влияет на срок службы ламп, но только если лампа высокого качества. В "китайских" (в плане качества) лампах оксидный слой быстро теряет эмиссию из-за эрозии в момент поджига (неравномерный расход).

ЭПРА при работе в режиме с закороченными электродами должна иметь быстродействующую токовую защиту, т.к. резонансный конденсатор постоянно подключен к её выходу и при плохом контакте с лампой часто выходит из строя силовая часть. Резонансный конденсатор должен иметь (для надёжности) большее рабочее напряжение, т.к. U поджига выше. Современные ЭПРА часто неправильно работают с такими лампами (перезажигание и т.д.) Обычные ЭПРА на основе насыщающегося дросселя низкой ценовой категории часто выходят из строя в этом режиме, т.к. нет нормальных защит и качество компонентов низкое, особенно в выходной части, где это критично.

Золотой серединой является использование предварительно прогрева до поджига и закорачивание электродов в рабочем режиме (если нет необходимости снижать яркость).

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

Если рассматривать однорежимные КЛЛ без диммирования, то какая разница, он и горячий и холодный, весь на стекле оседает одинаково. Может ставить тогда пятаки и не заморачиваться ресурсом? Да и кто же специально лампу будет часто дергать? У меня кстати, в туалете стоит КЛЛ с быстрым стартом, уже 4 год. Как раз самый частый из возможных режимов вкл/выкл. Пока никакого намека на налет около катодов.



Почему? Какое принципиальное отличие от обычной лампы с КЗ катодами?
У КЛЛ с КЗ катодами отдача не метяется.. Может у CCFL загрузка поменьше и ресурс сильно больше?


Как именно выхолдили из строя? испарялся полностью весь катод до невозможности запуска?
Но вы меня хоть убейте на месте, но лампу с изношенным и осыпавшимся люминофором я вижу намного чаще чем лампу с убитыми катодами.
Дома по причине снижения яркости поменял уже не одну КЛЛ. Срок службы после 3 лет как правило. Но вот 36 Вт ЛДС все ходят и ходят, нифига им не делается, у них удельная яркость на квадратный сантиметр на порядок ниже.

По поводу ЭПРА с ограничением тока в режиме обрыва и защитой, вот он предложен здесь.
http://valvol.ru/topic1595.html
На аналогичном балласте у меня 6 лет ЛДС на 36 Вт живут, с КЗ катодами.

мы придём к лампе CCFL с тлеющим или аномально тлеющим разрядом. О высокой светоотдаче можно забыть при этом + посмотрите на срок службы ламп CCFL, он в среднем составляет 30 000 часов и ограничен катодном распылением, а не деградацией люминофора. Для HCFL 30 000 не предел. Если так хотите избавиться от электродов, то надо выбирать EEFL (ёмкостный разряд) или с индуктивным разрядом. Срок службы данных ламп очень большой, но светоотдача немного ниже.


даже если у HCFL замкнуть электроды, то катоды в процессе работы всё равно нагреваются, что и даёт возможность организовать дуговой разряд низкого давления. EEFL имеет внешние электроды + ёмкостный разряд низкого давления.


естественно, т.к. замыкание электродов в основном отрицательно влияет на срок службы катодов в момент поджига. Скажу даже больше, если замкнуть электроды у ККЛ, то идёт небольшое увеличение светового потока (светоотдача сохраняется), т.к. мы не теряем в мощности на нагрев электродов в процессе работы (ток идёт через резонансный конденсатор).


как и писал выше, у CCFL другой тип разряда + срок службы не сильно большой. Для них тоже характерно почернение колбы около электродов.


тест проводили на КЛЛ различных производителей, разной мощности и т.д. Если не брать в расчёт выход из строя ЭПРА, то основная причина выхода из строя - обрыв спиралей (часто с одной стороны). Если у лампы повреждена спираль (даже у новой), то всё равно произойдёт поджиг и она в большей части сможет выйдет на рабочий режим, но электроды при этом распыляются очень сильно + часто появляется при этом мерцание, перезажигание и т.д. Вывод: нельзя включать лампу с оборванными спиралями, даже в варианте с замкнутыми электродами.


для меня наоборот, лампы с повреждением люминофора я практически не встречал, т.к. сталкиваюсь в основном с импортной продукцией.


снижение яркости происходит не только из-за деградации люминофора (в меньшей степени), а в основном из-за потери эмиссии катодами.


что-то не то с этим выводом. Просто есть такое понятие как световой поток и надо отталкиваться от него.


я не сторонник ЭПРА на основе насыщающегося дросселя из-за низкой повторяемости с точки зрения стабильности выходных характеристик. В той теме мне есть о чём с вами поговорить, просто до неё дойти надо

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

Спасибо, понял.


Однако светоотдача измеряется в люмен/ватт. Если люмены подросли а ватты упали.. отдача увеличилась. Реактивный ток Cr бегает внутри инвертора и ничто не греет. Или я что-то не так понял?



Но это может быть по причине превышения тока при пуске.. то есть косяк реализации ЭПРА или брак.
Был ли аналогичный эксперимент с КЗ катодами?



Из тех что были замечены Camelion, Navigator, GeneralElectric(древнючая). Насколько они импортные не знаю.
А так же светодиоды в которых применяется люминофор. Через 100 часов работы уже заметны отклонения цветовой температуры. Через 3000 часов, явный завал в синюю область.



Если взять площадь поверхности лампы и соотнести ее с яркостью в люменах лм/см2, то для ламп разного типа получим сильно разное значение. КЛЛ на 18 ватт это такая скромная тонкая спиралька. ЛДС на 18 ватт, мало того что существенно больше диаметр трубки, дык еще и длинна трубки несравнимо больше, то есть суммарная площадь люминофора на ту же мощность сильно больше. Нагрузка на люминофор меньше.
Мне вообще всегда было интересно почему так. Есть тонкие лампы на 20 ватт диаметром 10 мм, есть те же лампы на 18 ватт но диаметром 25 мм. Люминофор что-ли совсем разный?


Судя по аовалному применению оных балластов в КЛЛ, не похоже на то. IR2153 никто в балласты не ставит.
А так чтобы КЛЛ одного производителя на одну мощность горели с разной яркостью или имели разную температуру колбы я не замечал.

мы немного выигрываем в активной мощности, которая тратилась на разогрев спиралей от проходящего тока через резонансный конденсатор (если токовый прогрев). Я наверно не совсем правильно выразился, т.к. потребление активной мощности станет немного меньше при сохранении светового потока, т.е. светоотдача станет выше. Речь идёт о малой мощности, но в целом экономия может составить несколько %.


там я про КЛЛ с замкнутыми электродами и писал. Даже сейчас идёт тестирование китайских КЛЛ (OEM-производители).


странно, с этими производителями тоже сталкивался, но не замечал проблем с люминофором.


светодиоды - отдельная песня, т.к. там в большей части идёт деградация люминофора от высокой температуры. Посмотрите вот эти статьи:

"http://compeljournal.ru/images/articles/2010_S0_4.pdf"
"http://www.kit-e.ru/assets/files/pdf/2008_2_25.pdf"
"http://led-e.ru/assets/files/pdf/2011_1_48.pdf"

для меня светодиоды не являются перспективными источниками света, т.к. основаны на люминофоре с его кривым спектром. Понятное дело, что в погоне за эффективностью все средства хороши. Вот источники квазинепрерывного спектра действительно заслуживают внимания.

насчёт плотности светового потока КЛЛ и ЛЛ надо посмотреть информацию и вспомнить что да как


в последнее время идёт переход к ЭПРА на основе микросхем. IRS2153 изначально шла не под ЭПРА, хотя приспособить её можно и я видел прототипы ЭПРА для ДНаТ на её базе. Есть очень много специализированных микросхем, в которых есть всевозможные защиты + настроить можно практически любые параметры. Для КЛЛ очень много хороших спец. микросхем, которые включают в себя даже выходные транзисторы и имеют минимум внешних компонентов + различные защиты.


в том то и дело, что разброс очень большой даже в одной партии, т.к. на фирме их несколько сотен может быть только одного производителя и многие проходят тестирование на соответствие заявленным параметрам. При определении световых параметров надо полагаться на приборы, а не на глаза.

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

Сколько стоит спец. микросхема для ЭПРА "все включено" ? Не получится ли так что ее стоимость равна стоимости КЛЛ в магазине?

На счет разброса параметров, это на заводе так? На рынок выпускают почти идентичную продукцию?
Вчера перемерял пирометром 8 лампочек одинаковой мощности, температура колбы у всех одинакова. Ладно на глаз ошибиться можно, но прибор точно не наврет. Мерил в одном месте, по центру.

К светодиодам тоже отношусь с недоверием, бОльшего РосПила придумать сложно. По мне так идеальный источник света МГЛ лампы.

VVS_
нельзя сравнивать стоимость микросхем для ЭПРА со стоимостью "китайских" КЛЛ, которые работают меньше ламп накаливания. Средняя стоимость даже в малых партиях ниже $1, но зато при этом мы имеем возможность влиять практически на все параметры + различные защиты. Вариант идеален для переделки КЛЛ с хорошими лампами, но с плохой ЭПРА. Если брать микросхемы для ЭПРА с внешними транзисторами, то есть даже такая, которая при 8 выводах имеет:

· PFC, ballast control and half-bridge driver in one IC
· Critical-conduction mode boost-type PFC
· Internal VBUS sensing and regulation
· Internal PFC loop compensation
· Programmable PFC over-current
· Ignition voltage regulation (current or voltage control)
· Half-bridge non-ZVS protection
· Half-bridge over-current protection using low-side MOSFET Rds(on)
· Programmable preheat time
· Programmable preheat frequency
· Programmable ignition ramp time
· Programmable run frequency
· Voltage-controlled oscillator (VCO) analog input
· Latched EOL window comparator on VCC
· Internal EOL fault timer
· Fixed dead-time (1.7usec typ.)
· DC bus under-voltage reset
· Lamp insert auto-restart
· Micro-power start-up current
· Under-voltage lock-out mode
· Small 8-pin SOIC package

переводить даже не стал, т.к. вроде и так всё понятно Продолжать?

Насчёт разброса. Сегодня уточню какие фирмы этим грешат и в каких пределах он лежит.

Вот только для чего пирометр я не понял... т.е. цель измерения?

По перспективным источникам... для меня это серные лампы, лампы на парах цезия, МГЛ на парах хлорида олова (с некоторыми недорогими добавками для коррекции спектра), безэлектродные миниатюрные лампы большой мощности МГЛ (в десятки раз меньше обычных) и т.д. Если необходима дополнительная информация по данным источникам света, то обращайтесь.

По мне так ЛОН при низкой стоимости электроэнергии.

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

Напишите плиз имя микросхемы такого балласта.
Ну и на новые лампочки пруфлинк.
Я полностью не в курсе того, о чем вы говорите. Интересно почитать.
Спасибо.

VVS_
IRS2580D. Её можно приспособить не только для ЛЛ, но и для ДНаТ. Стоимость около $2. Полная спецификация на неё закрыта. На сайте производителя есть только краткое описание. Вот её младшая сестра IRS2530D. Стоимость около $1. По остальным источникам света может новую тему создать? Информацию по интегрированным микросхемам для ЭПРА давать?

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

Вон у NXP целая линейка есть http://www.nxp.com/campaigns/greenchip/cfl http://www.nxp.com/applications/lighting/lamp-drivers/

_________________
В составе организованной группы, из хулиганских побуждений, по мотиву национальной ненависти, с особым цинизмом и дерзостью нарушал третий закон термодинамики.

tig0r
их производят несколько фирм, "NXP Semiconductors" в том числе. Есть из чего выбирать.

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».

Все это интересно, но обывателю что делать?

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

смотря что он хочет сделать. Задавайте вопросы.

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно».