Capacitores seriais no reator eletrônico de uma lâmpada fluorescente

Recentemente, consertei um reator eletrônico quebrado de uma lâmpada fluorescente linear de 30W. Agora parece que está funcionando como esperado, mas tive que fazer algumas alterações e gostaria de perguntar se você vê algum problema oculto no qual possa entrar devido a essas alterações.

Aqui está o diagrama. Não é exatamente o meu diagrama, mas muito semelhante e espero que seja totalmente utilizável aqui:

No lado esquerdo, você pode ver a fonte de alimentação (230VAC, transformador 1: 1, retificador de diodo). Veja esses dois capacitores eletrolíticos (vermelhos) em série. Eu suponho que eles sejam carregados apenas para 162 volts (o Vpeak é 325V, então cada tampa recebe apenas 162 V). As tampas originais eram classificadas como 15uF 250V e eu precisava substituir uma delas. Como não consegui obter o mesmo por um bom preço, substituí apenas um deles por 22 uF 250V. Então agora eu tenho um antigo 15uF e um novo 22uF. (Não consigo colocar dois 22uF, porque eles são muito grandes. Um velho 15uF pequeno e um novo 22uF maior podem caber lá.) Minha pergunta é simples: O que eu causei com isso? Haverá problemas?

Essas tampas são cercadas por muitos diodos. Espero que normalmente os potenciais ao redor e entre esses limites sejam -162V, 0V, + 162V. Quando substituí um deles por outro, provavelmente mudei o potencial central do zero ideal. Isso importa aqui? (Os capacitores nunca são 100% ideais, por isso espero que o potencial zero ideal não seja necessário aqui.) Receio não entender como esse retificador estranho realmente funciona. De acordo com o diagrama, parece-me que agora um dos transistores trabalha com a tensão mais alta e o outro com a tensão um pouco mais baixa. Ou eu estou errado? Talvez esses dois capacitores sejam descarregados em paralelo graças a esses diodos, não importando se são absolutamente iguais ou não. (O pico de pico nos dois transistores é 325V, mas quando a tensão da rede diminui, os transistores são alimentados por capacitores, e cada um desses capacitores provavelmente possui uma voltagem de carregamento diferente. Isso é muito complicado para mim ...)

Observe que a razão pela qual existem dois capacitores estranhos em vez de um de 400V é provavelmente apenas o espaço. Duas tampas menores de 250V podem caber em espaço restrito, uma grande tampa de 400V não caberia lá. Aqui está a foto real:

Minha segunda pergunta: eu também tive que fazer mais uma alteração: os resistores 0R5 nos emissores de cada transistor agora são 0R56. Receio não entender o que causei com isso, se é uma mudança perigosa ou não. (Mais uma vez, não consegui obter os mesmos resistores que os originais.)

O fato é que o lastro parece funcionar perfeitamente agora e o tubo brilha muito bem. :-)

Epílogo: Eu ainda espero que, graças a esses diodos, as duas tampas eletrolíticas sejam sempre descarregadas juntas em paralelo , portanto, na verdade, não importa se elas são do mesmo tipo ou não.

Eu devo ter perdido isso quando foi perguntado em janeiro.
Essa é uma pergunta bem descrita e a resposta de Al para parte de sua própria pergunta foi muito boa. Ele o excluiu posteriormente, mas espero que seja eliminado em breve.

Vou abordar as questões centrais primeiro e depois voltar e falar sobre alguns aspectos inteligentes do circuito.

P: Então agora eu tenho um antigo 15uF e um novo 22uF [em série]. ... Haverá problemas?

A: Provavelmente não.
Quando você carrega dois capacitores em série, de modo que a mesma corrente flua através dos dois capacitores, como acontece aqui, o capacitor maior experimentará um aumento de tensão menor. Isso será muito aproximadamente na proporção inversa à sua capacitância. Os dois capacitores estão próximos no valor nominal (15/22 = ~ 0,7) Os valores do capacitor eletrolítico podem variar mais amplamente que isso (depende da especificação). O capacitor antigo provavelmente perdeu alguma capacitância com a idade. Portanto, o pequeno mais velho provavelmente terá uma voltagem mais alta para iniciar quando o carregamento terminar. Isso compensará o ponto médio da tensão do capacitor.

No entanto, como você observou corretamente na sua resposta excluída (cancele a exclusão), quando os capacitores descarregarem, eles serão eletricamente paralelos por trás dos diodos, para que o capacitor de tensão um pouco mais alto comece a descarregar primeiro e quando a tensão de saída descer para a tensão do limite de voltagem mais baixa, o segundo limite "se unirá" perfeitamente. Isso terá algum efeito nas correntes de ondulação do capacitor e a voltagem mais alta PODE estressar mais o limite antigo, mas no geral deve funcionar OK. Indiscutivelmente, um novo limite que não é o mesmo que o antigo deve ter uma capacitância um pouco MAIS BAIXA, para que exija mais estresse. MAS deve estar OK.

Esta é a imagem de Al do processo de descarga. O capacitor que estiver na tensão mais alta será descarregado primeiro.

P: Essas tampas são cercadas por muitos diodos. Espero que normalmente os potenciais ao redor e entre esses limites sejam -162V, 0V, + 162V. Quando substituí um deles por outro, provavelmente mudei o potencial central do zero ideal. Isso importa aqui?

A: Como acima. Este é o coração do circuito Valley Fill. Os limites são cobrados sobre o Vinpeak / 2. Tudo deve estar bem o suficiente.

P: Observe que a razão pela qual existem dois capacitores estranhos em vez de um de 400V é provavelmente apenas o espaço.

A: Não. Como acima. isso fornece correção passiva do fator de potência, espalhando substancialmente o período de condução dos diodos de entrada. Ele também fornece Vsupply no meio pico de Vin durante o período do vale.

P: Os resistores 0R5 nos emissores de cada transistor agora são 0R56. Eu não entendo ... se é uma mudança perigosa ou não.

A: Tudo bem. Os resistores emissores são resistores com sensor de corrente que fornecem acionamento de tensão através do diodo D1 D2 para acionar o SCR1, que finaliza o meio ciclo de comutação de corrente via D3. Eu precisaria gastar mais tempo neste circuito para obter todas as nuances e tenho certeza de que não está 100% correto, mas dá uma boa idéia do que acontece. Aumentar os resistores de 5R para 5R6 aumenta a tensão através deles por um fator de 5,6 / 5 ~ = 12%, de modo que eles farão com que o circuito seja desligado em correntes muito mais baixas, causando um brilho muito mais baixo. É muito improvável que você veja a diferença visualmente.

Circuito de preenchimento do vale:

Um circuito de preenchimento do vale é uma peça de magia negra brilhante desde o início dos tempos que permite surpreendentemente boa correção do fator de potência em uma carga resistiva - que um inversor de alta frequência e brilho constante tende a fornecer.

Em vez de continuar cantando louvores - aqui estão algumas referências a versões básicas e mais inteligentes, além de algumas discussões. Vale a pena se familiarizar se você não os conhece.

IR (entre líderes de mercado) AN1074 - Novo circuito de preenchimento de vale - Um novo circuito para preenchimento passivo de reator eletrônico de baixo custo com circuitos de controle adicionais para baixa distorção harmônica total e baixo fator de crista - magia passiva refinada.

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Um circuito muito inteligente que parece oferecer ganhos substanciais em relação aos circuitos tradicionais. Forma de corrente passiva aprimorada de preenchimento de vale - 1997

• O modelador de corrente de preenchimento vale original permite a condução da corrente de entrada de 30 ° a 150 ° e, em seguida, de 210 ° a 330 °. Devido às descontinuidades de 0 ° a 30 ° e de 150 ° a 210 °, uma quantidade substancial de harmônicos foi introduzida na forma de onda da corrente de entrada. Este artigo apresenta uma versão aprimorada do circuito de preenchimento do vale que estende o ângulo de condução para perto de 360 ​​°, diminuindo harmônicos indesejados e melhorando a forma de onda da corrente da linha de energia. As melhorias são feitas com componentes passivos. As simulações do SPICE comparam o circuito original com diferentes versões aprimoradas do circuito. Um fator de potência de 98% é possível com este novo circuito.

Discussão útil do EDAboard

Resumo do IEEE - de interesse] O circuito com a técnica de troca de vale

E, novamente, circuito de correção de fator de alta potência usando bombeamento de vale para reatores eletrônicos de baixo custo

Relacionado

Nenhuma resposta até agora, então vou colocar meus pensamentos aqui ...

Pergunta 2 (resistores): Eu recebi uma dica de um homem fora deste fórum de que eles são apenas para proteger os transistores e que a alteração de 10% em seus valores não deve ser um problema.

Pergunta 1 (limites seriais): isso é mais complicado.

Vamos marcar os diodos D1-D4 e as tampas C1-C4. (A entrada CA está à esquerda, verde + - 0 são três pólos de saída.)

Agora, quando a tensão CA é superior à tensão das tampas, o carregamento ocorre. Veja a imagem seguinte:

D1 e D2 agora estão desconectados e a corrente flui através de C1-D3-D4-C2 e carrega as tampas. Dois eletrólitos nunca são perfeitamente iguais, então um deles fica totalmente carregado mais cedo. Mas acho que os diodos D3-D4, juntamente com as tampas C3 e C4, garantem que o potencial central esteja sempre no meio, para que C1 e C2 nunca sejam recarregados para mais de 160 volts. Se C2 for menor e parar de carregar mais cedo, C1 tenta cobrar mais, mas seu potencial de pólo negativo não pode ir abaixo do potencial entre C3-C4. O mesmo se aplica a C2; portanto, C1 e C2 terminam o carregamento com a mesma voltagem, embora suas capacidades não sejam as mesmas.

Quando a tensão CA atinge valores mais baixos, o circuito da lâmpada é alimentado pelas tampas. Veja a imagem seguinte:

D3 + D4 agora estão desconectados devido à polaridade invertida e C1 + C2 são descarregados em paralelo. Se C2 for menor e descarregado mais cedo, ele será protegido por D2 contra inversão de polaridade. (O mesmo se aplica a C1 e D1.) O polo central ainda mantém seu potencial central (zero volt) graças a C3 e C4.

Resumo: Na verdade, eu não sou especialista em circuitos CA e em diodos capacitores complicados. Mas espero que esse circuito específico se comporte corretamente, mesmo que as capacidades de C1 e C2 não sejam as mesmas. (Desde que não estejam sob tensão etc.) Acredito que, graças aos diodos D1-D4 e aos capacitores C3 e C4, o polo central esteja sempre no meio (zero volts). (Provavelmente há alguma ondulação indesejada devido à recarga rápida de C3 e C4 e à transferência de energia para C1 e C2 quando o circuito tenta estabilizar a tensão do pólo central no ponto médio perfeito ao carregar C1 e C2.)