Condensadores seriales en balasto electrónico de una lámpara fluorescente

Recientemente reparé un balasto electrónico roto de una lámpara fluorescente lineal de 30W. Ahora parece estar funcionando como se esperaba, pero tuve que hacer algunos cambios y me gustaría preguntarle si ve algún problema oculto en el que pueda entrar debido a esos cambios.

Aquí está el diagrama. No es exactamente mi diagrama, pero es muy similar y espero que pueda usarse aquí:

En el lado izquierdo puede ver la fuente de alimentación (230 VCA, transformador 1: 1, rectificador de diodos). Mire esos dos condensadores electrolíticos (rojos) en serie. Supongo que se cargan a 162 voltios solamente (Vpeak es 325V, por lo que cada límite recibe solo 162 V). Las tapas originales fueron clasificadas 15uF 250V, y necesitaba reemplazar una de ellas. No pude obtener lo mismo por un buen precio, así que reemplacé solo uno de ellos con un 22 uF 250V. Así que ahora tengo un viejo 15uF, y uno nuevo 22uF. (No puedo poner allí dos 22uF, porque son demasiado grandes. Una vieja pequeña 15uF y una nueva más grande 22uF pueden caber allí.) Mi pregunta es simple: ¿Qué causé con esto? ¿Habrá problemas?

Esas tapas están rodeadas de muchos diodos. Espero que normalmente los potenciales alrededor y entre esos límites sean -162V, 0V, + 162V. Cuando reemplacé uno de ellos por otro diferente, probablemente saqué el potencial central del cero ideal. ¿Importa aquí? (Los condensadores nunca son 100% ideales, así que espero que no se requiera el potencial cero ideal aquí). Tengo miedo de no entender cómo funciona realmente este extraño rectificador. Según el diagrama, me parece que ahora uno de los transistores funciona con el voltaje más alto y el otro con un voltaje un poco más bajo. ¿O estoy equivocado? Tal vez esos dos condensadores se descargan en paralelo gracias a esos diodos, por lo que no importa si son absolutamente iguales o no. (El pico en ambos transistores es 325 V, pero cuando la tensión de la red baja, los transistores se alimentan de condensadores, y cada uno de esos condensadores probablemente tenga un voltaje de carga diferente. Esto es muy complicado para mí ...)

Tenga en cuenta que la razón por la que hay dos condensadores extraños en lugar de uno de 400 V es probablemente el espacio. Dos tapas más pequeñas de 250V pueden caber en un espacio restringido, una tapa grande de 400V no cabe allí. Aquí está la foto real:

Mi segunda pregunta: también tuve que hacer un cambio más: las resistencias 0R5 en los emisores de cada transistor ahora son 0R56. Tengo miedo de no entender lo que causé por esto, si es un cambio peligroso o no. (Nuevamente, no pude obtener las mismas resistencias que los originales).

El hecho es que el lastre parece funcionar perfectamente ahora, y el tubo brilla muy bien. :-)

Epílogo: Todavía espero que gracias a esos diodos, las dos tapas electrolíticas siempre se descarguen juntas en paralelo , por lo que en realidad no importa si son del mismo tipo o no.

Debo haber pasado por alto esto cuando se le preguntó en enero.
Esta es una pregunta bien descrita y la respuesta de Al a parte de su propia pregunta fue muy buena. Posteriormente lo eliminó, pero con suerte se recuperará pronto.

Primero abordaré las preguntas centrales y luego volveré y hablaré sobre algunos aspectos inteligentes del circuito.

P: Entonces ahora tengo un viejo 15uF y uno nuevo 22uF [en serie]. ... ¿Habrá problemas?

A: Probablemente no.
Cuando carga dos condensadores en serie para que la misma corriente fluya a través de ambos condensadores, como sucede aquí, el condensador más grande experimentará un aumento de voltaje menor. Esto será muy aproximadamente en proporción inversa a su capacitancia. Los dos condensadores tienen un valor nominal cercano (15/22 = ~ 0.7) Los valores del condensador electrolítico pueden variar más que esto (depende de la especificación). El capacitor más viejo probablemente ha perdido algo de capacitancia con la edad. Por lo tanto, el pequeño más antiguo probablemente tendrá un voltaje más alto para comenzar cuando finalice la carga. Esto compensará el punto medio del voltaje del condensador.

Sin embargo, como notó correctamente en su respuesta eliminada (recupere), cuando los condensadores se descarguen, estarán eléctricamente en paralelo pero detrás de los diodos, de modo que el condensador de voltaje algo más alto comenzará a descargarse primero y cuando el voltaje de salida se reduzca a el voltaje de la tapa de tensión más baja se unirá sin problemas a la segunda tapa. Esto tendrá algún efecto en las corrientes de ondulación del condensador y la tensión más alta PUEDE estresar más la tapa vieja, pero en general debería funcionar bien. Podría decirse que una nueva tapa que no es la misma que la anterior debería tener una capacitancia algo MÁS BAJA para que tome más tensión. PERO debería estar bien.

Esta es la imagen de Al del proceso de descarga. Cualquiera que sea el capacitor que tenga un voltaje más alto se descargará primero.

P: Esas tapas están rodeadas de muchos diodos. Espero que normalmente los potenciales alrededor y entre esos límites sean -162V, 0V, + 162V. Cuando reemplacé uno de ellos por otro diferente, probablemente saqué el potencial central del cero ideal. ¿Importa aquí?

A: como arriba. Este es el corazón del circuito Valley Fill. Las tapas se cargan a ACERCA DE Vinpeak / 2. Todo debería estar lo suficientemente bien.

P: Tenga en cuenta que la razón por la que hay dos condensadores extraños en lugar de uno de 400V es probablemente el espacio.

A: No. Como arriba. Esto proporciona una corrección pasiva del factor de potencia al extender muy sustancialmente el período de conducción de los diodos de entrada. También proporciona Vsupply a la mitad del pico Vin durante el período del valle.

P: Las resistencias 0R5 en los emisores de cada transistor ahora son 0R56. No entiendo ... si es peligroso cambiar o no.

A: esto está bien. Las resistencias de emisor son resistencias de detección de corriente que proporcionan un accionamiento de voltaje a través del diodo D1 D2 para activar SCR1, que termina el medio ciclo de conmutación de corriente a través de D3. Tendría que pasar más tiempo en este circuito para obtener todos los matices y estoy bastante seguro de que no es 100% correcto, pero da una idea razonablemente buena de lo que sucede. Aumentar las resistencias a 5R6 de 5R aumenta el voltaje a través de ellas en un factor de 5.6 / 5 ~ = 12%, por lo que harán que el circuito se apague a corrientes muy ligeramente más bajas, lo que provocará un brillo muy ligeramente más bajo. Sería muy poco probable que vea la diferencia visualmente.

Circuito de relleno de valle:

Un circuito de relleno de valle es una pieza de magia negra brillante desde el principio de los tiempos que permite una corrección sorprendentemente buena del factor de potencia en una carga resistiva, que un inversor de alta frecuencia y brillo constante tiende a proporcionar.

En lugar de continuar cantando sus alabanzas, aquí hay algunas referencias a versiones básicas y más inteligentes y un poco de discusión. Vale la pena familiarizarse con uno si no los ha conocido.

IR (entre los líderes del mercado) AN1074 - Nuevo circuito de relleno de valle - Un nuevo circuito para el balasto electrónico pasivo de bajo costo Relleno de valle con circuitos de control adicionales para baja distorsión armónica total y bajo factor de cresta - magia pasiva refinada.

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Un circuito muy inteligente que parece ofrecer ganancias sustanciales sobre los circuitos tradicionales. Forma de corriente pasiva de relleno de valle mejorada - 1997

• El modelador de corriente de relleno de valle original permite la conducción de corriente de entrada de 30 ° a 150 °, y luego de 210 ° a 330 °. Debido a las discontinuidades de 0 ° a 30 ° y de 150 ° a 210 °, se introdujo una cantidad sustancial de armónicos en la forma de onda de la corriente de entrada. Este artículo presenta una versión mejorada del circuito de relleno de valle que extiende el ángulo de conducción a cerca de 360 ​​°, lo que reduce los armónicos no deseados y mejora la forma de onda de corriente de la línea de alimentación. Se realizan mejoras con componentes pasivos. Las simulaciones SPICE comparan el circuito original con diferentes versiones mejoradas del circuito. El 98% del factor de potencia se puede lograr con este nuevo circuito.

Discusión útil de EDAboard

Resumen IEEE - de interés] El circuito con técnica de cambio de valle

Y de nuevo Circuito de corrección de factor de alta potencia que utiliza bombeo de carga de valle para balastos electrónicos de bajo costo

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No hay respuestas hasta ahora, así que voy a poner mis pensamientos aquí ...

Pregunta 2 (resistencias): un hombre fuera de este foro me dio una pista de que son solo para proteger los transistores y que el cambio del 10% de sus valores no debería ser un problema.

Pregunta 1 (tapas de serie): Esto es más complicado.

Marquemos los diodos D1-D4 y las tapas C1-C4. (La entrada de CA está a la izquierda, verde + - 0 son tres polos de salida).

Ahora, cuando el voltaje de CA es más alto que el voltaje de las tapas, se produce la carga. Ver siguiente imagen:

D1 y D2 ahora están desconectados y la corriente fluye a través de C1-D3-D4-C2 y carga las tapas. Dos electrolitos nunca son perfectamente iguales, por lo que uno de ellos se carga completamente antes. Pero creo que los diodos D3-D4 junto con las tapas C3 y C4 aseguran que el potencial central esté siempre en el medio, por lo que C1 y C2 nunca se recargan a más de 160 voltios. Si C2 es más pequeño y deja de cargar antes, C1 intenta cargar más, pero su potencial de polo negativo no puede ser menor que el potencial entre C3-C4. Lo mismo se aplica para C2, por lo que C1 y C2 finalizan la carga con el mismo voltaje, aunque sus capacidades no son las mismas.

Cuando el voltaje de CA va a valores más bajos, el circuito de la lámpara se alimenta desde las tapas. Ver siguiente imagen:

D3 + D4 ahora están desconectados debido a la polaridad invertida y C1 + C2 se descargan en paralelo. Si C2 es más pequeño y se descarga antes, D2 lo protege de invertir la polaridad. (Lo mismo se aplica para C1 y D1.) El polo central aún mantiene su potencial central (cero voltios) gracias a C3 y C4.

Resumen: Realmente no soy un experto en CA y circuitos complicados de condensadores-diodos. Pero espero que este circuito en particular se comporte correctamente incluso si las capacidades de C1 y C2 no son las mismas. (Mientras no estén sobrevoltajados, etc.) Creo que gracias a esos diodos D1-D4 y condensadores C3 y C4, el polo central siempre está en el medio (cero voltios). (Probablemente haya una ondulación no deseada debido a la recarga rápida de C3 y C4 y la transferencia de su potencia a C1 y C2 cuando el circuito intenta estabilizar el voltaje del polo central en el punto medio perfecto al cargar C1 y C2).