Condensateurs série dans le ballast électronique d'une lampe fluorescente

Récemment, j'ai réparé un ballast électronique cassé d'une lampe fluorescente linéaire de 30 W. Maintenant, cela semble fonctionner comme prévu, mais j'ai dû y apporter des modifications et j'aimerais vous demander si vous voyez des problèmes cachés que je peux rencontrer en raison de ces changements.

Voici le schéma. Ce n'est pas exactement mon schéma, mais très similaire et j'espère pleinement utilisable ici:

Sur le côté gauche, vous pouvez voir la source d'alimentation (230VAC, transformateur 1: 1, redresseur à diode). Regardez ces deux condensateurs électrolytiques (rouges) en série. Je suppose qu'ils sont chargés à 162 volts seulement (Vpeak est de 325 V, donc chaque capuchon ne reçoit que 162 V). Les bouchons d'origine étaient classés 15uF 250V, et je devais remplacer l'un d'eux. Je n'ai pas pu obtenir le même pour un bon prix, j'ai donc remplacé un seul d'entre eux par un 22 uF 250V. Alors maintenant, j'ai un ancien 15uF et un nouveau 22uF. (Je ne peux pas y mettre deux 22uF, car ils sont trop gros. Un vieux petit 15uF et un nouveau plus grand 22uF peuvent y entrer.) Ma question est simple: qu'est-ce que j'ai causé par cela? Y aura-t-il des problèmes?

Ces bouchons sont entourés de nombreuses diodes. Je m'attends à ce que normalement les potentiels autour et entre ces plafonds soient -162V, 0V, + 162V. Lorsque j'ai remplacé l'un d'eux par un autre, j'ai probablement déplacé le potentiel central hors du zéro idéal. Est-ce important ici? (Les condensateurs ne sont jamais idéaux à 100%, donc j'espère que le potentiel zéro idéal n'est pas requis ici.) J'ai peur de ne pas comprendre comment fonctionne cet étrange redresseur. Selon le schéma, il me semble que maintenant l'un des transistors fonctionne avec la tension la plus élevée et l'autre avec une tension un peu plus basse. Ou ai-je tort? Peut-être que ces deux condensateurs sont déchargés en parallèle grâce à ces diodes, donc peu importe qu'ils soient absolument identiques ou non. (Vpeak sur les deux transistors est de 325 V, mais lorsque la tension secteur baisse, les transistors sont alimentés par des condensateurs, et chacun de ces condensateurs a probablement une tension de charge différente. C'est trop compliqué pour moi ...)

Notez que la raison pour laquelle il y a deux condensateurs étranges au lieu d'un 400V est probablement juste l'espace. Deux petits capuchons de 250 V peuvent tenir dans un espace restreint, un grand capuchon de 400 V ne pourrait pas y entrer. Voici la vraie photo:

Ma deuxième question: j'ai également dû faire un autre changement: les résistances 0R5 sur les émetteurs de chaque transistor sont maintenant 0R56. J'ai peur de ne pas comprendre ce que j'ai causé, que ce soit un changement dangereux ou non. (Encore une fois, je n'ai pas pu obtenir les mêmes résistances que les originaux.)

Le fait est que le ballast semble fonctionner parfaitement maintenant et que le tube brille bien. :-)

Epilog: J'espère toujours que grâce à ces diodes, les deux bouchons électrolytiques sont toujours déchargés ensemble en parallèle , donc peu importe qu'ils soient du même type ou non.

Je dois l'avoir manqué quand cela a été demandé en janvier.
C'est une question bien décrite et la réponse d'Al à une partie de sa propre question était très bonne. Il l'a supprimé par la suite, mais j'espère qu'il sera bientôt supprimé.

Je vais d'abord répondre aux questions fondamentales, puis revenir et parler de certains aspects du circuit intelligent.

Q: J'ai maintenant un ancien 15uF et un nouveau 22uF [en série]. ... Y aura-t-il des problèmes?

R: Probablement pas.
Lorsque vous chargez deux condensateurs en série afin que le même courant passe à travers les deux condensateurs, comme cela se produit ici, le plus grand condensateur subira une augmentation de tension plus petite. Ce sera très approximativement en proportion inverse de leur capacité. Les deux condensateurs sont proches en valeur nominale (15/22 = ~ 0,7) Les valeurs des condensateurs électrolytiques peuvent varier plus largement que cela (en fonction des spécifications). L'ancien condensateur a probablement perdu une certaine capacité avec l'âge. Ainsi, le plus ancien petit aura probablement une tension plus élevée pour démarrer une fois le chargement terminé. Cela compensera le point médian de la tension du condensateur.

Cependant, comme vous le notez à juste titre dans votre réponse supprimée (veuillez annuler la suppression), lorsque les condensateurs se déchargent, ils seront électriquement en parallèle, bu = t derrière les diodes, de sorte que le condensateur de tension un peu plus élevée commencera à se décharger en premier et lorsque la tension de sortie descendra à la tension du capuchon de tension inférieur, le deuxième capuchon "se joindra" de manière transparente. Cela aura un certain effet sur les courants d'ondulation des condensateurs et la tension plus élevée PEUT stresser davantage l'ancien capuchon, mais dans l'ensemble, cela devrait fonctionner correctement. On peut dire qu'un nouveau capuchon qui n'est pas le même que l'ancien devrait être à une capacité quelque peu INFÉRIEURE de sorte qu'il absorbe plus de stress. MAIS devrait être OK.

Voici l'image d'Al du processus de décharge. Quel que soit le condensateur à la plus haute tension, il se déchargera en premier.

Q: Ces bouchons sont entourés de nombreuses diodes. Je m'attends à ce que normalement les potentiels autour et entre ces plafonds soient -162V, 0V, + 162V. Lorsque j'ai remplacé l'un d'eux par un autre, j'ai probablement déplacé le potentiel central hors du zéro idéal. Est-ce important ici?

R: Comme ci-dessus. C'est le cœur du circuit Valley Fill. Les plafonds sont facturés à PROPOS DE Vinpeak / 2. Tout devrait être suffisant.

Q: Notez que la raison pour laquelle il y a deux condensateurs étranges au lieu d'un 400V est probablement juste l'espace.

R: Non. Comme ci-dessus. cela permet une correction passive du facteur de puissance en étalant très sensiblement la période de conduction des diodes d'entrée. Il fournit également Vsupply à la moitié du pic Vin pendant la période de la vallée.

Q: Les résistances 0R5 sur les émetteurs de chaque transistor sont désormais 0R56. Je ne comprends pas ... si c'est un changement dangereux ou non.

R: C'est OK. Les résistances d'émetteur sont des résistances de détection de courant qui fournissent une commande de tension via la diode D1 D2 pour déclencher SCR1, ce qui met fin au demi-cycle de commutation de courant via D3. Je devrais passer plus de temps sur ce circuit pour obtenir toutes les nuances et je suis sûr que ce n'est pas correct à 100%, mais cela donne une assez bonne idée de ce qui se passe. Augmenter les résistances à 5R6 à partir de 5R augmente la tension aux bornes d'un facteur de 5,6 / 5 ~ = 12%, ce qui entraînera la coupure du circuit à des courants très légèrement inférieurs, provoquant une luminosité très légèrement inférieure. Vous seriez très peu susceptible de voir la différence visuellement.

Circuit de remplissage de la vallée:

Un circuit de remplissage de vallée est un morceau de magie noire brillante des débuts qui permet une correction étonnamment bonne du facteur de puissance dans une charge résistive - ce qu'un onduleur haute fréquence à luminosité constante a tendance à fournir.

Plutôt que de continuer à chanter leurs louanges - voici quelques références à des versions de base et plus intelligentes et quelques discussions. Cela vaut la peine de se connaître si vous ne les avez pas rencontrés.

IR (parmi les leaders du marché) AN1074 - Nouveau circuit de remplissage de vallée - Un nouveau circuit pour le ballast électronique à faible coût Passive Valley Fill avec des circuits de contrôle supplémentaires pour une faible distorsion harmonique totale et un facteur de crête bas - la magie passive raffinée.

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Un circuit très intelligent qui semble offrir des gains substantiels par rapport aux circuits traditionnels . Forme de courant passif Valley-Fill améliorée - 1997

• La forme originale du courant de remplissage de vallée permet une conduction du courant d'entrée de 30 ° à 150 °, puis de 210 ° à 330 °. En raison des discontinuités de 0 ° à 30 ° et de 150 ° à 210 °, une quantité substantielle d'harmoniques a été introduite dans la forme d'onde du courant d'entrée. Cet article présente une version améliorée du circuit de remplissage de vallée qui étend l'angle de conduction à près de 360 ​​°, réduisant ainsi les harmoniques indésirables et améliorant la forme d'onde du courant de la ligne électrique. Des améliorations sont apportées avec des composants passifs. Les simulations SPICE comparent le circuit d'origine avec différentes versions améliorées du circuit. Un facteur de puissance de 98% est réalisable avec ce nouveau circuit.

Discussion EDAboard utile

Résumé IEEE - d'intérêt] Le circuit avec la technique de commutation de vallée

Et encore Circuit de correction de facteur de puissance élevé utilisant le pompage de charge de vallée pour des ballasts électroniques à faible coût

en relation

Pas de réponses pour l'instant, donc je vais mettre mes pensées ici ...

Question 2 (résistances): J'ai entendu un homme en dehors de ce forum qu'ils sont juste pour protéger les transistors et qu'un changement de 10% de leurs valeurs ne devrait pas être un problème.

Question 1 (plafonds en série): C'est plus compliqué.

Marquons les diodes D1-D4 et les bouchons C1-C4. (L'entrée CA est à gauche, vert + - 0 sont trois pôles de sortie.)

Maintenant, lorsque la tension alternative est supérieure à la tension des capuchons, la charge se produit. Voir l'image suivante:

D1 et D2 sont maintenant déconnectés et le courant passe par C1-D3-D4-C2 et charge les bouchons. Deux électrolytes ne sont jamais parfaitement identiques, alors l'un d'eux est complètement chargé plus tôt. Mais je pense que les diodes D3-D4 avec les capuchons C3 et C4 garantissent que le potentiel central est toujours au milieu, donc C1 et C2 ne se rechargent jamais à plus de 160 volts. Si C2 est plus petit et arrête de se charger plus tôt, C1 essaie alors de charger plus, mais son potentiel de pôle négatif ne peut pas être inférieur au potentiel entre C3-C4. La même chose s'applique pour C2, donc C1 et C2 terminent la charge avec la même tension, bien que leurs capacités ne soient pas les mêmes.

Lorsque la tension alternative descend à des valeurs inférieures, le circuit de la lampe est alimenté par les capuchons. Voir l'image suivante:

D3 + D4 sont maintenant déconnectés en raison de la polarité inversée et C1 + C2 sont déchargés en parallèle. Si C2 est plus petit et est déchargé plus tôt, il est alors protégé par D2 contre l'inversion de polarité. (Il en va de même pour C1 et D1.) Le pôle central conserve son potentiel central (zéro volt) grâce à C3 et C4.

Résumé: Je ne suis vraiment pas un expert en CA et en circuits condensateur-diode compliqués. Mais j'espère que ce circuit particulier se comporte correctement même si les capacités de C1 et C2 ne sont pas les mêmes. (Tant qu'ils ne sont pas surtensionnés etc.) je crois que grâce à ces diodes D1-D4 et aux condensateurs C3 et C4 le pôle central est toujours au milieu (zéro volt). (Il y a probablement une ondulation indésirable en raison de la recharge rapide de C3 et C4 et du transfert de leur puissance à C1 et C2 lorsque le circuit tente de stabiliser la tension du pôle central au point milieu parfait lors de la charge de C1 et C2.)