Serienkondensatoren im elektronischen Vorschaltgerät einer Leuchtstofflampe

Kürzlich habe ich ein defektes elektronisches Vorschaltgerät einer linearen 30-W-Leuchtstofflampe repariert. Jetzt scheint es wie erwartet zu funktionieren, aber ich musste einige Änderungen daran vornehmen und möchte fragen, ob Sie versteckte Probleme sehen, auf die ich aufgrund dieser Änderungen stoßen kann.

Hier ist das Diagramm. Es ist nicht genau mein Diagramm, aber sehr ähnlich und ich hoffe, dass es hier voll verwendbar ist:

Auf der linken Seite sehen Sie die Stromquelle (230 VAC, 1: 1-Transformator, Diodengleichrichter). Schauen Sie sich diese beiden (roten) Elektrolytkondensatoren in Reihe an. Ich gehe davon aus, dass sie nur auf 162 Volt aufgeladen sind (Vpeak ist 325 V, also bekommt jede Kappe nur 162 V). Die ursprünglichen Kappen hatten eine Nennspannung von 15 uF 250 V, und ich musste eine davon ersetzen. Ich war nicht in der Lage, das gleiche für einen guten Preis zu erhalten, also ersetzte ich nur einen von ihnen durch einen 22 uF 250V. Jetzt habe ich eine alte 15uF und eine neue 22uF. (Ich kann dort keine zwei 22uF platzieren, weil sie zu groß sind. Eine alte kleine 15uF und eine neue größere 22uF können dort passen.) Meine Frage ist einfach: Was habe ich dadurch verursacht? Wird es Probleme geben?

Diese Kappen sind von vielen Dioden umgeben. Ich gehe davon aus, dass die Potentiale um und zwischen diesen Kappen normalerweise -162 V, 0 V, + 162 V betragen. Als ich einen von ihnen durch einen anderen ersetzte, habe ich wahrscheinlich das Mittenpotential aus dem idealen Nullpunkt verschoben. Ist das hier wichtig? (Die Kondensatoren sind niemals zu 100% ideal, daher hoffe ich, dass das ideale Nullpotential hier nicht erforderlich ist.) Ich fürchte, ich verstehe nicht, wie dieser seltsame Gleichrichter tatsächlich funktioniert. Dem Diagramm zufolge scheint mir jetzt einer der Transistoren mit der höheren Spannung und der andere mit einer etwas niedrigeren Spannung zu arbeiten. Oder liege ich falsch? Möglicherweise werden diese beiden Kondensatoren dank dieser Dioden parallel entladen, sodass es keine Rolle spielt, ob sie absolut gleich sind oder nicht. (Vpeak an beiden Transistoren beträgt 325 V, aber wenn die Netzspannung abfällt, werden die Transistoren von Kondensatoren gespeist. und jeder dieser Kondensatoren hat wahrscheinlich eine andere Ladespannung. Das ist mir nur allzu kompliziert ...)

Beachten Sie, dass der Grund, warum es zwei seltsame Kondensatoren anstelle eines 400-V-Kondensators gibt, wahrscheinlich nur der Platz ist. Zwei kleinere 250-V-Kappen passen auf engstem Raum, eine große 400-V-Kappe würde dort nicht passen. Hier ist das echte Foto:

Meine zweite Frage: Ich musste noch eine Änderung vornehmen: Die 0R5-Widerstände an den Emittern jedes Transistors sind jetzt 0R56. Ich fürchte, ich verstehe nicht, was ich dadurch verursacht habe, ob es eine gefährliche Veränderung ist oder nicht. (Auch hier konnte ich nicht die gleichen Widerstände wie die Originale erhalten.)

Tatsache ist, dass der Ballast jetzt perfekt zu funktionieren scheint und die Röhre gut glänzt. :-)

Epilog: Ich hoffe immer noch, dass dank dieser Dioden die beiden Elektrolytkappen immer zusammen parallel entladen werden , sodass es eigentlich egal ist, ob sie vom gleichen Typ sind oder nicht.

Ich muss das verpasst haben, als es im Januar gefragt wurde.
Dies ist eine gut beschriebene Frage und Al's Antwort auf einen Teil seiner eigenen Frage war sehr gut. Er hat es anschließend gelöscht, aber hoffentlich wird es bald wieder gelöscht.

Ich werde zuerst die Kernfragen ansprechen und dann zurückkommen und über einige clevere Schaltungsaspekte sprechen.

F: Jetzt habe ich eine alte 15uF und eine neue 22uF [in Serie]. ... Wird es Probleme geben?

A: Wahrscheinlich nicht.
Wenn Sie zwei Kondensatoren in Reihe laden, so dass wie hier der gleiche Strom durch beide Kondensatoren fließt, tritt beim größeren Kondensator ein geringerer Spannungsanstieg auf. Dies ist ungefähr umgekehrt proportional zu ihrer Kapazität. Der Nennwert der beiden Kondensatoren liegt nahe beieinander (15/22 = ~ 0,7). Die Werte der Elektrolytkondensatoren können stärker variieren (abhängig von der Spezifikation). Der ältere Kondensator hat wahrscheinlich mit dem Alter etwas an Kapazität verloren. Der ältere kleine hat wahrscheinlich eine höhere Spannung, um zu starten, wenn der Ladevorgang beendet ist. Dadurch wird der Mittelpunkt der Kondensatorspannung ausgeglichen.

Wie Sie jedoch in Ihrer gelöschten Antwort zu Recht bemerken (bitte wiederherstellen), werden die Kondensatoren beim Entladen elektrisch parallel hinter Dioden geschaltet, so dass der Kondensator mit etwas höherer Spannung zuerst zu entladen beginnt und wenn die Ausgangsspannung auf sinkt Die Spannung der unteren Spannungskappe Die zweite Kappe "fügt sich nahtlos ein". Dies hat einige Auswirkungen auf die Kondensatorwelligkeitsströme und die höhere Spannung kann die alte Kappe stärker belasten, aber insgesamt sollte es in Ordnung funktionieren. Wahrscheinlich sollte eine neue Kappe, die nicht mit der alten identisch ist, eine etwas geringere Kapazität haben, damit sie mehr Stress aufnimmt. ABER sollte in Ordnung sein.

Dies ist Al's Bild des Entladungsprozesses. Welcher Kondensator sich auf einer höheren Spannung befindet, wird zuerst entladen.

F: Diese Kappen sind von vielen Dioden umgeben. Ich gehe davon aus, dass die Potentiale um und zwischen diesen Kappen normalerweise -162 V, 0 V, + 162 V betragen. Als ich einen von ihnen durch einen anderen ersetzte, habe ich wahrscheinlich das Mittenpotential aus dem idealen Nullpunkt verschoben. Ist das hier wichtig?

A: Wie oben. Dies ist das Herzstück der Valley Fill-Rennstrecke. Die Kappen werden auf ÜBER Vinpeak / 2 aufgeladen. Alles sollte gut genug sein.

F: Beachten Sie, dass der Grund, warum es zwei seltsame Kondensatoren anstelle eines 400-V-Kondensators gibt, wahrscheinlich nur der Platz ist.

A: Nein. Wie oben. Dies liefert eine passive Leistungsfaktorkorrektur, indem die Leitungsperiode der Eingangsdioden sehr wesentlich verteilt wird. Es bietet auch Vsupply auf halber Vin-Spitze während der Talperiode.

F: Die 0R5-Widerstände an den Emittern jedes Transistors sind jetzt 0R56. Ich verstehe nicht ... ob es eine gefährliche Veränderung ist oder nicht.

A: Das ist in Ordnung. Die Emitterwiderstände sind Stromerfassungswiderstände, die eine Spannungsansteuerung über die Diode D1 D2 bereitstellen, um SCR1 auszulösen, der den Stromschalthalbzyklus über D3 beendet. Ich müsste mehr Zeit auf dieser Strecke verbringen, um alle Nuancen zu erhalten, und ich bin mir ziemlich sicher, dass es nicht 100% korrekt ist, aber es gibt eine einigermaßen gute Vorstellung davon, was passiert. Durch Erhöhen der Widerstände von 5R auf 5R6 wird die Spannung über ihnen um einen Faktor von 5,6 / 5 ~ = 12% erhöht, sodass die Schaltung bei sehr geringfügig niedrigeren Strömen ausgeschaltet wird, was zu einer geringfügig geringeren Helligkeit führt. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Sie den Unterschied visuell erkennen.

Valley Fill Circuit:

Ein Valley Fill Circuit ist ein Stück brillanter schwarzer Magie aus den Anfängen der Zeit, das eine überraschend gute Leistungsfaktorkorrektur in eine ohmsche Last ermöglicht - was ein Hochfrequenz-Wechselrichter mit konstanter Helligkeit tendenziell bietet.

Anstatt weiterhin ihr Lob zu singen - hier einige Hinweise auf grundlegende und klügere Versionen und einige Diskussionen. Es lohnt sich, sich kennenzulernen, wenn Sie sie nicht kennengelernt haben.

IR (unter den Marktführern) AN1074 - Neue Talfüllschaltung - Eine neue Schaltung für kostengünstige elektronische Ballast-Passiv-Talfüllung mit zusätzlichen Steuerschaltungen für geringe harmonische Gesamtverzerrung und niedrigen Crest-Faktor - passive Magie verfeinert.

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Eine sehr clevere Schaltung, die offenbar erhebliche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Schaltungen bietet. Verbesserte passive Stromform mit Talfüllung - 1997

• Der ursprüngliche Talfüllstromformer ermöglicht eine Eingangsstromleitung von 30 ° bis 150 ° und dann von 210 ° bis 330 °. Aufgrund der Diskontinuitäten von 0 ° bis 30 ° und von 150 ° bis 210 ° wurden erhebliche Mengen an Harmonischen in die Eingangsstromwellenform eingeführt. In diesem Artikel wird eine verbesserte Version der Talfüllungsschaltung vorgestellt, die den Leitungswinkel auf nahezu 360 ° erweitert, wodurch unerwünschte Harmonische verringert und die Stromform des Stromleitungsstroms verbessert werden. Verbesserungen werden mit passiven Komponenten vorgenommen. SPICE-Simulationen vergleichen die ursprüngliche Schaltung mit verschiedenen verbesserten Versionen der Schaltung. Mit dieser neuen Schaltung ist ein Leistungsfaktor von 98% erreichbar.

Nützliche EDAboard-Diskussion

IEEE Abstract - von Interesse] Die Schaltung mit Talschalttechnik

Und wieder eine Hochleistungsfaktorkorrekturschaltung mit Talladungspumpen für kostengünstige elektronische Vorschaltgeräte

verbunden

Bisher keine Antworten, daher werde ich meine Gedanken hier einbringen ...

Frage 2 (Widerstände): Ich habe von einem Mann außerhalb dieses Forums einen Hinweis erhalten, dass sie nur die Transistoren schützen sollen und dass eine Änderung ihrer Werte um 10% kein Problem sein sollte.

Frage 1 (Serienkappen): Dies ist komplizierter.

Markieren wir die Dioden D1-D4 und die Kappen C1-C4. (Der AC-Eingang befindet sich links, grün + - 0 sind drei Ausgangspole.)

Wenn nun die Wechselspannung höher als die Spannung der Kappen ist, erfolgt das Laden. Siehe nächstes Bild:

D1 und D2 sind jetzt getrennt und Strom fließt durch C1-D3-D4-C2 und lädt die Kappen auf. Zwei Elektrolyte sind niemals perfekt gleich, sodass einer von ihnen früher vollständig aufgeladen wird. Ich denke jedoch, dass die Dioden D3-D4 zusammen mit den Kappen C3 und C4 sicherstellen, dass das Mittenpotential immer in der Mitte liegt, sodass C1 und C2 niemals auf mehr als 160 Volt aufgeladen werden. Wenn C2 kleiner ist und den Ladevorgang früher beendet, versucht C1, mehr zu laden, aber sein negatives Polpotential kann nicht niedriger sein als das Potential zwischen C3 und C4. Gleiches gilt für C2, sodass sowohl C1 als auch C2 den Ladevorgang mit derselben Spannung beenden, obwohl ihre Kapazitäten nicht gleich sind.

Wenn die Wechselspannung auf niedrigere Werte sinkt, wird der Lampenstromkreis über die Kappen mit Strom versorgt. Siehe nächstes Bild:

D3 + D4 werden jetzt aufgrund der umgekehrten Polarität getrennt und C1 + C2 werden parallel entladen. Wenn C2 kleiner ist und früher entladen wird, wird es durch D2 vor Umpolung geschützt. (Gleiches gilt für C1 und D1.) Der Mittelpol behält dank C3 und C4 weiterhin sein zentrales Potential (Null Volt).

Zusammenfassung: Ich bin wirklich kein Experte für Wechselstrom und komplizierte Kondensator-Dioden-Schaltungen. Ich hoffe jedoch, dass sich diese spezielle Schaltung korrekt verhält, auch wenn die Kapazitäten von C1 und C2 nicht gleich sind. (Solange sie nicht überspannt sind usw.) Ich glaube, dass dank dieser Dioden D1-D4 und der Kondensatoren C3 und C4 der Mittelpol immer in der Mitte liegt (Null Volt). (Es gibt wahrscheinlich eine unerwünschte Welligkeit aufgrund des schnellen Wiederaufladens von C3 und C4 und der Übertragung ihrer Leistung auf C1 und C2, wenn die Schaltung versucht, die Zentralpolspannung beim Laden von C1 und C2 auf den perfekten Mittelpunkt zu stabilisieren.)