220V 50Hz giriş-98V 150Hz çıkış?

[alayli]

Arkadaşlar;

Daha önceki bir mesajımda bahsettiğim, el yapımı LCD projeksiyonlarda çoğunlukla kullanılan gaz deşarjlı Metal Halide lambalar için amatör olarak elektronik balast yapmak niyetindeyim. Bu tarz lambalar çoğunlukla hantal olan 50Hz ile çalışan sac nüveli manyetik balast+ 4-5kV'lik ateşleyiciler ile çalışıyorlar. Elektronik olanlar ile ilgili nette ticari cihaz resimleri haricinde maalesef tatmin edici bir şema, devre, blok diagram vb.'ye ulaşamadım. Lambanın ihtiyacı olansa;

250W için:

98V
max 200Hz kare veya sinus dalga
kalkışta max 4A
çalışmada max 2.5A

Özetle; 220V 50Hz girişi 98V 100-200Hz arası kare dalgaya çevirmek gerekiyor. Bu tür lambalar kapatıldıktan sonra yeniden ateşlenmek için belli bir süreye (3-15 dk) ihtiyaç gösteriyorlar. Lamba zarar gördüğünde veya ömrünü tamamladığında devrenin ateşleme yapmaması gerekiyor, power faktörün >%95 olması gerekiyor, elektromagnetik girişimin bir takım uluslararası kurallara uyması gerekiyor gibi extra özellikleri şimdilik göz ardı ediyorum. (Amatörce düşündüğüm için)
Frekans biraz daha yüksek olsaydı, PIC ile veya 3524 gibi bir PWM entegresi+mosfet ile çözülürdü. 3524-3525'i 50Hz'de sac trafo ile kullandım ama zaten benim amacım daha hafif ve daha az hantal bir sistemle işi çözmek. 150Hz gibi frekanslarda gausu 2000 ve üzeri olan ferit nüveleri kullananınız var mı? Yorum ve önerilerinizi bekliyorum.

[aster]

Merhaba,
hocam ben bu tür lambaları (civa, sodyum) sıkça kullanıyorum ama ballast ve ateşleyici ile, dediğini bir araştıralım bakalım
tekrar yakma konusunda sodyum daha çabuk yanar ~1 dk gibi civalı da civa buharının soğuması lazım ~10 dk
proje ilginç, geliştirme sürecinde bende katılım sağlamak isterim

[mmengi]

frekansın daha fazla olması bir sıkıntı çıkarırmı acaba lambanın çalışması bakımından şöyle 10-20 khz. olsa trafo dahada ufalırdı.

[aster]

evet dakika 1 gol 1 ilk denemelerimde ölçü aleti mefta oldu  
ama devam

[alayli]

@aster
Metal Halide'lerin de özellikleri benzer. Zaten bu tarz lambalar genel olarak HID diye geçiyor literatürde. Yani High Intencity Discharge. Bunların içinde civa buharı haricinde metal halidleri var. Bunlarında tekrar start alabilmesi için soğuması gerekiyor. Ölçü aletin için üzüldüm. İnşallah Fluke felan değildi. Yılbaşı için çeyrek biletim var. İkramiye çıkarsa benden sana istediğin en kral multimetre feda olsun.
@mmengi
Hocam çok araştırdım. Hem lamba üreticileri hem de balast üreticileri tavsiye etmiyorlar. Zaten bu lambaların esprisi; watt başına ışık verimlerinin (85-125 lümen metal halidler, 65-80 lümen klasik CFL) ve ömürlerinin uzun olmasında (12000-24000 saat) yatıyor. Frekansı yükseltince bu değerler hazin bir şekilde aşağı düşüyorMUŞ. Denemedim ama araştırmalarım sonucu vardığım kanı bu.

[z]

Xenon lambaların simmer modunda çalıştırılması için zamanında bir müşterime devre tasarlamıştım.

Aynı mantık sanırım bahsettiğin lambalarda da işe yarar.

Flyback türü çalışan bir smps tasarlayacaksın. Devre geribeslemesini çıkış voltajından değil yük akımından alacak.

Trafoyu, 98v, 2.5A için hazırlayacaksın.

Sisteme enerji verildiğinde, lamba çalışmadığı (yük olmadığı) için bu smps türü (flyback) binlerce volt değerinde voltaj üretir. Bu voltaj altında lamba ateşlenir ve iletime geçer. Bu esnada smps yüklenir ve voltajı kendiliğinden düşer, geribesleme yük akımından alındığı için lamba 2.5A sabit akım ile çalışmaya başlar. (Şebeke voltajı oynasa bile lamba parlaklığı yaklaşık sabit kalır)

Bu smps tasarımında şu konulara dikkat edeceksin.

1. smps tamamen yüksüz iken primer ve sekonderde müthiş gerilimler oluşur. Devre elemanları bu gerilimlere dayanabilmeli. Snubber devreleri ile yüksek voltaj etkilerini bastırabilirsin, ancak bu, başlangıçta ihtiyacımız olan sekonder voltajını da etkiler, bu nedenle 1600V IGBT vs kullanman gerekecek.

2. PWM de %50 duty üzerine çıkmamayı garanti etmelisin.

3. Sekonder doğrultucusu 2.5A 4...5kV olmalı. Bunun için snubber devreleri ile donatılmış 4 ..5 katlı doğrultma devresi kuracaksın.

4. Lambaya seri bağlı küçükde olsa bir balast bobin şart. (Ben kaçamadım)

(Anlaşılacağı üzere lamba DC akımla çalıştırılmakta, bu çalışma lamba ömrü üzerinde olumsuz etkide bulunacak ise, bir role ile zaman zaman lamba uçlarının ters çevrilmesi işe yarayabilir.)

[salim ALTIN]

Merhaba.
Bir ara benim de ilgi alanıma giren bir konu idi. Fakat iş akışı bir kenara bırakmama neden oldu.
Bu iş için direk olarak bu iş için üretilmiş entegreler ile ilgilenmek gerekli diye düşünmüştüm. İR nin entegreleri ve bu konuda bazı yararlı bilgileri var. Birde incelemedim ama balast dizayn için bir programı vardı sanırım. Burada http://www.irf.com/lighting/
8 Mb bir program var. Ayrıca resonans çalışan bide entegresi vardı. ama notlarım nerede bilmiyorum. Yanlız ilk başta start için ateşleme modu olduğunu ve yüksek voltaj ürettiğini biliyorum.
ir2153 e ve ir2156 ya bir bak.
Bide buraya. http://www.irf.com/product-info/lighting/hid.html

[salim ALTIN]

adamlar böle demişler. Burada.
http://www.eba.com.hk/english/viewnews.asp?newsid=1123

vede örnekler ile uygulamalar.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes.htm#lighting


International Rectifier (IR), the power management expert, has introduced version 2.0 of its popular ballast design software to dramatically reduce electronic ballast design time. The software, IRPLBDA2, outputs a complete ballast design with a bill of materials and a schematic in as few as five steps. Time to market can be shortened from months to weeks using IR's ballast design software.



The ballast design software automates designing ballasts with IR's latest 600V, fully protected and integrated ballast control ICs, IR2156, IR21571 and IR2159. Applications include dimming, non-dimming, linear fluorescent and compact fluorescent (CFL) ballasts. Series-ballast, parallel-ballast and dual-ballast fluorescent configurations are also supported.



The ballast design software frees engineers from tedious design chores like component calculations, simplifying ballast design. With this tool, optimisation of application-specific designs and comparison of alternative designs can be quickly completed. IR's ballast design software, when used with IR reference designs, enables end users to quickly customise the reference design for their particular application.

[alayli]

bunalmis Hocam;

Dediğinizi bu kadar ayrıntılı değilse de bende düşündüm. Yine de teşekkür ederim. Benim izlemeyi düşündüğüm yol aşağıdaki linkte yer alan şemanın primer kısmı 3842 vb. ile geribeslemeli olarak flyback yapılanı ve doğrultulmuş şebekeden besleneni idi. Yanılmıyorsam sizin öneriniz de buna benzer bir mantıkla çalışan bir şey ama frekans 150Hz'lere düşünce hem trafo boyutları büyüyecek, hem de aşağıdaki şemadaki C7 yi kaldırıp yerine amperli bir doğrultucu takmak gerekecek. Bir de hocam sizin tasarladığınız devredeki Xenon kaç wattı ve hangi frekansta ne tarz bir nüve (E27, E42, E55 vb.) kullandınız?

http://members.tripod.com/~wvsp/light1.html

Aslında frekans yukardaki linkteki kişinin kullandığı kadar yüksek olduğunda lamba ömrü ne derece azalır bilemiyorum ama DC'nin daha zararlı olacağı kanısındayım. Malüm bu tarz lambalarda flaman yok. İçindeki gazın iyonize olup enerji yayması mantığı ile çalışıyorlar. Gazı polarizeli iyonize etmek evsafının çabuk bozulacağı fikrini çağrıştırıyor bana. Nitekim;

http://www.tridonic.com/main_uk.htm  

linkindeki metal halidler için olan balastları incelerseniz; hem boyutlarının çok küçük olduğunu, hem de frekansın 140Hz civarında olduğunu göreceksiniz. Sanki kutulara bakınca MCU veya özel bir entegre ile bu frekanslarda sürülmüş bir mosfet yarım köprü ve şok bobinleri varmış gibi içlerinde.

http://www.vb1000.com/index.php?page=vb400spec

linkinde yüksek frekanslarla (>30Khz) çalışan ticari modellerde gördüm. Fakat benim merak ettiğim ve yapmayı hedeflediğim tridonic'lerin yapısında aletler. Adamların sitesini iyice bir gezip, DALI (Digital Addressable Lighting Interface), dimmerlenebilir floresan balast vb.ürünlerine felan da bakınca içimden bir ses bu işi Salim Hocam'ın dediği IR ürünleriyle aynı mantıkla kotarmışlar diyor.

Ama sağolsun Salim Hocam linkleri vermeden önce de ilk aklıma gelen bu işlerle ilgili özel entegre avına çıkmak olmuştu. IR'nin sitesindeki tüm uygulama notlarını, önerilen tüm entegreleri, bahsi geçen balast dizayn yazılımını bilgisayarıma indirip inceledim. Fakat tümü de 4 uçlu flamanlı klasik floresan lambalara değinmiş.

Sizlerden ricam;

http://www.irf.com/product-info/lighting/hid.html

linkindeki IR21571'in datasheetindeki tipik uygulama şemasına bir göz atmanız. Metal Halid ve benzeri HID lambalar iki uçlu olduğu için, bu şemadaki Cres'i kaldırıp, arada flaman olmadan VBUSreturn ucunu R4veR5'in birleştiği noktaya bağlasak sorun olur mu?

Bu entegreler piyasada varsa bunlarla bir çözüme gideceğim gibi görünüyor ama, yine de daha sade fikirlere açığım.

Bir de biraz ütopik belki ama bu lambalara DC vermektense uygun güçte bir triyak'ı optokuplerle sürüp kıyılmış AC vermek, 7-8 milyona satılan hazır ateşleyicilerle kullanmak ta olabilir gibi geldi. Ozaman bakın siz gürültüye, parazite...

Son olarak; elinizde veya bildiğiniz bir linkte yüksek frekansla çalışan ferit nüve hesaplamalarıyla ilgili (nüve boyutu, sarım sayısı, tel çapı vb.) bilgi, belge, link yada elektronik calculator var mı? Ben hala bunlar için klasik trafo hesabından yola çıkıp, nihayi sonuca deneme yanılma ile ulaşıyorum. Utanmıyor da değilim hani... :oops:

[aster]

Merhaba,
alaylı, bozulan bir daha yanmayan civa buharlı (400W) lambanın dışını kırıp resimdeki gibi bağlayıp UV lamba olarak P20 de kullanıyorum
yani bu şekilde ateşleyici olmadan tık deyip yanıyor

[salim ALTIN]

Merhaba.
Arkadaşlar o devreler DC akım vermiyoki. :!:  Yani devre üzerinden akıttıkları akım DC değil hem sinüs hemde iki yönlü  :idea: . Çünki sistem rezonans çalışıyor.o nedenle yarım köprü.  Devreleri iyi incelemek lazım.. öyle uc3842 ile yapılabilecek bir şey değil yani.

[z]

Alaylı, kullandığım lambanın sürekli gücü 100W peak gücü 100kW.

DC akım konusundaki endişelerine katılıyorum. Elektrodların arada bir uçları çaprazlanmazsa  tek taraflı bir bozulum olabilir.

Yanlış hatırlamıyorsam nüve EC30 du.