Modelo Resistivo Para Lâmpadas Fluorescentes Alimentadas Por Inversor Srpl, Com Controle De Luminosidade Por Variação De Freqüência De Operação

Authors

  • Fabio T. Wakabayashi UNESP – Campus de Ilha Solteira, Av. Brasil centro, 56, Cx. Postal 31, CEP 15385-000, Ilha Solteira – SP, Brasil
  • Fausto D. Dantas UNIDERP, Rua Ceará, 333, Cx. Postal 2153, CEP 79003-010, Campo Grande – MS, Brasil
  • João Onofre P. Pinto UFMS – Campus de Campo Grande, Cidade Universitária, Cx. Postal 549, CEP 79070-900, Campo Grande – MS, Brasil
  • Carlos A. Canesin UNESP – Campus de Ilha Solteira, Av. Brasil centro, 56, Cx. Postal 31, CEP 15385-000, Ilha Solteira – SP, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2006.3.215224

Keywords:

Controle de Luminosidade, Elevada Freqüência de Operação, Modelo de Lâmpada Fluorescente

Abstract

Este artigo apresenta uma nova metodologia para a determinação de modelos baseados em resistências equivalentes para lâmpadas fluorescentes de cátodo quente, alimentadas com o clássico inversor Half-Bridge com filtro Série-Ressonante com Carga em Paralelo (SRPL, do inglês, Series-Resonant Parallel-Loaded). A técnica de controle de luminosidade considerada nas análises é baseada na variação da freqüência de operação do inversor. A principal contribuição da metodologia proposta é a inclusão dos filamentos dos eletrodos no modelo, considerando-se os efeitos da variação da freqüência de operação sobre o conjunto lâmpada + filtro SRPL. Informa-se que o modelo proposto não é válido para caracterizar a lâmpada de forma isolada, mas sim o conjunto desta com o filtro SRPL. Resultados experimentais mostrados neste artigo, obtidos com uma lâmpada fluorescente F32T8, indicam que a precisão do modelo é bastante satisfatória.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Fabio T. Wakabayashi, UNESP – Campus de Ilha Solteira, Av. Brasil centro, 56, Cx. Postal 31, CEP 15385-000, Ilha Solteira – SP, Brasil

nascido em Jales (SP) em 1974, é engenheiro eletricista (1996), mestre (1998) e doutor (2003) em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual Paulista – UNESP-FEIS, em Ilha Solteira (SP). Atualmente, trabalha como pesquisador associado ao Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP), na UNESP-FEIS, e é coordenador de uma pesquisa relacionada com reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes de cátodo quente, com financiamento da FAPESP sob a modalidade de Apoio a Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes. Suas áreas de interesse incluem reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes, controle de luminosidade, técnicas de correção do fator de potência, técnicas de comutação suave, conversores CC-CC e fontes de alimentação chaveadas.

Fausto D. Dantas, UNIDERP, Rua Ceará, 333, Cx. Postal 2153, CEP 79003-010, Campo Grande – MS, Brasil

nascido em 28 de Julho de 1957 em Ituverava (SP), é engenheiro eletricista (1990), mestre (1998) e doutor (2006) em engenharia elétrica pela Universidade Estadual Paulista – UNESP-FEIS, em Ilha Solteira (SP). Desde 1991, é professor do Departamento de Engenharia Elétrica da UNIDERP, em Campo Grande (MS). Suas áreas de interesse são: Eletrônica de Potência, reatores eletrônicos, qualidade do processamento de energia elétrica, fontes de alimentação chaveadas e controle digital utilizando dispositivos FPGA.

João Onofre P. Pinto, UFMS – Campus de Campo Grande, Cidade Universitária, Cx. Postal 549, CEP 79070-900, Campo Grande – MS, Brasil

nascido a 22 de Junho de 1966 em Valparaíso (SP), Brasil. Engenheiro eletricista pela Universidade Estadual Paulista – UNESP-FEIS, em Ilha Solteira (SP), em 1990. Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia, em 1993, e Ph.D. pela The University of Tennessee, Knoxville, TN, EUA, em 2001. Atualmente é professor da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Campo Grande (MS), onde ocupa o cargo de coordenador do programa de pós-graduação. Pesquisador do CNPq, suas áreas de interesse incluem mineração de dados, sistema de suporte a decisão, processamento de sinais, aplicações de redes neurais artificiais, lógica nebulosa, algoritmos genéticos, e wavelets em Eletrônica de Potência, técnicas PWM, controle e acionamento de máquinas elétricas.

Carlos A. Canesin, UNESP – Campus de Ilha Solteira, Av. Brasil centro, 56, Cx. Postal 31, CEP 15385-000, Ilha Solteira – SP, Brasil

nascido em Lavínia (SP), em 1961, é engenheiro eletricista (1984) pela Universidade Estadual Paulista – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (UNESP-FEIS, Ilha Solteira (SP)), mestre (1990) e doutor (1996) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina – Instituto de Eletrônica de Potência (UFSCINEP, Florianópolis (SC)). Atualmente é professor adjunto efetivo do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE) da UNESP-FEIS. Foi editor geral da Revista Eletrônica de Potência (gestão 2003-2004), é editor associado da IEEE Transactions on Power Electronics e presidente da SOBRAEP – Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (gestão 11/2004-10/2006). Suas áreas de interesse incluem técnicas de comutação não-dissipativa, conversores CC-CC, retificadores e inversores, fontes de alimentação chaveadas, reatores para iluminação e técnicas de correção ativa do fator de potência.

References

Y. Ji, R. Davis, C. O'Rourke e E. W. M. Chui, "Compatibility Testing of Fluorescent Lamp and Ballast Systems", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 36, no. 6, pp.1271-1276, November/December 1999. https://doi.org/10.1109/28.806038 DOI: https://doi.org/10.1109/28.806038

"Guide to Fluorescent Lamp-Ballast Compatibility", Technical Guide, National Lighting Product Information Program, 1998, 4 pgs, http://www.lrc.rpi.edu.

"Electronic Ballasts", Specifier Reports, National Lighting Product Information Program, vol. 8, no. 1, 32 pgs, May 2000, http://www.lrc.rpi.edu.

"Reducing Barriers to Use of High Efficiency Lighting Systems - Final Report - Year 2", Lighting Research Center - Renssealer Polytechnic Institute, 2003, 107 pgs, http://www.lrc.rpi.edu, January.

F. T. Wakabayashi, F. D. Dantas, J. O. P. Pinto e C. A. Canesin, "Measuring the Equivalent Resistance of Electrodes' Filaments of Tubular Fluorescent Lamps, during Dimming Operation", in Proc. of COBEP, pp. 350-355, 2005. https://doi.org/10.1109/IECON.2005.1569007 DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2005.1569007

F. T. Wakabayashi, F. D. Dantas, J. O. P. Pinto e C. A. Canesin, "Fluorescent Lamp Model based on Equivalent Resistances, Considering the Effects of Dimming Opera-tion", in Proc. of IEEE PESC, pp. 1136-1141, 2005.

S. T. S. Lee, H. S. H. Chung e S. Y. R. Hui, "A Novel Electrode Power Profiler for Dimmable Ballasts Using DC Link Voltage and Switching Frequency Control", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19, no. 3, pp.847-853, May 1994. https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.826517 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.826517

G.-C. Hsieh e C.-H. Lin, "Harmonized Strategy for Breaking the Striations in the Fluorescent Lamp", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 48, no. 2, pp. 352−366, April 2001. https://doi.org/10.1109/41.915414 DOI: https://doi.org/10.1109/41.915414

C. S. Moo, Y. C. Chuang, Y. H. Huang e H. N. Chen, "Modeling of Fluorescent Lamps for Dimmable Electronic Ballasts", in Proc. of IEEE IAS Annual Meeting, pp. 2231-2236, 1996.

T. F. Wu, J. C. Hung e T. H. Yu, "A PSpice Circuit Model for Low-Pressure Gaseous Discharge Lamps Operating at High-Frequency", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 44, no 3, pp. 428-431, June, 1997. https://doi.org/10.1109/41.585843 DOI: https://doi.org/10.1109/41.585843

N. Onishi, T. Shiomi, A. Okude e T. Yamauchi, "A Fluorescent Lamp Model for High Frequency Wide Range Dimming Electronic Ballast Simulation", in Proc. of IEEE APEC, pp. 1001-1005, 1999. https://doi.org/10.1109/APEC.1999.750491 DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1999.750491

R. L. Steigerwald, "A Comparison of Half-Bridge Resonant Converter Topologies", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 3, no. 2, pp. 174-182, October, 1988. https://doi.org/10.1109/63.4347 DOI: https://doi.org/10.1109/63.4347

M. K. Kazmierczuk e W. Szaraniec, "Electronic Ballast for Fluorescent Lamps", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 8, no. 4, pp. 386-395, October, 1993. https://doi.org/10.1109/63.261008 DOI: https://doi.org/10.1109/63.261008

M. C. Cosby Jr. e R. M. Nelms, "A Resonant Inverter for Electronic Ballast Applications", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 41, no. 4, pp. 418-425, August, 1994. https://doi.org/10.1109/41.303792 DOI: https://doi.org/10.1109/41.303792

C. S. Moo, H. L. Cheng, H. N. Chen e H. C. Yen, "Designing a Dimmable Electronic Ballast with Frequency Control", in Proc. of IEEE APEC, pp. 727-733, 1999. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1999.750441

Y. K. E. Ho, S. T. S. Lee, H. S. H. Chung e S. Y. Hui, "A Comparative Study on Dimming Control Methods for Electronic Ballasts", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 16, no. 6, pp. 828-836, November, 2001. https://doi.org/10.1109/63.974381 DOI: https://doi.org/10.1109/63.974381

E. Hammer e D. Haas, "Photocell Enhanced Technique for Measuring Starting Electrode Temperatures of Fluorescent Lamps", in Proc. of IEEE IAS Annual Meeting, pp. 2313-2333, 1997.

G. Strang, Linear Algebra and Its Applications, Saunders-HBJ, 3rd edition, 1988.

U. Mader e P. Horn, "A Dynamic Model for the Electrical Characteristics of Fluorescent Lamps", in Proc. of IEEE IAS Annual Meeting, pp. 1928-1934, 1992.

M. Sun e B. L. Hesterman, "PSpice High-Frequency Dynamic Fluorescent Lamp Model", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 13, no. 2, pp. 261-272, March, 1998. https://doi.org/10.1109/63.662837 DOI: https://doi.org/10.1109/63.662837

Published

2006-11-30

How to Cite

[1]
F. T. Wakabayashi, F. D. Dantas, J. O. P. Pinto, and C. A. Canesin, “Modelo Resistivo Para Lâmpadas Fluorescentes Alimentadas Por Inversor Srpl, Com Controle De Luminosidade Por Variação De Freqüência De Operação”, Eletrônica de Potência, vol. 11, no. 3, pp. 215–224, Nov. 2006.

Issue

Section

Original Papers