Conducción de lámparas halógenas de 12 V (downlights)

Para obtener un brillo total, pueden manejarse con (aproximadamente) 12 VDC o 12 VAC RMS.

El uso de CA rectificada de media onda los operará a algo menos de la mitad de la potencia, pero pueden parpadear y tendrán una temperatura de color más baja. Nunca los he visto operados con media onda AC. Si esto funciona para alguna aplicación y cumple algún propósito, entonces está bien, pero habría esperado que fuera menos que satisfactorio.

Lo anterior es a 50 o 60 Hz. Si se opera a 1/2 onda AC en las frecuencias de la fuente de alimentación del modo de conmutación, obtendría una potencia reducida pero sin parpadeo. Muchos "balastos" comerciales son osciladores de alta frecuencia muy básicos con unas cuantas vueltas para conducir la bombilla. Estos no son alimentación de media onda PERO la salida generalmente se reduce a cero en los cruces de cero de la red. Usted obtiene wavetrains de onda completa modulada a 10's de kHz. El voltaje de esta forma de onda compuesta se ajusta a aproximadamente 12V RMS.

Sólo un poco como esto - da la idea general. Picos a 120 Hz en el sistema de 60 Hz.
 (Puede mejorar el diagrama más adelante).

Notas:

• MencionéquelaCAdemediaondaproduce"algo menos que la mitad de la potencia", ya que el filamento tiene tiempo para enfriarse entre la mitad de los ciclos. Un filamento más frío tiene una resistencia notablemente más alta, por lo que consumirá menos corriente, por lo que no producirá la mitad de la potencia total en medio ciclo. La cantidad de menos de la mitad depende de las constantes de tiempo térmicas y del entorno del bulbo, por lo que variará "un poco".

• Una bombilla alimentada con CA de media onda tendrá una vida "diferente". Un voltaje más bajo producirá un aumento en la vida útil. El mayor ciclo térmico acortará la vida útil. Los dos efectos competirán. Espero que la vida útil en general sea más larga.

• Digo "aproximadamente" 12 VCC, ya que una bombilla "12V" puede haber sido diseñada como una bombilla de 13.6 V si es para fines automotrices. Pequeños cambios en el voltaje hacen una diferencia significativa en la vida útil. Más información sobre esto si es de interés.

Constantes de tiempo del filamento:

La constante de tiempo térmica del filamento de la lámpara (~ = velocidad de enfriamiento o calentamiento) será relevante si el filamento cambia la temperatura durante los períodos de apagado en una forma de onda de CA conmutada o si rastrea las variaciones de CA.

La mayoría de los documentos que mencionan constantes de tiempo térmicas de filamento simplemente dicen que son largos en comparación con los tiempos de ciclo de la red de CA. Generalmente no se ofrecen referencias o valores absolutos. Este documento "Metrología de parpadeo" (Helsinki Technology of Technology, 2006) ofrece algunas ideas.

• Las constantes de tiempo sugeridas son mucho más bajas de lo que se puede esperar de los comentarios normales sobre el tema.

• La constante de tiempo térmica es aproximadamente inversamente proporcional a la tensión nominal del bulbo. Eso es, disminuir la tensión nominal de la bombilla aumenta la constante de tiempo. Esto es una consecuencia del espesamiento de los filamentos con voltaje decreciente y corriente creciente para mantener la misma potencia; por ejemplo, dadas las lámparas de 230 V y 120 V de la misma potencia nominal, la lámpara de 230 V tendrá aproximadamente la mitad de la constante de tiempo térmica.

• A 120 V, constante de tiempo térmica ~ = (0,5 x vatios) - 3 milisegundos.

• La aplicación de su relación inversa de voltaje nominal y constante de tiempo (posiblemente peligrosa) da

          Thermal time constant = Tth ~~= (0.5 x Watts -3 ) x 120/Vrated  milliseconds
  

  No se sabe con certeza qué tan bien funciona esto para voltajes muy diferentes a 120 V, pero aplicándolo a una bombilla de 12 V de todos modos.

Potencia = 25 vatios. Tensión nominal = 12V.

• Tthermal = (0.5 x 25 -3) * 120/12 = 95 mS

De forma similar, obtendrías unos 40 mS por una bombilla de 10 vatios y 190 mS por una bombilla de 50 vatios.

¡Al usar bombillas halógenas con voltaje de red, se espera que las constantes de tiempo sean aproximadamente 10 veces más bajas a 110 VCA y 20 veces más bajas a 230 VCA!

Tenga en cuenta que incluso con una constante de tiempo de 95 mS, se esperaría cierto enfriamiento del filamento en el periodo de apagado de 8,3 mS en AC rectificado de media onda, pero sería muy pequeño.

Para más información, esta útil nota de aplicación de Micrel Cómo conducir las lámparas halógenas brinda información sobre aspectos de conducción y de flasheo y discute los factores de longevidad causados por el enfriamiento del filamento durante el flasheo. Sus notas a la figura 1, respecto a los tiempos de corriente de entrada, implican una constante de tiempo de calentamiento inferior a 10 mA. Esto será mucho más corto que la constante de tiempo de apagado ya que el encendido se ve afectado por la energía eléctrica aplicada, mientras que el apagado se relaciona solo con la energía térmica almacenada en el filamento.