МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА
An output stage of high-frequency electric motor-starting device (EMSD) with time-proportional control of discharge lamps performed after the diagram of resonance half-bridge inverter with asymmetric control has been analyzed. In series oscillatory circuit a lamp is connected parallel to capacitor....
Saved in:
| Date: | 2011 |
|---|---|
| Author Affiliations: |
|
| Keywords: | keywords |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1432 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technical Electrodynamics |
| Download file: |
|
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870204977103765504 |
|---|---|
| author | Лупенко, А. Мовчан, Л. Натяга, В. Сисак, І. |
| author_facet | Лупенко, А. Мовчан, Л. Натяга, В. Сисак, І. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "А. Лупенко",
"institution": "Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя. вул. Руська, 56, Тернопіль, Україна"
},
{
"author": "Л. Мовчан",
"institution": "Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, вул. Руська, 56, Тернопіль, 46000, Україна"
},
{
"author": "В. Натяга",
"institution": "Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, вул. Руська, 56, Тернопіль, 46000, Україна"
},
{
"author": "І. Сисак",
"institution": "Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, вул. Руська, 56, Тернопіль, 46000, Україна"
}
] |
| author_sort | Лупенко, А. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-01-29T10:42:48Z |
| description | An output stage of high-frequency electric motor-starting device (EMSD) with time-proportional control of discharge lamps performed after the diagram of resonance half-bridge inverter with asymmetric control has been analyzed. In series oscillatory circuit a lamp is connected parallel to capacitor. Dependences of instantaneous current of lamp inductance and voltage on duty cycle of inverter pulses in steady-state have been established. Controlled characteristics of EMSD under different values of characteristic impedances were calculated. Material effect of loop characteristic impedance on duty cycle range is shown. In this article it has been mentioned that when designing initial stage of EMSD the characteristic impedance should be coordinated with the stage supply voltage secured the duty cycle approximate to 0,5 at lamp rating. To verify the proposed approach an experimental characteristic "duty cycle – power" for the lamp DF-40 was taken. Calculation results conform well to experimental results. References 7, figures 5. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:26:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
24 ISSN 1607-7970. . . 2011. 2
621.327
1, , 2, , 3, 4
1,2,3,4 ,
. , 56, ,
( ) -
, -
. -
.
. -
. -
. , -
, -
0,5 .
" – " -40. -
. . 7, . 5.
: , , ,
, .
.
. -
( )
.
,
.
( ),
, , , , -
. -
.
.
. -
. -
[2,3,5,7],
[3,4].
[1]. -
( ) [5] . -
(
), (
1,7),
.
, -
, , -
, , .).
© ., ., ., ., 2011
ISSN 1607-7970. . . 2011. 2 25
-
,
.
-
-
-
.
-
-
LCC , -
C ( . 1, ) [7]. ( VT1 VT2)
U1 U2, . -
[6]. (
) VT1 VT2 D (1-D). -
. , , ,
– ,
. -
. LC , -
. 2, D – , ,
, U0 – .
. -
( . 1, ), :
, ; ;
. : u(t) – -
, . 2, R( ) – P
, .
, -
R, R( ), -
, ,
, .
( . 2)
2 1( 1)( ) .Y RCp RLCp Lp R (1)
(1)
, -
– -
, . -
, ,
:
2
1 0 1 ,p j j 2
2 0 1 ,p j j
0 1/ LC – ; / / 2L C R – ; 2
0 1 –
; 0 1/ 2RC – .
, ,
u DT u (1 )D T , ( . 2).
1( )t ,
iu iu ( – , 1,i n )
1 0 0 0 0(1 ) 1( ) 1( ) 1( ),u DU U t U t DU t
. 2
. 1
26 ISSN 1607-7970. . . 2011. 2
1 0 0 01( ) 1( ) 1( ),u U t DU t U t DT
2 0 0 0 01( ) 1( ) 1( ) 1( ),u U t DU t U t DT U t T
2 0 0 0 0 01( ) 1( ) 1( ) 1( ) 1 ( ) .u U t DU t U t DT U t T U t T DT
, , n n :
0 0 0 0 01( ) 1( ) 1( ) ... 1[ (( 2) )] 1[ ( 1) ],nu U t DU t U t DT U t n T DT U t n T (2)
0 0 0 01( ) 1( ) 1( ) ... 1[ (( 2) )]nu U t DU t U t DT U t n T DT
0 01[ ( 1) ] 1[ (( 1) )].U t n T U t n T DT (3)
, 1( ) 1/L t p 1( ) 1 /pL t e p ,
n
( ) 2 (( 2) ) ( 1)
0 0 0 0 0 0 0 0
1( ) ( ... )DTp Tp T DT p Tp n T DT p n Tp
nU p DU U U e U e U e U e U e U e
p
2 ( 1) 2 ( 2)
0 0
1 ( ((1 ... ) (1 ... ))),Tp Tp n Tp DTp Tp Tp n TpDU U e e e e e e e
p
(4)
2 ( 1)
0 0
1( ) ( ((1 ... )(1 ))).Tp Tp n Tp DTp
nU p DU U e e e e
p
(5)
n .
0 t DT . , (1) (4),
( 1) ( 2)
0 0
2
(1 ... ) (1 ... ) (1 )
( ) .
( )
Tp n Tp DTp Tp n Tp
n
DU U e e e e e RCp
I p
p RLCp Lp R
(6)
(6) ( )A p 2( )B p RLCp Lp R -
, n (
( 1) (0 )t n T t t DT )
11
1 1
( )(0)( ) 2Re ,
(0) ( )
p t
n
A pAi t e
B p B p
(7)
1 1( ) 2 .B p RLCp L
0 0(1 )( ) 2Re
( ) 2 ( )n
D U DUi t
R j RLC j L
( ) ( 1) ( ) ( ) ( ) ( 2) ( )
0 (1 ... ) (1 ... )
( ) 2 ( )
T j n T j DT j T j n T jU e e e e e
j RLC j L
( )(( 1) )(1 ( )) j n T tRC j e
( 1) ( ) ( )( 1)
0 0 0(1 ) ( (1 ) (1 )1 Re
( )((1 cos ) sin )
j n T T j Tn j jDTn T DT
t
T T
D U DU e e e U e e ee
R RLC j e T je T
( ) ( )( )((1 ) ) .
( )((1 cos ) sin )
j j Tn
j t
T T
e e RC jRC e
j e T je T
n
2 2
12 120 012
2 2
12 00 0
(1 ) 1( ) cos( arctan( ) arctan( )),
( ) ( )
tA BD U BBi t e t
R P R P LC A AA B
(8)
12 12 12(1 ( ) ) ( ) ,A R P C k R P C d 12 12 12( ) (1 ( ) ) ,B R P C k R P C d
ISSN 1607-7970. . . 2011. 2 27
12
( )
0 1 cos ( ) ,DT Tk U e DT T 12
( )
0 sin ( ) .DT Td U e DT T
, n ,
DT t T ,
n
2 2
14 140 014
2 2
14 00 0
1( ) cos( arctan( ) arctan( )),
( ) ( )
tA BDU BBi t e t
R P R P LC A AA B
(9)
14 14 14(1 ( ) ) ( ) ,A R P C k R P C d 14 14 14( ) (1 ( ) ) ,B R P C k R P C d
14 0 1 cos( ) ,DTk U e DT 14 0 sin( ).DTd U e DT
( )u t .
(0 )t nT t t DT n
2 2
12 12 012
0 2 2
12 00 0
1( ) (1 ) cos( arctan( ) arctan( )).tk d Bdu t D U e t
LC k AA B
(10)
2 2
14 14 014
0 2 2
14 00 0
1( ) cos( arctan( ) arctan( )).tk d Bdu t DU e t
LC k AA B
(11)
, (10) (11), -
2 2
0
1 ( ( ) ( ) )
DT T
DT
U u t dt u t dt
T
, (12)
2 / ( )P U R P . (13)
P
D , (12) (13),
2 2
0
1 ( ( ) ( ) ).
( )
DT T
DT
p u t dt u t dt
T R P
(14)
R( ) – -
.
,
, , ( -40)
[2]
0 1 2 3( ) ( ),U P a a P a exp a P (15)
U( ) – ;
0=126, 1= –0,603, 2 = –38,94, 3= –0,383 – -
.
(14) -
(15) -
-40
-
. . 3 (
450, 350 250
) U0= 415 38 .
. 4.
. 3,
, - . 3
28 ISSN 1607-7970. . . 2011. 2
. -
.
-
-
, , ,
. -
-
,
, -
. -
,
0,5.
" –
" -40 :
9,8C , 2,1L , 280R ,
38f , U0=415 . -
. 5 ,
. . 5 -
.
. -
-
-
. -
-
.
,
0,5,
.
1. . . – .: , 1982. – 496 .
Zabrodin Yu.S. Industrial electronics. – M skva: Vysshaia shkola, 1982. – 496 p. (Rus.)
2. . // -
-LUX. – 2007. – 5. – . 92–97.
Lupenko A.M. Research of frequency method of voltage control of fluorescent lamps // Svitlo-LUX. – 2007. –
5. – P. 92–97. (Ukr.)
. 5
. 4
ISSN 1607-7970. . . 2011. 2 29
3. ., ., . -
//
. – , 2009. – 222 .
Lupenko A., Velykyi V., Natiaga V. Comparative analysis of the methods of voltage control of fluorescent
lamps by electronic ballast // Materialy vseukrainskoi naukovoi konferentsii TNTU, Ternopil, 2009. – 222 p. (Ukr.)
4. ., .
// . – 2008. – 4. – . 138–146.
Lupenko A., Natiaga V. Voltage control of fluorescent lamps dimming by electronic ballast // Visnyk Ternopil-
skogo natsionalnogo tekhnichnogo universytetu. – 2008. – 4. – P. 138–146. (Ukr.)
5. ., ., . -
// . – 2003. – 3. – . 21–23.
Obzherin E.A., Panfilov D.I., Poliakov V.D. Comparative analysis of methods to control the light flux of fluo-
rescent lamps // Svetotekhnika. – 2003. – 3. – P. 21–23. (Rus.)
6. Cavalcante F.S., Barbi . A New Dimmable 70W Electronic Ballast for High Pressure Sodium Lamps // Conf.
Rec. of IEEE Industry Applications Conference, Pittsburgh (Pennsylvania), USA. – 2002. – Vol. 3. – . 1856–1862.
7. Moo C.S, Cheng L.C., Chen H.N., Yen H.C. Designing Dimmable Electronic Ballast with Frequency Con-
trol // Proc. of IEEE Appl. Power Electronics Conf., APEC’99. – 1999. – . 727–733.
1, , 2, , 3, 4
1,2,3,4 .
. , 56, ,
( )
, -
. -
.
. -
.
. , -
, -
0,5 . -
" " -40. -
. . 7, . 5.
: , ,
, , .
A.Lupenko1, L.Movchan2, V.Natiaga3, I.Sysak4
1,2,3,4 Ternopil Ivan Puliuia National Technical University,
Ruska, 56, Ternopil, Ukraina
Method of time-proportional control of discharge light power
An output stage of high-frequency electric motor-starting device (EMSD) with time-proportional control of discharge
lamps performed after the diagram of resonance half-bridge inverter with asymmetric control has been analyzed. In
series oscillatory circuit a lamp is connected parallel to capacitor. Dependences of instantaneous current of lamp in-
ductance and voltage on duty cycle of inverter pulses in steady-state have been established. Controlled characteristics
of EMSD under different values of characteristic impedances were calculated. Material effect of loop characteristic
impedance on duty cycle range is shown. In this article it has been mentioned that when designing initial stage of
EMSD the characteristic impedance should be coordinated with the stage supply voltage secured the duty cycle ap-
proximate to 0,5 at lamp rating. To verify the proposed approach an experimental characteristic "duty cycle – power"
for the lamp DF-40 was taken. Calculation results conform well to experimental results. References 7, figures 5.
Keywords: pulse-width control, discharge lamp, electronic ballast, mathematical model, output stage.
26.04.2010
Received 26.04.2010
|
| id | techned_org_ua-article-1432 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:26:33Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/06/3bacbd6b58eda62e2dba8430d16ea206.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-14322023-01-29T10:42:48Z METHOD OF TIME-PROPORTIONAL CONTROL OF DISCHARGE LIGHT POWER МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА Лупенко, А. Мовчан, Л. Натяга, В. Сисак, І. pulse-width control discharge lamp electronic ballast mathematical model output stage широтно-імпульсне регулювання розрядна лампа електронний пускорегулювальний апарат математична модель вихідний каскад An output stage of high-frequency electric motor-starting device (EMSD) with time-proportional control of discharge lamps performed after the diagram of resonance half-bridge inverter with asymmetric control has been analyzed. In series oscillatory circuit a lamp is connected parallel to capacitor. Dependences of instantaneous current of lamp inductance and voltage on duty cycle of inverter pulses in steady-state have been established. Controlled characteristics of EMSD under different values of characteristic impedances were calculated. Material effect of loop characteristic impedance on duty cycle range is shown. In this article it has been mentioned that when designing initial stage of EMSD the characteristic impedance should be coordinated with the stage supply voltage secured the duty cycle approximate to 0,5 at lamp rating. To verify the proposed approach an experimental characteristic "duty cycle – power" for the lamp DF-40 was taken. Calculation results conform well to experimental results. References 7, figures 5. Проаналізовано вихідний каскад високочастотного електронного пускорегулювального апарата (ЕПРА) з широтно-імпульсним регулюванням потужності розрядних ламп, який виконано за схемою резонансного напівмостового інвертора з асиметричним керуванням. У послідовному коливальному контурі лампа під'єднана паралельно до конденсатора. Встановлено залежності миттєвих значень струму, індуктивності та напруги на лампі від коефіцієнта заповнення імпульсів інвертора в усталеному режимі. Розраховано регулювальні характеристики ЕПРА при різних значеннях характеристичних опорів. Показано суттєвий вплив характеристичного опору контуру на діапазон зміни коефіцієнту заповнення. Відзначено, що при проектуванні вихідного каскаду ЕПРА необхідно узгоджувати характеристичний опір з напругою живлення каскаду, забезпечуючи коефіцієнт заповнення близьким до 0,5 при номінальній потужності лампи Для верифікації запропонованого підходу знято експериментальну характеристику "коефіцієнт заповнення - потужність" для лампи ЛД-40. Результати розрахунків добре узгоджуються з результатами експерименту. Бібл. 7, рис. 5. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2011-02-03 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1432 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 2 (2011): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 024 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 2 (2011): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 024 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1432/1314 Авторське право (c) 2023 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | широтно-імпульсне регулювання розрядна лампа електронний пускорегулювальний апарат математична модель вихідний каскад Лупенко, А. Мовчан, Л. Натяга, В. Сисак, І. МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА |
| title | МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА |
| title_alt | METHOD OF TIME-PROPORTIONAL CONTROL OF DISCHARGE LIGHT POWER |
| title_full | МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА |
| title_fullStr | МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА |
| title_full_unstemmed | МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА |
| title_short | МЕТОД ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РОЗРЯДНИХ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА |
| title_sort | метод широтно-імпульсного регулювання потужності розрядних джерел світла |
| topic | широтно-імпульсне регулювання розрядна лампа електронний пускорегулювальний апарат математична модель вихідний каскад |
| topic_facet | pulse-width control discharge lamp electronic ballast mathematical model output stage широтно-імпульсне регулювання розрядна лампа електронний пускорегулювальний апарат математична модель вихідний каскад |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1432 |
| work_keys_str_mv | AT lupenkoa methodoftimeproportionalcontrolofdischargelightpower AT movčanl methodoftimeproportionalcontrolofdischargelightpower AT natâgav methodoftimeproportionalcontrolofdischargelightpower AT sisakí methodoftimeproportionalcontrolofdischargelightpower AT lupenkoa metodširotnoímpulʹsnogoregulûvannâpotužnostírozrâdnihdžerelsvítla AT movčanl metodširotnoímpulʹsnogoregulûvannâpotužnostírozrâdnihdžerelsvítla AT natâgav metodširotnoímpulʹsnogoregulûvannâpotužnostírozrâdnihdžerelsvítla AT sisakí metodširotnoímpulʹsnogoregulûvannâpotužnostírozrâdnihdžerelsvítla |