автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Разработка инверторов с дозированной передачей энергии с улучшенными статическими характеристиками для работы с натриевыми лампами высокого давления

На правах рукописи

ОБЖЕРИН Евгений Александрович

РАЗРАБОТКА ИНВЕРТОРОВ С ДОЗИРОВАННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ЭНЕРГИИ С УЛУЧШЕННЫМИ СТАТИЧЕКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДЛЯ РАБОТЫ С НАТРИЕВЫМИ ЛАМПАМИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Специальность 05.09.12 - Силовая электроника

АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре ((Промышленная электроника» Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Поляков Валерий Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Краснопольский Александр Евгеньевич

кандидат технических наук Крамаренко Дмитрий Анатольевич

Ведущее предприятие: ОАО ((НИИ ЗЕНИТ», г. Зеленоград

Защита состоится « ¿Г» 200_£_г. в аудитории в ча-

сов (¡41 минут на заседании диссертационного совета Д 212.157.12 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 13-Е.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Автореферат разослан «__»_200_г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157.12

к.т.н., доцент ХУТ р а БУРе И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:

Современные электротехнологические и светотехнические установки, использующие в качестве активной рабочей среды дуговой электрический разряд, предъявляют высокие требования к динамическим показателям источников питания. Это вызвано, прежде всего, свойствами разряда. Разряд, как элемент электрической цепи, представляет собой активную нелинейную малоинерционную нагрузку, проводимость которой зависит от изменения внешних условий и условий электропитания. Времена релаксации проводимости составляют от единиц до сотен микросекунд.

Эксплутационные режимы газоразрядных аппаратов и протекание технологического процесса целого ряда установок характеризуется резким изменением нагрузки от режима холостого хода к режиму короткого замыкания и обратно. При этом источник должен иметь, как правило, сложную внешнюю характеристику в зависимости от типа установки и технологических режимов работы, которая может содержать участки стабилизации тока, мощности, напряжения или иметь возможность устанавливать требуемый тип характеристики.

Особое место среди источников питания таких установок нашли ключевые конденсаторные преобразователи с дозированной передачей энергии (ДПЭ). Отличительной особенностью таких устройств является наличие дозирующего конденсатора, включенного последовательно в цепь нагрузки на этапе передачи энергии. Достоинствами таких преобразователей являются ограничение энергии на периоде коммутации, надежная работа на высоко динамичную нагрузку, изменяющуюся в широких пределах, вплоть до короткого замыкания, низкие коммутационные потери в силовых ключах.

Известные фундаментальные работы касаются, прежде всего, преобразователей, построенных на одно-операционных тиристорах, однако для реализации преобразователей мощностью до 1 кВт, удовлетворяющих современным требованиям (масса, габариты, КПД, и пр.), применение тиристорных схем неоправданно, благодаря наличию мощных полностью управляемых ключей.

Наиболее полно исследованы импульсные преобразователи постоянного тока с ДПЭ, схемная реализация которых на транзисторах в значительной степени совпадает с тиристорными схемами. В то же время реализация и исследования транзисторных инверторов с ДПЭ (ИДПЭ) практически не отражены в литературе.

Однако существует области использования таких инверторов, где их характеристики весьма востребованы, а именно, источники питания электрических разрядов током повышенной частоты (источники питания разрядных ламп высокого давления, сварочных аппаратов, плазмотронов, спектрографов). Одним из применений являются источники питания натриевых ламп высокого давления.

Применение инверторов с ДПЭ позволяет параметрически (без введения обратных связей) обеспечить ограничение тока лампы в пусковом режиме и стабилизацию мощности при изменении проводимости. Однако реализации идвеюора с ДПЭ с учетом специфических требований и динамичбсдещ рйШ&ой-Цёйч^Ц-ации лампы требует отдельного исследования. еик.пиотЕКЛ

библиотека

С.-Петербург

Цель работы:

Разработка и исследование транзисторных инверторов с дозированной передачей энергии (ДПЭ) с улучшенными статическими и динамическими характеристиками для источников питания натриевых ламп высокого давления.

Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:

1. Анализ технических требований, сравнительный обзор и выбор схем преобразователей для питания натриевых ламп высокого давления (НЛВД).

2. Математическое моделирование проводимости НЛВД.

3. Анализ статических характеристик инвертора с ДПЭ. Исследование и разработка методов и схем инверторов с расширенной зоной параметрической стабилизацией мощности.

4. Исследование квазистационарных и динамических режимов работы системы «ИДПЭ - НЛВД».

5. Разработка методики расчета и построение практических схем ИДПЭ.

Методы исследования: При решении поставленных задач использовались методы математического и схемотехнического моделирования, а также аналитические методы: классический операторный метод, метод гармонического анализа и метод преобразований Фурье. Экспериментальные исследования системы «ЭПРА -НЛВД» проводились с применением цифровых измерительных приборов и последующей компьютерной обработкой с использованием пакета программ <<МагЬса<Ь>.

Научная новизна:

1. Выявлено влияние напряжения питания на статические характеристики ИДПЭ. Показано, что ИДПЭ обеспечивают параметрическую стабилизацию мощности с точностью 5% в диапазоне изменения напряжения 0,450,9 относительно напряжения холостого хода инвертора при требуемом значении коэффициента амплитуды тока (не более 1,7). Установленные возможности ИДПЭ позволили сформулировать рекомендации по выбору параметров реактивных элементов схемы и способа управления мощностью. ^

2. Предложена схема включения корректирующего конденсатора, обеспечивающая расширение зоны параметрической стабилизации мощности до 20% в области малых рабочих напряжений на НЛВД.

3. Показано, что подключение к выходу инвертора дополнительного дросселя обеспечивает расширение зоны параметрической стабилизации мощности в области высоких значений напряжений на НЛВД на 15-20%. Те же возможности обеспечивает подключение согласующего трансформатора к выходу инвертора, что целесообразно при необходимости согласования уровней питания и обеспечения гальванической развязки.

4. Получены статические характеристики позиционно следящей системы ограничения выходного тока в инверторе, которые позволяют утверждать о применимости данного метода для ограничения тока в НЛВД

при пусковых или аномальных режимах работы лампы. Выявлена зависимость действующего значения и частоты пускового тока от заданного порога переключения.

5. На основе исследования математической модели системы «ИДПЭ -НЛВД» в переходных и установившихся режимах определено условие устойчивости системы в динамических режимах при изменении входного напряжения и при частотном регулировании.

6. Предложена методика расчета ИДПЭ, учитывающая характеристики лампы и динамические режимы эксплуатации.

Практическая ценность:

1. Предложена, защищенная патентом РФ на полезную модель, оригинальная схема инвертора с ДПЭ с расширенной зоной параметрической стабилизации мощности.

2. Разработанная модель лампы, включая методику измерения ее параметров, позволяет проводить исследования динамических режимов работы источника питания в квазиустановившихся и переходных режимах. Получены аппроксимирующие выражения для коэффициентов базовых уравнений модели проводимости лампы Днат-100-3.

3. Разработанные схемы инверторов с ДПЭ, методики расчета и математическая модель НЛВД использованы при проектировании ЭПРА, нашедших практическое применение.

4. Предложена схема инвертора с ДПЭ с 2-мя дозаторами, которая позволяет исключить влияние АР на НЛВД. Определены основные соотношения между элементами, при которых достигается квазипрямоугольное выходное напряжение с пониженным уровнем пульсаций мощности.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы на ООО «Горизонт» г. Екатеринбург при проектировании серийно выпускаемого ЭПРА для НЛВД мощностью 250 Вт и на ОАО «Завод Стелла» г. Зеле-г ноград при проектировании ЭПРА для НЛВД мощностью 400 Вт.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI и VII научно-технической конференции студентов и аспирантов МЭИ в 2000 и 2001г.г., на 9-ой международной конференции РЕМС в Кошице в 2000г., а также на научных семинарах кафедры Промышленной Электроники.

Публикации: По результатам работы опубликовано 8 печатных работ, получен 1 патент РФ на полезную модель. Отдельные вопросы, связанные с диссертационной работой отражены в 3 отчетах по НИР.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 151 страницах машинописного текста, иллюстрированных 83 рисунками на 70 страницах, списка литературы, включающего 112 источников на 12 станицах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разработки преобразователей с дозированной передачей энергии для газоразрядных нагрузок, в том числе НЛВД, с улучшенными статическими и динамическими показателями, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе описывается специфика требований предъявляемых к преобразователям для газоразрядных нагрузок и в том числе к НЛВД:

1. Ограничение пускового тока и устойчивость горения разряда;

2. Стабилизация мощности при изменяющемся напряжении на РЛ в процессе эксплуатации (в 1,5-2 раза с учетом старения лампы) и при изменяющемся напряжении сети;

3. Ограничения, накладываемые на форму тока (вызванные влиянием на срок сроком службы РЛ из-за износа катодов). Коэффициент амплитуды тока нагрузки не должен превышать 1,7;

4. Устойчивость к акустическому резонансу (АР), характеризующаяся минимизацией коэффициента пульсации мощности;

5. Возможность управления световым потоком и работы на пониженную мощность;

6. Симметрия выходного напряжения для исключения эффекта электрофореза;

7. Общетехиические требования: КПД, масса, габариты, стоимость и коэффициент мощности ЭПРА;

Проведен обзор литературных источников по проблеме АР, в которых описаны условия возникновения АР для различных типов РЛ и методы подавления АР:

1. использование диапазонов частот, свободных от АР;

2. модуляция рабочей частоты инвертора низкочастотной составляющей;

3. использование схем преобразователей с выходным напряжением низкой частоты;

4. применение схем с несколькими колебательными контурами, что позволяет формировать квазипрямоугольное выходное напряжение.

Исходя из требований предъявляемым к преобразователям для газоразрядных нагрузок, был проведен обзор известных схем преобразователей, применяемых для питания НЛВД, описанных в отечественных и зарубежных литературных источниках. Наибольшее распространение получили схемы:

1. полумостового инвертора напряжения повышенной частоты с индуктивным балластом;

2. резонансных инверторов повышенной частоты с параллельным, последовательным и последовательно-параллельным контурами;

3. мостового инвертора напряжения повышенной частоты с фазовым управлением;

4. инверторов с выходным напряжением низкой частоты с 2-кратным или 3-кратным преобразованием энергии.

В табл. 1 приведены основные параметры преобразователей, которые необходимо учитывать при выборе схемы для питания РЛ, исходя как из требований НЛВД к преобразователям, так и из условия подавления АР. Критерием оценки вероятности возникновения АР является значение 1-ой гармоники пульсаций мощности

Название схемы преобразователя Диапазон изменения выходного напряжения относительно максимального значения, где обеспечена парам, стабилиз. мощности с точностью 5% от номинального значения. Коэффициент 1-ой гармоники пульсаций мощности, Коэфф. амплитуды кА

Полумостовой и мостовой инвертор 0,5-0,75 1,05-1.25 1,6-2,0

Резонансные инверторы возможно только с СУ с ОС 1,0-1,05 1.4

Преобразователи с прямоугольным выходным напряжением (50-400 Гц) возможно только с СУ с ОС 0,05-0,15 1

Инвертор с ДПЭ 0,45-0,85 0,92-1,2 1,4-2,0

Табл.1. Сравнение схем преобразователей.

Одним из основных факторов, определяющим выбор схемы преобразователя, является стоимость готового изделия, которая в свою очередь зависит от сложности схемотехнического решения силовой части и системы управления. Построение преобразователей с выходным напряжением низкой частоты требует многосту-| пенчатого преобразования энергии, что приводит к сильному усложнению системы управления и удорожанию готового изделия. Применение резонансных схем, схем мостового и полумостового инвертора требует сложных систем управления с контуром обратной связи по мощности. Использование схем инверторов с ДПЭ (рис.1) позволяет добиться параметрической стабилизации мощности без применения сложных схем управления с контуром обратной связи по мощности.

Рис. 1. Схема ИДПЭ с выходным напряжением повышенной частоты.

В схеме инвертора с ДПЭ дозирующий конденсатор Ст и выходной дроссель Ь\ образуют колебательный контур, в котором за полпериода работы схемы происходит полный перезаряд дозирующего конденсатора. На рис. 2 представлены временные диаграммы токов и напряжений в схеме инвертора с ДПЭ.

Перед подачей напряжения на затвор УТ1, в Ы протекает небольшой отрицательный ток через транзистор УТ2 и диод У02. После подачи напряжения на затвор УТ1 и запирания УТ2 к цепи нагрузки прикладывается положительное напряжение, благодаря которому ток в дросселе в течение временного про-

Затвор

т

Затвор УП

ii.it), «о(0

С/сйсяС)

Л н ь Рис. 2. Временные диаграммы токов и напряжений в ИДПЭ

межутка ^ достигает 0. После этого КО2 запирается и происходит перезаряд Ст в колебательном контуре, образованном II и Сдаз через УТ\ (временной интервал По завершению полного перезаряда С1т до значения напряжения питания Е, открывается отсекающий диод К01, и оставшийся ток в дросселе спадает по экспоненциальному закону (временной интервал

Показано, что данный режим работы позволяет ограничивать мощность передаваемую в нагрузку, усредненным за период значением энергии, запасаемым в конденсаторе С301, по формуле:

Р^=СдтЕг/ (1),

1 2

1.0 -

0.8

0.6 -

0.4 •

0.2

0.0

: Е'=1 I ; Е"= 0.В9 : ^ .............. ...............

}' £"=0.78 I "Ч " N % ....Г^........

»/>--; : ^

7

--1-!- -

%

где/- частота работы инвертора, Е - напряжение питания инвертора.

Поскольку в (1) отсутствует зависимость мощности передаваемой в нагрузку от величины нагрузки, то режим параметрической стабилизации мощности будет поддерживаться во всем диапазоне нагрузки, для которой сохраняется режим полного перезаряда дозирующего конденсатора. На рис. 3 приведено семейство зависимостей выходной мощности для различных значений питающего напряжения от сопротивления

нагрузки, приведенной к реактивному сопротивленшо выходного дросселя Доказано, что при коэффициенте амплитуды 1,6 параметрическая стабилизация мощности в нагрузке с точностью 5% обеспечивается в диапазоне от 0,45 до 0,9 максимально возможного выходного напряжения инвертора.

Во второй главе предлагается решение ряда проблем, связанных с моделированием системы ИДПЭ-НЛВД.

При моделировании электрических процессов в системе ИДПЭ-НЛВД модель электрических параметров РЛ должна удовлетворять следующим требованиям:

Рис. 3. Зависимость выходной мощности от сопротивления нагрузки

1. Простые базовые уравнения и небольшое количество измеряемых параметров модели

2. Простота электрических измерений и нахождения численных значений параметров. Измерение параметров не должно требовать конструктивных изменений лампы

3. Описание, как статических, так и динамических характеристик РЛ;

4. Учет равновесной ВАХ при описании статических характеристик.

Исходя из этих требований, проведен обзор известных моделей электрических параметров РЛ. Показаны их недостатки для исследования статических и динамических режимов в системе ИДПЭ-НЛВД. Выбрана модель проводимости РЛ на базе уравнения баланса энергии, учитывающего суммарные потери энергии на излучение и теплопроводность:

си

¿ж

где--скорость изменения энергии разряда, Р{() - мгновенное значение потреб-

<3?

ляемой мощности, Рц(1) - потери мощности при контакте с внешней средой. Из (2) можно перейти к описанию РЛ, как элемента электрической цепи:

(3),

И £) *-* - - - -

и К\ )

где и0, г'о, ^ - мгновенные значения тока, напряжения и проводимости РЛ,

(4) - параметр равновесного режима, ха-

ДУ* _ __

рактеризующий текущее равновесное напряжение ит относительно минимального итт!п и максимального напряжения иМтах на равновесной характеристике.

¿¡Г

к\ - коэффициент учитывающий инерционные свойства разряда: =-(5),

и0^,АТ*) - зависимость напряжения на РЛ от параметра равновесного режима и проводимости РЛ:

У^Т )__ _ Г-^дГ)

ир(ё,АТ') = -

(6),

где иоо(АТ'), gD0(AT') - напряжение и проводимость РЛ для текущего параметра равновесного режима.

р(АТ') - параметр степенной функции, описывающей быструю ВАХ РЛ.

Описаны методики электрических измерений и расчета иро(АТ'), коэффициента к] (АТ') и р(АТ"). Для НЛВД ДНАТ-100-3 было проведено измерение коэффициентов и зависимостей по этим методикам (рис. 4), рассчитаны коэффициенты аппроксимационных зависимостей, проведено моделирование и экспериментальные исследования, подтверждающие достоверность модели.

К1 с)

Рис. 4. Экспериментально полученные зависимости £,(ДТ') и р(АТ') для НЛВД ДНАТ-100-3.

Разработана математическая и схемотехническая модели системы ИДПЭ-НЛВД. Сравнение результатов моделирования системы и экспериментальных измерений показали допустимость использования модели на повышенной частоте (от 3 кГц и выше). Совпадение годографов (с незначительными отклонениями) подтвердило справедливость модели. Как пример, на рис. 5 представлены динамические характеристики лампы на частоте 25кГц. Отклонения экспериментальной и смо-

— — ш-ь*» — мл С|«С1«0',>1Ы I ")4чГ>1. /-Л«Гц

Рис. 5. Годографы результатов моделирования и результатов эксперимента системы ИДПЭ-НЛВД.

делированной динамической ВАХ от ВАХ линейного резистора составляют менее 5%. Таким образом, можно считать допустимым представление НЛВД в

установившемся режиме линейным резистором на частотах свыше граничной /0 = 1 . Постоянная времени проводимости разряда тс для равновесного режи-

ма вычисляется по формуле:

<107 А В

№

¿р.

¿Р,/

/&8

*,(Д П

(7).

■и1

(А Г)

1 + р(АТ') I \-р(АТ')

Использование зависимостей /с,(АГ') ,иво(АТ') и р(АГ') позволяет определить численное значение постоянной времени проводимости разряда, которое в диапазоне значений АТ*= 0,4 - 1,1 составляет 28 - 60 мкс.

В третьей главе представлены результаты анализа статических характеристик и динамических свойств системы ИДПЭ-НЛВД.

Проведен сравнительный анализ методов регулирования (рис.6). Показано, что при изменении входного напряжения питания (амплитудное регулирование) зона стабилизации мощности уходит в область малых напряжений, а при частотном регулировании практически не изменяется. Однако применение частотного регулирования ограничено зонами свободными от АР, и поэтому допустимо только дискретное регулирование. Кроме того, при частотном регулировании при уменьшении рабочей частоты возрастает коэффициент амплитуды, допустимое значение которого ограничено значением 1,7.

иЬ "

2.5

а) Амплитудное регулирование б) Частотное регулирование.

Рис. 6. Сравнительный анализ методов регулирования.

Проведено исследование поведения инвертора в режиме КЗ и пусковом режиме. характеризующемся малым напряжением и большим током на РЛ. Преимущество схем дозаторов при работе на КЗ - ограничение тока на уровне 1,5 - 2,0 номинального тока нагрузки. Однако длительное нахождение инвертора в режиме КЗ или близкого к нему может привести к перегреву транзисторов и выходу их из строя. Существует несколько способов ограничения выходного тока. В ряде случаев, для регулируемых ЭПРА может быть рекомендован режим снижения входного напряжения после пуска и соответственно пропорционального снижения пускового тока, однако наиболее приемлемым методом защиты является позиционное ограничение по максимальному току, при котором динамические потери меньше. На рис. 7 представлены результаты моделирования ЙПСМ в режиме позиционного ограничения на активную нагрузку. Показано, что при позиционном ограничении в режиме КЗ ток нагрузки превышает номинальное значение не более чем на 20-30%. Даны рекомендации по выбору порогового значения в зависимости от ширины зоны стабилизации мощности.

Предложены схемные решения, обеспечивающие согласование зоны параметрической стабилизации мощности ИДПЭ и зоны рабочих напряжений РЛ (рис.8,9).

2.0 -

1.5 -■

1,0 -

0.5

0.0

00

0.2

0.4

06

0.8

1 0

—■-ИПСМ без позиционного ограничения

---=0.8

'со

----р- а0,4

'00

Рис. 7. Результаты моделирования позиционного ограничения тока нагрузки в ИДПЭ для ДНАТ-100

Рис.8. Схема инвертора с ДПЭ с корректирующим конденсатором

Рис. 9. Схема инвертора с ДПЭ с дополнительным дросселем.

Показано влияние различных значений корректирующего конденсатора (рис. 10). Установлено, что для максимально возможного увеличения ширины зоны стабилизации (на 10-15%) необходимо применять корректирующий конденсатор, емкость которого в 30-40 раз больше емкости дозирующего конденсатора. Показано, что использование систем управления с контурами обратной связи по выходной мощности для расширения зоны параметрической стабилизации не оправданно, поскольку частотное воздействие допустимо в узком диапазоне из-за опасности выхода из зоны, свободной от АР, а при амплитудном регулировании невозможно повышать напряжение на выходе ККМ в широком диапазоне.

Исследовано влияние согласующего трансформатора на режим работы преобразователя. Показано, что наличие индуктивности намагничивания трансформатора, существенно (на 15-20%), расширяет ширину зоны параметрической стабилизации мощности. Однако, в ряде случаев применение развязывающего трансформатора может приводить к несимметрии в нафузке в пусковых режимах. Исходя из этого, предложено использовать дополнительный дроссель в тех случаях, где

требуется расширить зону стабилизации мощности в области больших напряжений (рис. 11,12) на 15-20%.

. Ра

1 0

08 Ов 0.4 02 0.0

//

Р

/ ; \ Г \ 1

]- ......\ .......

05 0.95

Ув

04 06 Сдо!

08

1 О

1 2

' с^"30---= --С4 отсутствует

Рис. 10. Зависимость мощности от напряжения нагрузки для различных значений корректирующего конден-сатооа.

Рис. 11. Зависимость мощности от напряжения на нагрузке при различных значениях индуктивности до-

1 ............|............. 1 ! 1 1

| 1 ! ; ■

Рис. 12. Зависимость ширины зоны параметрической стабилизации у* с точностью 5% относительно номинального значения от значения индуктивности дополнительного дросселя Ьм.

Проведено исследование схемы инвертора с двумя дозаторами (рис. 13). Выявлены условия подавления первой гармонической составляющей пульсаций мощности во всем диапазоне рабочих напряжений РЛ на уровне менее 0,4 (рис. 14). Однако использование такого решения существенно сужает зону параметрической стабилизации мощности, и применение схемы инвертора с двумя дозаторами возможно только в системе с замкнутым контуром ОС по мощности.

Рис. 13. Схема инвертора с ДПЭ с 2-мя дозаторами.

р'о

- р'ь ---д1 __ д2

Рис. 14. Зависимость мощности, 1-ой и 2-ой гармонической составляющей мощности в нагрузки от напряжения нагрузки.

Проведено исследование динамической устойчивости системы ИДПЭ-НЛВД на схемотехнической модели. При работе системы наибольшее значение на устойчивость оказывают следующие факторы;

1) Нестабильность питающего напряжения инвертора, возникающая вследствие кратковременного пропадания или уменьшения напряжения сети переменного тока, поступающего на вход ЭПРА.

2) Управляющее воздействие, заключающееся в изменении напряжения питания инвертора или в изменении рабочей частоты инвертора.

Исследование устойчивости на математической модели системы «ИДПЭ -НЛВД» режимах показало, что переходные процессы в системе под воздействием обоих факторов носят апериодический характер, определяются постоянной времени проводимости лампы и наклоном статических характеристик источника питания и лампы (рис.15).

330 В - напряжение питания инвертора

- напряжение на лампе

Ч-1-1-1-!-1-1-1-1-1-1--

0 01 0.2 0.3 0.4 0.1 0.6 07 0.8 0,9 1.0 1,тс

Рис. 15. Переходные процессы в модели системы ИДПЭ-НЛВД вызванные скачкообразным изменением питающего напряжения.

Даны рекомендации по выбору значения входного конденсатора инвертора при кратковременном пропадании сети (рис.16), от коэффициента запаса по емкости Кг= (8), ^доз

и от коэффициента запаса по напряжению Кш =---(9). Критерием пропадания

устойчивой работы модели системы ИДПЭ-НЛВД служит лавинообразное возрастание сопротивления модели РЛ, которое косвенно указывает на пропадание разряда в лампе.

«го

емо

^Свх -МД-

..............;......../г

// // ♦ 1

..........■шр*" к

иох=350В Сяоз=18нФ ПЛОДОВ Сдоз- * АнФ иох=450В Сдоз=11нФ

: 175 15 175

< Кс=5000 • Кс=10000 • Кс= 15000

Рис. 16. Зависимости времени пропадания устойчивой работы системы ИДПЭ-НЛВД (ср от коэффициента запаса по емкости и коэффициента запаса по напряжению.

При частотном регулировании даны рекомендации по выбору

предельно допустимого коэффици-

/

ента регулирования ¡пг ~

К

(Ю)

в зависимости от коэффициента запаса по напряжению. На рис. 17 в зоне, расположенной правее зависимости, обеспечивается устойчивое горение разряда.

Рис. 17. Зависимость предельно допустимого коэффициента регулирования выходной частоты от коэффициента запаса по напряжению

Четвертая глава посвящена разработке инженерной методики расчета параметров ИДГТЭ и приведена практическая схема ЭПРА с ДПЭ.

В со1фащенном виде методику инженерного расчета можно представить в виде блок-схемы (рис. 18).

Рис. 18. Блок-схема методики расчета ИДПЭ с бестрансформаторным выходом в составе ЭПРА.

В качестве входных параметров методики служат: Р0 - номинальная мощность лампы, Uта, Umi„ - максимальное и минимальное напряжение PJ1 ,fD - рабочая частота преобразователя.

Предложена методика расчета схемы с трансформаторным выходом. Даны рекомендации по расчету предельно допустимых регулировочных воздействий для управляемых ЭПРА с ИДПЭ.

Приведена практическая схема ЭПРА для НЛВД мощностью 250 Вт.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационной работы можно сформулировать в следующем виде:

1. В результате анализа литературы и сравнения схем преобразователей с выходным током повышенной частоты для разрядных ламп высокого давления выявлено, что наибольшими преимуществами по статическим характеристикам обладают схемы инверторов с ДПЭ. Применение инвертора с ДПЭ позволяет реализовать параметрическую стабилизацию мощности в диапазоне напряжений нагрузки 2:1 с точностью до 5% без применения систем управления с контуром обратной связи по выходной мощности.

2. Показано, что схема инвертора с ДПЭ по сравнению с известными схемами позволяет получить меньшие значения коэффициента амплитуды тока лампы и коэффициента пульсаций мощности.

3. В результате анализа литературы выбрана модель, базирующаяся на уравнении энергетического баланса дугового разряда, учитывающая статические и динамические характеристики лампы. Проведено апробирование модели на лампе ДНАТ 100. Экспериментальные исследования показали допустимость использования модели для исследования работы источника питания в квазиу-становившихся и переходных режимах.

4. Проведено сравнение частотного и амплитудного методов регулирования выходной мощности инвертора с ДПЭ, и показана целесообразность применения амплитудного регулирования, обеспечивающего минимальный коэффициент амплитуды тока лампы и риск возникновения АР.

5. Предложены схемотехнические методы увеличения зоны параметрической стабилизации мощности в зоне малых значений рабочего напряжения на лампе путем введения корректирующего конденсатора. Даны рекомендации по выбору емкости дополнительного конденсатора.

6. Показано, что подключение к выходу инвертора дополнительного дросселя обеспечивает расширение зоны параметрической стабилизации мощности в области высоких значений напряжений на НЛВД на 15-20%. Те же возможности обеспечивает подключение согласующего трансформатора к выходу инвертора, что целесообразно при необходимости согласования уровней питания и обеспечения гальванической развязки.

7. Исследована динамическая устойчивость системы ИДПЭ-НЛВД с использованием схемотехнической модели НЛВД. Определены условия устойчивого горения лампы при наличии возмущения по рабочей частоте и напряжению питания инвертора, а также при кратковременном пропадании сетевого напряжения.

8. Разработанная методика расчета ЭПРА с ДПЭ для НЛВД, предложенные схемотехнические решения и математические модели ламп использованы при проектировании ЭПРА для НЛВД мощностью 250 Вт и 400 Вт

jlooéft

20 9 2 2 9 1 S vzsjtë

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Панфилов Д.И., Поляков В.Д., Чепурин И.Н., Обжерин Е.А. Управляете пускорегулирующие аппараты для натриевых ламп высокого давления.// Практическая силовая электроника. - 2003. - № 10. - С. 37-42.

2. Обжерин Е.А., Поляков В.Д. Использование модели проводимости натриевой лампы высокого давления при проектировании электронных балластов.// Практическая силовая электроника. - 2003. -№10. - С.31-36.

3. Поляков В.Д, Обжерин Е.А. Моделирование электрической проводимости натриевой лампы высокого давления.// Вестник МЭИ. - 2003. - №4. - С.86-91.

4. Обжерин Е.А., Панфилов Д.И., Поляков В.Д. Сравнительный анализ способов регулирования световым потоком люминесцентных ламп.// Светотехника. - 2000. - №3. - С.21-23.

5. Обжерин С.А., Поляков В.Д. Использование модели проводимости натриевой лампы высокого давления при проектировании электронных балластов.// Светотехника. - 2004. - № 3. - С. 23-28.

6. Обжерин Е.А. Микроконтроллеры в управляемых электронных пускорегули-ругощих аппаратах для люминесцентных ламп. // VI международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов МЭИ / Тезисы докладов. -М.: МЭИ, 2000. -С.175-176.

7. Обжерин Е.А. Интеллектуальный источник электропитания для отвествен-ных потребителей. // VII международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов / Тезисы докладов. - М.: МЭИ, 2001. - С. 188.

8. Булатов О.Г., Обухов С.Г., Поляков В.Д., Обжерин Е.А., Эртан Е. Синхронизированное с сетью преобразование солнечной энергии для бытового применения. // 9-ая международная конференция по силовой электроники. Кошице. / Тезисы докладов. - ЕСЕ-РЕМС.- 2000. - С. 152-153. (на английском языке).

Подписано в печать 10. М ОбГ. зак, ЗбЛ Тир. П.л. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ.

1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ВЫБОР СХЕМ ИНВЕРТОРОВ ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ НЛВД.

1.1. Требования к источникам питания НЛВД.

1.1.1. Недостатки работы НЛВД совместно с электромагнитными ПРА.

1.1.2. Согласование вольтамперных характеристик

НЛВД и выходных характеристик ЭПРА.

1.2. Обзор схем ЭПРА.

1.2.1. Применение электронных ПРА для питания НЛВД.

1.2.2. Полумостовой инвертор напряжения с индуктивным балластом.

1.2.3. Обзор схем резонансных инверторов.

1.2.4. Схемы инверторов с дозированной передачей энергии (ДПЭ) в нагрузку.

1.2.5. Обзор низкочастотных ЭПРА.

1.3. Эффект «акустического резонанса» при питании НЛВД током повышенной частоты.

1.4. Сравнение схем инверторов в составе ЭПРА.

Выводы по главе.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ИНВЕРТОР-РЛ.

2.1. Обзор математических моделей электрических параметров разрядных ламп.

2.2. Математическое описание модели проводимости разрядной лампы.

2.3. Описание экспериментальной установки для определения параметров модели проводимости PJI.

2.4. Математическое описание семейства статических характеристик натриевой лампы высокого давления.

2.5. Моделирование динамических процессов при изменении электрического режима разрядной лампы.

2.6. Моделирование электрических процессов в разрядной лампе с учетом изменения температурного параметра равновесной характеристики.

2.7. Методика численного решения модели проводимости разрядной лампы.

2.8. Математическая модель инвертора с дозированной передачей энергии.

2.9. Результаты моделирования системы инвертор с ДПЭ - НЛВД.

Выводы по главе.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ ИДПЭ-НЛВД.

3.1. Методы регулирования выходной мощности инвертора с ДПЭ.

3.2. Режим ограничения тока в инверторе с ДПЭ.

3.3. Методы увеличения зоны параметрической стабилизации мощности в инверторе с ДПЭ.

3.4. Использование развязывающего трансформатора и дополнительного дросселя для согласования зоны рабочих напряжений РЛ и зоны параметрической стабилизации ИДПЭ.

3.5. Применение инверторов с ДПЭ с двумя дозаторами для уменьшения влияния АР.

3.6. Исследование динамических свойств системы инвертор с ДПЭ - HJIBД.

3.6.1. Исследование устойчивости системы при изменении входного напряжения.

3.6.2. Исследование устойчивости системы при изменении частоты инвертора.

Выводы по главе.

4. ПРИМЕНЕНИЕ ИНВЕРТОРА С ДПЭ В ЭПРА.

4.1. Ограничения при расчете инвертора с ДПЭ.

4.2. Методика расчета схемы инвертора с ДПЭ.

4.3. Расчет инвертора с ДПЭ в составе регулируемого ЭПРА.

4.4. Практическая реализация ЭПРА с инвертором с ДПЭ.

Выводы по главе.

Актуальность темы:

Современные электротехнологические и светотехнические установки, использующие в качестве активной рабочей среды дуговой электрический разряд, предъявляют высокие требования к динамическим показателям источников питания [1,29,30,86]. Это вызвано, прежде всего, свойствами разряда и характером протекания технологического процесса. Разряд, как элемент электрической цепи, представляет собой активную нелинейную малоинерционную нагрузку, проводимость которой зависит от изменения внешних условий и условий электропитания [8,9,101,102]. Времена релаксации проводимости составляют от единиц до сотен микросекунд.

Эксплутационные режимы и протекание технологического процесса целого ряда установок характеризуется резким изменением нагрузки от режима холостого хода к режиму короткого замыкания и обратно. При этом источник должен иметь, как правило, сложную характеристику в зависимости от типа установки и технологических режимов работы, которая может содержать участки стабилизации тока, мощности, напряжения или иметь возможность устанавливать требуемый тип характеристики.

Особое место среди источников питания таких установок нашли ключевые конденсаторные преобразователи с дозированной передачей энергии. Отличительной особенностью таких устройств является наличие дозирующего конденсатора, включенного последовательно в цепь нагрузки на этапе передачи энергии. Достоинствами таких преобразователей являются ограничение энергии на периоде модуляции, надежная работа на высоко динамичную нагрузку, изменяющуюся в широких пределах, вплоть до короткого замыкания, низкие коммутационные потери в силовых ключах.

Известные фундаментальные работы [15-17,98] касаются, прежде всего, преобразователей, построенных на одно-операционных тиристорах, однако для реализации преобразователей мощностью до 1 кВт, удовлетворяющих современным требованиям (масса, габариты, КПД и пр.), применение тиристорных схем неоправданно, благодаря наличию мощных полностью управляемых ключей.

Наиболее полно исследованы импульсные преобразователи постоянного тока с ДПЭ [107,108], схемная реализация которых на транзисторах в значительной степени совпадает с тиристорными схемами. В то же время реализация и исследования транзисторных инверторов с ДПЭ (ИДПЭ) практически не отражены в литературе.

Однако существует область применения таких инверторов, где их характеристики весьма востребованы, а именно, источники питания электрических разрядов током повышенной частоты (сварка, спектрография, плазмотроны, разрядные лампы) [1,105,106]. Одним из применений являются источники питания натриевых ламп высокого давления.

Применение инверторов с ДПЭ позволяет обеспечить параметрически ограничение тока лампы в пусковом режиме и стабилизацию мощности при изменении проводимости. Однако реализации инвертора с ДПЭ с учетом специфических требований и динамических режимов эксплуатации лампы [18] требует отдельного исследования.

Цель работы:

Разработка и исследование транзисторных инверторов с дозированной передачей энергии (ДПЭ) с улучшенными статическими и динамическими характеристиками для источников питания натриевых ламп высокого давления.

Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:

1. Анализ технических требований, сравнительный обзор и выбор схем преобразователей для питания НЛВД.

2. Математическое моделирование проводимости НЛВД.

3. Анализ статических характеристик инвертора с ДПЭ. Исследование и разработка методов и схем инверторов с расширенной зоной параметрической стабилизацией мощности.

4. Исследование квазистационарных и динамических режимов работы системы «ИДПЭ - НЛВД».

5. Разработка методики расчета и построение практических схем ИДПЭ.

Методы исследования: При решении поставленных задач использовались методы математического и схемотехнического моделирования, а также аналитические методы: классический операторный метод, метод гармонического анализа и метод преобразований Фурье. Экспериментальные исследования системы «ЭПРА - НЛВД» проводились с применением цифровых измерительных приборов и последующей компьютерной обработкой с использованием пакета программ «Mathcad».

Научная новизна:

1. Выявлено влияние напряжения питания на статические характеристики ИДПЭ. Показано, что ИДПЭ обеспечивают параметрическую стабилизацию мощности с точностью 5% в диапазоне изменения напряжения 0,45-0,9 относительно входного постоянного напряжения инвертора при требуемом значении коэффициента амплитуды тока (не более 1,7). Установленные возможности ИДПЭ позволили сформулировать рекомендации по выбору элементов схемы и способа управления мощностью

2. Для согласования зоны параметрической стабилизации ИДПЭ с диапазоном рабочих напряжений НЛВД, предложена схема включения корректирующего конденсатора и дополнительного дросселя. Показана эффективность использования корректирующего конденсатора и дополнительного дросселя для увеличения зоны параметрической стабилизации на 20%. Показано, что применение согласующего трансформатора в цепи нагрузки позволяет расширить зону параметрической стабилизации мощности, и его применение оправданно в тех случаях, когда зона параметрической стабилизации не совпадает с диапазоном рабочих напряжений PJI. Для увеличения зоны параметрической стабилизации на 15-20% в области больших напряжений предложено использовать дополнительный дроссель в диагонали инвертора.

3. Получены статические характеристики позиционно следящей системы ограничения выходного тока в инверторе, которые позволяют утверждать о применимости данного метода для ограничения тока в НЛВД при пусковых или аномальных режимах работы лампы. Выявлена зависимость действующего значения и частоты пускового тока от заданного порога переключения.

4. На основе исследования математической модели системы «ИДПЭ - НЛВД» в переходных и установившихся режимах установлено, что переходные процессы в системе носят апериодический характер, определяются постоянной времени проводимости лампы и наклоном статических характеристик источника питания и лампы. Определено условие устойчивости системы при изменении входного напряжения и при частотном регулировании.

5. Предложена методика расчета ИДПЭ, учитывающая характеристики лампы и динамические режимы эксплуатации.

Практическая ценность

1. Предложена, защищенная патентом РФ на полезную модель [19], оригинальная схема ЭПРА с ДПЭ с расширенной зоной параметрической стабилизации мощности.

2. Разработанная модель лампы, включая методику измерения ее параметров, позволяет проводить исследования динамических режимов работы источника питания в квазиустановившихся и переходных режимах. Получены аппроксимирующие выражения для коэффициентов базовых уравнений модели проводимости лампы Днат-100-3.

3. Разработанные схемы инверторов с ДПЭ, методики расчета и математическая модель НЛВД использованы при проектировании ЭПРА, нашедших практическое применение.

4. Предложена схема инвертора с ДПЭ с 2-мя дозаторами, которая позволяет исключить влияние АР на НЛВД. Определены основные соотношения между элементами, при которых достигается квазипрямоугольное выходное напряжение с пониженным уровнем пульсаций мощности.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы на ООО «Горизонт» г. Екатеринбург при проектировании серийно выпускаемого ЭПРА для НЛВД мощностью 250 Вт и на ОАО «Завод Стелла» г. Зеленоград при проектировании ЭПРА для НЛВД мощностью 400 Вт.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI и VII научно-технической конференции студентов и аспирантов МЭИ в 2000 и 2001 г.г., а также на научных семинарах кафедры Промышленной Электроники.

Публикации: По результатам работы опубликовано 8 печатных работ, получен 1 патент РФ на полезную модель. Отдельные вопросы, связанные с диссертационной работой отражены в 3 отчетах по НИР [99,103,104].

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - кандидату технических наук, доценту Полякову Валерию Дмитриевичу за руководство и помощь при выполнении работы.

Основные результаты диссертационной работы можно сформулировать в следующем виде:

1. В результате обзора схем преобразователей с выходным током повышенной и низкой частоты для разрядных ламп высокого давления показаны преимущества схемы инвертора с ДПЭ по статическим характеристикам по сравнению с традиционно используемыми схемами инвертора напряжения с индуктивным балластом и резонансных инверторов. Применение инвертора с ДПЭ позволяет реализовать параметрическую стабилизацию мощности в диапазоне напряжений нагрузки 2:1 с точностью до 5% без применения систем управления с контуром обратной связи по выходной мощности.

2. Показано, что схема инвертора с ДПЭ по сравнению с известными схемами позволяет добиться наилучших значений коэффициента амплитуды тока лампы и коэффициента пульсаций мощности по первой гармонике. Эти коэффициенты характеризуют степень устойчивости лампы к «акустическому резонансу» и влияния на срок службы лампы.

3. В результате обзора моделей электрической проводимости ламп высокого давления выбрана модель, базирующаяся на уравнении энергетического баланса дугового разряда, учитывающая статические и динамические характеристики лампы. Проведено апробирование модели на лампе ДНАТ 100. На основе экспериментальных исследований показана допустимость использования модели для исследования работы источника питания в квазиустановившихся и переходных режимах.

4. Проанализированы частотный и амплитудный методы регулирования выходной мощности инвертора с ДПЭ. Показаны преимущества и недостатки каждого метода и даны рекомендации по их использованию. Целесообразно применять амплитудное регулирование, поскольку регулирование путем снижения частоты приводит к возрастанию коэффициента амплитуды тока лампы и риску возникновения АР.

5. На основе сравнительного анализа методов увеличения зоны стабилизации мощности даны рекомендации к использованию схемотехнического метода, улучшающего статическую характеристику ИДПЭ в зоне малых значений рабочего напряжения на лампе путем введения корректирующего конденсатора в цепь отсекающих диодов. Даны рекомендации по выбору емкости дополнительного конденсатора.

6. Проанализированы статические характеристики инвертора с ДПЭ с трансформаторным выходом, показано влияние индуктивности намагничивания трансформатора на увеличение ширины зоны параметрической стабилизации мощности. Предложено использование дополнительного дросселя для расширения зоны параметрической стабилизации в области больших напряжений нагрузки, даны рекомендации по выбору оптимальных значений индуктивности дросселя.

7. Проведен анализ динамической устойчивости системы ИДПЭ-НЛВД с использованием схемотехнической модели НЛВД. Определены условия устойчивого горения лампы при наличии возмущения по рабочей частоте и напряжению питания инвертора, а также при кратковременном пропадании сетевого напряжения.

8. Разработана методика расчета ЭПРА с ДПЭ для НЛВД. Предложенные схемотехнические технические решения, методики расчета и математические модели ламп использованы при проектировании ЭПРА для НЛВД мощностью 250 Вт и 400 Вт

9. Проведен сравнительный анализ различных методов подавления АР. Систематизированы рекомендации по выбору рабочих частот инвертора и по требуемому гармоническому составу выходного напряжения для подавления эффекта АР. Предложена схема ИДПЭ с двумя дозаторами, реализующая питание лампы квазипрямоугольным током с значением коэффициента пульсации первой гармоники мощности менее 0,5, что предотвращает возникновение АР в НЛВД.

1. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 720 с.

2. Литвинов B.C., Пшеменская И.А., Сабада С.А., Чумак Л.А.

3. О параметрах и перспективности металлогалогенных и натриевых ламп высокого давления. // Светотехника. 1996. - №7. - С. 13-16.

4. Литвинов B.C., Петренко Н.П., Чумак А.Л. О перспективности совершенствования маломощных натриевых ламп высокого давления. // Светотехника. 1992. - №5. - С.15-17.

5. Ваккер А., Мюллер С. Источники света: ситуация-2000. // Светотехника,- 2001,- №2.- С.11-13.

6. Вердеревская А.Н., Волкова Е.Б., Троицкий A.M. Натриевые лампы высокого давления с повышенным напряжением погасания. // Светотехника.- 1994.- №3,- С.2-5.

7. Brabham D.E. Improved color HPS lamps: system considerations and comparision of commercial lamps. // Journal of the illuminating engineering society. 1990.- №1.- C.110-117.

8. Ingalls P., Dolan R., Plumb J., Zhu H., Wyner E. A noncycling high pressure sodium lamp. // Journal of the illuminating engineering society. 1995.- №2.- C. 19-25.

9. Танака H. и др. Влияние режимов включения натриевых ламп высокого давления на характеристики ламп. // Мицубиси дэнки гихо. — 1978,- т.52. №10.- С. 725-729.

10. Иванов В.М., Кожушко Г.М., Корягин О.Г. Напряжение сети и срок службы маломощных натриевых ламп высокого давления. // Светотехника.- 1992,- №7-8.- С.2-3.

11. ОАО «ЭНЕФ». // http://www.enef.by.

12. Продукция. Компания «ДЭКСИ». // http://www.decsy.com/ballast.htm. 2006.

13. ООО «Горизонт». // http://www.intellecon.ru. 2005.

14. Ferrero F.J., Blanco С., Perez A., Vega M.G., Secades M.R. A PSpice model for HPS lamp operated at high frequency. // Conference record of the IEEE industry application specialists conference. 2000. - Vol.5. -C.3423-3427.

15. Ferrero F.J., Rico M., Alonso J.M., Blanco C., Ribas J. Analysis and design of an AC/AC resonant converter as a high pressure sodium lamp ballast. //Annual conference of the IEEE industrial electronics society. -1998.- vol.2. C. 947-952.

16. Булатов О.Г., Царенко A.M. Тиристорно-конденсаторные преобразователи. M: Энергоатомиздат, 1982.- 216 с.

17. Булатов. О.Г., Царенко А.И., Поляков В.Д. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 200 с.

18. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. М.: Энергоатомиздат, 1992.

19. Поляков В.Д. Сравнительный анализ устройств электропитания дуговых разрядных ламп высокой интенсивности. // Электротехника. №12.- 2000.- С. 17-20.

20. Пат. на полезную модель №42147. Устройство питания разрядной лампы. // Поляков В.Д., Обжерин Е.А. 2004.

21. ГОСТ Р МЭК 923-98. Устройства для ламп. Аппараты пускорегулирующие для разрядных ламп (кроме трубчатых люминесцентных ламп). Требования к рабочим характеристикам. М.: Госстандарт России, 1998. 24 с.

22. Уэймаус Д. Газоразрядные лампы. Пер. с англ. под ред. Г.Н. Рохлина и М.И. Фугенфирова. М.: Энергия, 1977. 344 с.

23. De Groot J.J., Van Vliet J.A. The high pressure sodium lamp. -MacMillan, 1986.

24. Алышев C.B., Меркушкин B.B., Петровский JI.E. Влияние условий эксплуатации на срок службы натриевых ламп высокого давления. //Светотехника.- 1991,- №2.- С. 1-4.

25. Алышев С.В., Меркушкин В.В., Скороходов А.В. О распределении НЛВД по сроку службы. // Труды ВНИИИС, Вып. 20, 1988. С. 7784.

26. Kaiser W. Hybrid electronic ballast operating the HPS lamp at constant power. // IEEE transactions on industry applications. Vol. 34, 1998. -№2.- C. 319-324.

27. Соколов В.Ф. О реализации тиристорных регуляторов-ограничителей в осветительных сетях. // Светотехника. 1994. -№10-11.- С17-21.

28. Garbovich С.С. An improved hybrid fluorescent lamp ballast // Journal of the illuminating engineering society. Vol. 21, 1992. - №2. - C. 42-53

29. Engels J.C., Elms Т., Hanson R.E. An energy efficient solid-state controlled ballast for HPS lamps. // Journal of illuminating engineering society. Vol.10,1981,- №2.- C81-84.

30. Филькенбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. М.: Изд-ство иностр. лит. - 370 с.

31. Поляков В.Д. Источники питания разрядных ламп. М.: Издательство МЭИ. - 2002.

32. Lumalux/unalux high pressure sodium lamps. Engineering bulletin. // Osram Sylvania. 1998.- 12 c.

33. Smith D., Zhu H. Properties of high intensity discharge lamps operating on reduced power lighting systems // Journal of the illuminating engineering society. №2,- 1993.- C.27-39.

34. Вердеревская A.H. Комплексные исследования работы натриевых ламп высокого давления в электрической цепи и разработка согласованного комплекта «лампа ПРА»: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - М., 1992. - 22 с.

35. Kaiser W., Marques R.P., Correa A.F. Current pulse fed high-pressure-sodium lamps. // Conference record of the Industry Application Conference. 37th IAS annual meeting. Vol. 2, 2002.- C.1499-1504.

36. Van Tichelens P., Weyen D., Geens R., Lodeweyeckx J., Heremans G. A Novel dimmable electronic ballast for street lighting with HPS lamps. // Conference record of the Industry Applications Conference. Vol. 5, 2000.- C. 3419-3422.

37. Anders A. Electrode behavior of pulsed high-pressure sodium lamps. // Lighting research and technology. Vol. 23,1991. - №1. - C. 81-84.

38. Fukumori N. A study of HID lamp life when operated by electronic ballasts // Journal of the illuminating engineering society. 1995. -№1.- C. 41-47.

39. Панфилов Д.И., Поляков В.Д., Поляков Ю.Д., Барышников А.Н. Энергосберегающий электронный пускорегулирующий аппарат для дуговых натриевых ламп. // Светотехника. 1999. - №6. - С. 7-10.

40. Барышников А.Н. Регулируемые электронные пускорегулирующие аппараты для натриевых ламп высокого давления. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ. - 2001.

41. Ben-Yaakov S., Gulko М. Design and performance of an electronic ballast for High Pressure Sodium (HPS) lamps. // IEEE transactions on industrial electronics. Vol. 44,1997. - №4.- C.319-325.

42. Силовые полупроводниковые приборы. Пер. с англ. под ред. В.В.Токарева. Первое издание. Воронеж: Изд. ТОО МП "Элист", 1995.-661 с.

43. Енапешников A.M., Енапешников В.А. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0. М.: «Диалог-МИФИ», 1995. - 288 с.

44. Jong-Yeong P., Dong-Youl J. Electronic ballast with constant power output controller for 250W MHD lamp. // IEEE international symposium on industrial electronics. Vol. 1,2001.- C. 46-51.

45. Steigerwald R.L. A comparision of half-bridge resonant converter topologies // IEEE transactions on power electronics. Vol.3, 1998. -№2.- C. 174-182.

46. Severns R. Topologies for three-element resonant converters // IEEE transactions on power electronics. .Vol. 7, 1992. - №1. - C. 89-98.

47. Mohan N., Underland T.M., Robbins W.P. Power Electronics/Converters, Application and Design, Second Edition / John Wiley & Sons, INC, NY, 1998.

48. Alonso J.M., Blanco C., Calleja A.J., Lopez E., Rico M., Current clumped resonant inverter: analysis and design as a high pressure sodium lamp ballast. // Annual IEEE power electronics specialists conference.- 1996, Vol. 1,- C. 999-1005.

49. Branas C., Azcondo F.J., Bracho S. Contributions to the design and control of LCsCp resonant inverters to drive high power HPS lamps. // IEEE transactions on industrial electronics. 2000, Vol. 47. - №4. -C.325-329.

50. Sabate J.M., Jovanovic M.M., Lee F.C., Gean R.T., Analysis and design-optimisation of LCC resonant inverter for high frequency AC distributed power system. // IEEE transactions on industrial electronics. Vol.42,1995.- №1.- C. 63-71.

51. Cosby M.C. Jr., Nelms R. M. A resonant inverter for electronic ballast applications // IEEE transactions on industrial electronics. Vol. 41, 1994.- №4.- C. 418-425.

52. Jeong I.W., Rim G.H., Lee H.J., Ryoo H.J., Kim J.S., Lee H.S. Development of an electronic ballast for 250W HPS lamp // IEEE international symposium on industrial electronics. 2001, vol. 1. - C. 42-45.

53. Барышников A.H., Поляков В.Д., Сафронов O.B. Сравнительный анализ и выбор схем электронных пускорегулирующих аппаратовдля натриевых ламп высокого давления. // Светотехника. 2000. -№3.- С. 18-20.

54. Tridonic Atco. // http://www.tridonicatco.com. 2006.

55. Nishimura В., Nagase Н., Uchihashi К., Fukuhara М. A new electronic ballast for HID lamps // Journal of the illuminating engineering society. 1998.- №2,- C. 70-76.

56. Shen M., Qian Z., Peng F.Z. Design of a two-stage low-frequency square-wave electronic ballast for HID lamps. // IEEE transactions on industry applications. 2003, vol. 39. - №2. - C. 424-430.

57. Shen M., Qian Z., Peng F.Z. A novel two stage acoustic resonance free electronic ballast for HID lamps. // Conference record of the industry application conference. 2002, vol.3. - C.1869-1874.

58. Melis J. A power control current source, circuit and analysis. // Proceedings of IEEE advanced power specialist conference. 1994. -C. 856-861.

59. Пат. №5428268. США. Low frequency square wave electronic ballast for gas discharge lamps // Melis J., Vila-Masot О. 1995.

60. Alberto Reatti. Low cost high power-dencity electronic ballast for automotive HID lamps. // IEEE transactions on power electronics. -2000, vol.15. №2,- C.361-367.

61. Witting H.L. Acoustic resonances in cylindrical high-pressure arc discharges // Journal of applied physics. Vol. 49, 1978. - №5. - C. 2080-2083.

62. Панфилов Д.И., Поляков В.Д., Чепурин И.Н., Обжерин Е.А. Управляемые пускорегулирующие аппараты для натриевых лампвысокого давления. // Практическая силовая электроника. 2003. -№ 10,- С. 37-42.

63. Stormberg Н.-Р., Schafer R. Excitation of acoustic instabilities in discharge lamps with pulsed supply voltage. // Lighting research & technologies.- 1983, vol. 15.- №3.- C.127-132.

64. Schafer. R., Stormberg H.-P. Investigations on the fundamental longitudinal acoustic resonance of high pressure discharge lamps. // Journal of applied physics.- 1982, vol. 53. №5.- C. 3476-3480.

65. Mathcad 6.0 Plus. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. // Перевод с англ. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1996.- 712 с.

66. Hsieh Y.C., Moo C.S., Chen H.W., Soong M.J. Detection of acoustic resonance in metal halide lamps // IEEE International Symposium on Industrial Electronics. Proceedings. ISIE 2001. - C.2147-2149.

67. Duk Jin Oh, Нее Jun Kim, Kyu Min Cho. A digital controlled electronic ballast using high frequency modulation method for the metal halide lamp. // IEEE 33rd Annual Power Electronics Specialists Conference. -2002, vol. 1.- C.181-186.

68. Duk Jin Oh, Kyu Min Cho, Нее Jun Kim. Development of a digital controller using a novel complex modulation method for the metal halide lamp ballast // IEEE Transactions on Power Electronics. 2003, vol. 18.- №1.- C. 390-400.

69. Laskai L., Enjeti P.N., Pitel J. White-noise modulation of high-frequency high-intensity discharge lamp ballasts. // IEEE transactions on industry applications. 1998, vol. 34. - №3. - C.597-605.

70. Ohguchi H., Ohsato M.H., Shimizu Т., Kimura G., Takagi H. A high-frequency electronic ballast for HID lamps based on Х/4-long distributed constant line. // IEEE transactions on power electronics. 1998, vol.13. - №6.- C. 1023-1029.

71. Laskowski E.L., Donoghue J.F. A model of a mercury arc lamp's terminal V-I behavior. // IEEE transactions on industry applications. -1981, vol. 17.- №4.

72. Shvatsas M. Ben-Yaakov S. A SPICE compatible model of highthintensity discharge lamps. 30 IEEE power electronic specialists conference.- 1999, vol.2. C.1037-1042.

73. Wei Yan, Hui S.Y.R. A universal PSpice model for HID lamps. // Conference record of the 37th IAS annual meeting. 2002, vol.2. -C.1475 - 1482.

74. Mader U., Horn P. A dynamic model for the electrical characteristics of fluorescent lamps. // IEEE industry applications society conference record.- 1992.- C.1928-1934.

75. Sun M., Hesterman L. Pspice high-frequency dynamic fluorescent lamp model. // IEEE transactions on power electronics. 1998, vol.13. -№2.- C.261-272.

76. Wang L., Kuo S.-C. Modeling of high-frequency fluorescent lamp using EMTP // Annual IEEE power electronics specialists conference. 1998, vol.2. - C. 1744-1748.

77. Cervi M., Fortes E.C., Seidel A.R., Bisongo F.E., Do Prado R.N. Fluorescent lamp model employing tangent approximation // Conference record of the 2001 IEEE industry application specialists conference. -2001, vol.2. C.1249-1253.

78. Onishi N., Shiomi Т., Okude A., Yamauchi T. A fluorescent lamp model for high frequency wide range dimming electronic ballast simulation. // A 14th annual applied power electronics conference and exposition. -1999, vol.2. C.1001-1005.

79. Anton J.C., Blanco С., Ferrero F., Roldan P. An equivalent conductance model for high intensity discharge lamps. // Conference record of the Industry applications conference. 2002, vol.2. - C. 1494-1498.

80. Herrick P.R. Mathematical models for high-intensity discharge lamps. // IEEE transactions on industry applications. 1980, vol.16. - №5. -C.648-654.

81. Краснопольский A.E., Соколов В.Б., Троицкий A.M. Пускорегулирующие аппараты для разрядных ламп. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 207 с.

82. Клыков М.Е., Краснопольский А.Е., Соколов В.Б. Расчеты электрических цепей с разрядными лампами. // Светотехника. -2002. №2. - С.2-4.

83. Клыков М.Е., Корягин О.Г., Краснопольский А.Е. Моделирование электрических цепей с натриевыми лампами высокого давления. // Светотехника. 2003. - №4. - С.2-6.

84. Новиков О.Я. Устойчивость электрической дуги. Д.: Энергия, 1978,- 155 с.

85. Кручинин A.M. Расчет динамических систем с электрической дугой. Учебное пособие по курсу «Автоматическое управление ЭТУ». М.: Моск. энерг. ин-т, 1988. - 68 с.

86. Rutan D.M., Mathews P.G. Thermal modeling of high pressure sodium arc tubes. // Journal of the illuminating engineering society. 1989. -№1.- C.29-36.

87. Semikron Application. // http://www.semikron.com. 2006.

88. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Изд. «Наука», 1977. - 560 с.

89. Натриевые лампы высокого давления. МЭК. Публикация 662. -1980.

90. Design of resonant electronic ballast for 250W HPS lamps // http:/www.pwm.pe.kr/hidold.html. 2002.

91. Обжерин E.A., Поляков В.Д. Использование модели проводимости натриевой лампы высокого давления при проектировании электронных балластов. // Практическая силовая электроника. -2003,- №10.- С.31-36.

92. Обжерин С.А., Поляков В.Д. Использование модели проводимости натриевой лампы высокого давления при проектировании электронных балластов. // Светотехника. 2004. -№3.- С. 23-28.

93. Поляков В.Д., Обжерин Е.А. Моделирование электрической проводимости натриевой лампы высокого давления. // Вестник МЭИ. 2003.- №4.- С.86-91.

94. Поляков В.Д. Динамические свойства импульсных систем электропитания при работе на газоразрядную нагрузку. // Вестник МЭИ. 2005.- №2.- С. 93-101.

95. Отчет Г/б №2108980 «Разработка высокоэффективных пускорегулирующих устройств для экономичных газоразрядных ламп освещения объектов города Москвы» Per. Номер 01980010346.- 1998.

96. Иванов B.C., Панфилов Д.И. Типовые схемы корректоров мощности. // CHIP NEWS. 1997. - №9 -10.

97. Импульсные источники света. Общ. ред. И.С. Маршак . 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978. - 472 с.

98. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987 . - 592 с.

99. Отчет Г/б № 2423980 Разработка системы управления внутренним освещением демонстрационных объектов в школах, больницах и детских садах МО «Лефортово». 1998.

100. Отчет Г/б № 3005022 «Создание технологий и элементов оборудования высокой энергетической эффективности для использования в быту и коммунальном хозяйстве». 2002.

101. Теория сварочных процессов. Учебник для вузов по специальности "Оборудование и технология сварочного производства". В.Н. Волченко, и др., Ред. В.В. Фролов . М. : Высшая школа, 1988 . -559 с.

102. Преобразователи постоянного напряжения с дозированной передачей энергии в нагрузку. Диссертация кандидата технических наук. М.Л. Алешин, Московский энергетический институт (ТУ). -М., 1999.-206 с.

103. Исследование параметрических систем управления преобразователей с дозированной передачей энергии. Диссертация кандидата технических наук. М.П. Николенко, Московский энергетический институт (ТУ). М., 1999 . - 180 с.

104. Sunlight Supply horticulture and aquarium lighting system. // http://www.sunlightsupply.com/. - 2006.

105. Lumatek Homepage. // http://www.lumatek.co.uk/. - 2006.

106. Учебное пособие по курсу "Элементы магнитной техники": Теоретические основы расчета трансформаторов двухтактных преобразовательных устройств / Б.А. Глебов, Ред. И.Г. Недолужко,

107. Московский энергетический институт (МЭИ). М.: Изд-во МЭИ, 1979.-57 с.

108. Power transformer and inductor design. Magnetics. 2000. - 51 c.