Negli ultimi anni le lampade High Intensity Discharge (HID) sono state definite come una buona fonte di illuminazione per le applicazioni automotive. Il processo di start-up di una lampada automotive HID è complesso. Si compone di sei fasi e ciascuna fase presenta differenti caratteristiche, che hanno bisogno di diverse strategie di controllo.
Una alimentazione a controllo digitale ha più vantaggi rispetto all'approccio tradizionale analogico:
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- implementazione comoda di algoritmi di controllo sofisticati
- Protezione efficace
- Molto robusto
- Basso costo
Interessante progetto di riferimento (reference design) con schemi elettrici, formule e tutto il necessario per progettare una lampada HID.
Le lampade HID hanno tanti vantaggi rispetto alle lampade ad incandescenza o fluorescenti, come ad esempio vita più lunga, alta efficienza, alta luminosità e basso consumo energetico. Le lampade HID sono ampiamente usate nelle fabbriche, aeroporti, stadi e apparecchi di illuminazione.
Io aggiungerei che questa lampada sono usate anche in altri ambienti come per illuminare gli acquario ,
visto che hannoanche la possibilità di avere un buon spettro elettronico luminoso e poterlo controllare ,
così da poter dare o le piante o i pesci e l’ottimo riso in colori .
Avendoli sulla macchina mia direi che sono un’ottima soluzione di illuminazione vista la sua efficienza e le loro caratteristiche , era il vantaggio di non rompersi mai a differenza di quelli che ho sull’altra macchina dove devo cambiarle tutte Le due settimane visto che adesso è anche obbligatorio lasciare accese di giorno .
anche esteticamtente fanno la loro fugura,.. effettivamente dando uno sgurardo al data sheet ci si rende conto che il processo di start-up è complicato.. in tensione, parte scende a -400 V (turn-on) poi due scariche a 25 kV (ignition) e poi diciamo inizia il PWM… per quanto riguarda la corrente è a zero per i primi due tempi poi abbiamo una curva negativa e inizia il pwm (lo schema spiega molto meglio di come l’ho fatto io a grosso modo e tralasciando qualcosa).. è veramente interessante tutto quello che ci sta dietro a questa lampada… andate a vedere il datasheet!
Interessante, queste lampade HID sono un un tipo di lampada a scarica, come quelle a fluorescenza, e contengono principalmente gas di Xeno e Kripton. Questo tipo di lampade è molto rubusto, e d efficiente. Per l’accensione di queste lampade è necessario ionizzare il gas interno. Questo può essere ottenuto applicando un grande campo elettrico ai suoi capi, quindi con delle tensioni molto elevate. Anche se può sembrare strano, dopo aver acceso la lampada, tracciando un diagramma tensione corrente di una lampada di questo tipo, si ottiene una curva decrescente, cioè con tensioni più basse circola più corrente. Una normale resistenza, al contrario, aumenta la corrente che gli scorre dentro, in maniera direttamente proporzionale alla tensione applicata ai suoi capi. QUesta caratteristica rende la lampada instabile, e perciò va inserita un serie una impedenza di qualche tipo. Ad esempio possiamo inserire in serie un induttore, e in parallelo a tutto un condensatore, che ad esempio può servire per rifasare il sistema ottenuto.
una buona lampada hid deve avere queste caratteristiche: Un fattore di potenza maggiore dello 0.9, una thd del 30% massimo, non deve avere risonanze acustiche (spesso capita che siano presente nelle lampade a fluorescenza domestiche, ed è molto fastidioso), un’alta efficienza, e durante l’accensione non deve tremolare.
Come dicevamo l’accensione è caratterizzata da 6 stadi, li descriverò brevemente (conservando il loro nome tecnico).
1) Turn-on: consiste nell’applicare una differenza di potenziale di 400V alla lampada per 30ms.
2) Ignition: Questa parte consiste in due impulsi da 25kV. Come dicevamo queste lampade conducono per ionizzazione del gas interno. Queste scariche servono proprio a ionizzare il gas
3) Takeover: Ora il gas è ionizzato e la lampada può condurre elettricità. La tensione di alimentazione viene abbassata, e si raggiungono picchi di corrente fino a 12 ampere.
4) Warm-up: Nella lampada scorrono circa 2 ampere e la tensione ai suoi capi viene invertita.
5) Run-up: Ora la tensione di alimentazne della lampada comincia ad essere alternata. Questa fase dura dai 6 agli 8 secondi. Si passa da una tensione di 20V, come nello stadio precedente a una tensione di circa 65V in un crescendo. La corrente in questo stadio è decrescente, perchè, come dicevo prima a tensioni maggiori corrispondono correnti minori.
6) Steady state: Ora la lampada è accesa e può essere alimentata con la sua tensione caratteristica che può andare dai 65V ai 105V. In questo stato la corrente assorbita può essere minore di mezzo ampere, a seconda delle caratteristiche della lampada. Una lampada da 35W alimentatata a 85V assorbe 0,41 Ampere
Interessante è l’approccio digitale al generatore di correnti alternate (ballast). Per poter gestire tutto questa sequenza di operazioni necessaria ad accendere lampade di questo tipo. Lo schema a blocchi è composto da una batteria, un convertitore DC/DC, un genertore di tensioni alternate che controlla un iniettore (igniter) che accende la lampada. Il tutto può essere controllato da un dsp che gestisce impulsi e temporizzazioni varie. In questo caso vengono usati dei dspic, (altrimenti non si spiegherebbe il titolo) Il compito del dspic sarebbe inoltre quello di leggere dei feedback come quanta corrente sta assorbendo la lampada e la tensione di alimentazione del circuito, in modo tale da poter regolare anche la potenza erogata e stabilire quando si verificano altre situazioni ad esempio lampada danneggiata, batteria scarica ecc.
Consiglio a tutti la visione del datasheet del prodotto perchè vengono descritte molte soluzioni circuitali per la realizzazione dei dispositivi
Ciò che mi ha colpito di più in questo articolo è la data di pubblicazione, 1 Maggio 2011, c’è da notare l’ampia pubblicazione per la progettazione del ballast che pilota le lampade, all’atto pratico bisognerà vedere quanto saranno i tempi di accensione per arrivare alla luminosità nominale e la probabilità di guasti nel tempo.
ahahaha linus, non ci avevo proprio fatto caso alla data, ma ora che me l’hai fatta vedere l’articolo è diventato ancora più interessante! stanno proprio avanti qua a eos 😉
Vabbè il nostro pesce di aprile
Speriamo che si diffondano nel consumo privato e non solo nei grandi aereoporti o dove si necessità di grande illuminazione..
questo tipo di lampade sono usate anche perchè hanno un consumo energetico molto modico, e perchè con il controllo elettronico che hanno, si possono creare dei giochi di luce molto interessanti e carini, che permettono di rendere l’ambiente in cui si vive molto accogliete ed originale.