UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN DERECHOS RESERVADOS

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1 UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN DISEÑO DE UN BALASTO ELECTRÓNICO PARA LUMINARIAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN Trabajo Especial de Grado presentado por: Tapia G., Nesky J. Especialización en Metodología de la Investigación Maracaibo, diciembre de 2006

2 DISEÑO DE UN BALASTO ELECTRÓNICO PARA LUMINARIAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN Trabajo Especial de Grado para optar al título de Especialista en Metodología de la Investigación Presentado por: Tapia G., Nesky J. C.I II

3 DEDICATORIA A dios por darme la fortaleza, el ánimo y la voluntad de seguir adelante y superar todos los obstáculos. A mis padres por brindarme su apoyo, y enseñarme que en la vida hay que luchar para alcanzar las metas. A mi bella esposa por apoyarme en todo momento, por su amor y comprensión durante la realización de este proyecto. adelante. A mi tesoro mas preciado, mis hijos que son mi fuerza, mi estimulo para seguir III

4 AGRADECIMIENTO A dios por darme vida, salud y todo lo que me ha dado en la vida. A mis padres por apoyarme siempre. A mi familia por brindarme su amor, comprensión y apoyo en todo momento. A mis compañeros de estudio, en especial a Mónica, Juan, y Carmen, por brindarme su amistad, apoyo y colaboración en todo momento. A los profesores y compañeros de trabajo Gladys Sarmiento, José Hernández y Gerik Núñez, por su apoyo y colaboración en la realización de este proyecto. IV

5 UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE POST-GRADO E INVESTIGACIÓN ESPECIALIDAD EN METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN RESUMEN DISEÑO DE UN BALASTO ELECTRÓNICO PARA LUMINARIAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN AUTOR NESKY JOSE TAPIA GONZALEZ. Tutor(a): GERYK NUÑEZ ESCOBAR Fecha: Diciembre 2006 El objetivo de la investigación fue diseñar un balasto electrónico para luminaria de vapor de sodio de alta presión. Este diseño se desarrolló por etapas o módulos, separados según la función que tienen en el circuito. Estas son 3 etapas: Rectificador y filtro, inversor resonante medio puente asimétrico y tanque resonante LC paralelo. La primera etapa consta de 4 diodos conectados de forma tal que formen un puente rectificador de onda completa, seguido de un condensador. La segunda etapa consta de 2 transistores Mosfet IRF220 que son utilizados como interruptores, haciéndolos funcionar de forma alterna por medio del circuito integrado IR2155, para formar una onda cuadrada. La tercera etapa consta de un tanque resonante LC paralelo. Se pudo diseñar un balastro electrónico robusto y sencillo que permite manejar lámparas de vapor de sodio de alta presión, sin la necesidad de un arrancador adicional. Descriptores: Balastros electrónicos, lámparas de vapor de sodio de alta presión. Correo electrónico: neskytapia@yahoo.com V

6 ÍNDICE GENERAL Pág. TÍTULO... II DEDICATORIA... III AGRADECIMIENTO...IV ÍNDICE GENERAL... V ÍNDICE DE FIGURAS...VI RESUMEN...VII CAPÍTULO I: FUNDAMENTACIÓN... 1 Planteamiento del Problema... 2 Objetivos... 3 o Objetivo General... 3 o Objetivos Específicos... 3 Justificación... 3 Delimitación del problema... 4 CAPÍTULO II: TEORÍAS DEL CONTEXTO... 5 Investigaciones Antecedentes... 5 Teorías/Leyes... 5 Términos Básicos CAPÍTULO III: MATERIALES Y MÉTODOS Equipos Materiales CAPÍTULO IV: RESULTADOS Conclusiones Recomendaciones REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS VI

7 ÍNDICE FIGURAS Figura No. 1: Balastro electrónico propuesto VII

8 CAPÍTULO I FUNDAMENTACIÓN Planteamiento y Formulación del Problema Los sistemas de iluminación han venido evolucionando al pasar del tiempo, y las investigaciones se han dirigido preferiblemente hacia la producción de lámparas que sean más eficientes. En esta búsqueda se han desarrollado varios tipos de lámparas, entre los cuales se han destacado las de descarga, que en ocasiones necesitan de circuitería adicional para el encendido de dichas lámparas. Estas circuiterías que se diseñaron inicialmente con la intensión de regular el flujo de corriente en el momento del arranque, también producían un incremento en el factor de potencia. Específicamente las lámparas de descarga de vapor de sodio se consideran las más eficientes, pero necesitan una circuitería más costosa para su encendido, por lo tanto las nuevas investigaciones se están dirigiendo hacia el mejoramiento del factor de potencia y el diseño de equipos auxiliares más eficientes. En la actualidad se fabrican diferentes clases de lámparas de descarga, como por ejemplo lámparas de vapor de sodio de alta y baja presión, lámparas de vapor de mercurio de alta y baja presión, y para cada caso existen balastos que permiten manejar dichas lámparas; en el caso de las de vapor de sodio, existen diferentes potencias de consumo que a su vez se traducen en diferencias en la capacidad de iluminación, produciendo como consecuencia que se tenga que fabricar un balasto por cada tipo de luminaria de vapor de sodio. Actualmente, en otros países, se han desarrollado balastos electrónicos para el 1

9 2 manejo de lámparas de descarga de diferente potencia y el mejoramiento del factor de potencia, sin embargo no se han hecho de modo comercial. En Venezuela, se viene realizando una campaña de concientización para tratar de bajar los consumos de energía eléctrica, y para ello están mejorando las instalaciones. Por su parte, La Energía Eléctrica de Venezuela (Enelven) esta realizando investigaciones para reemplazar las lámparas ubicadas en las diferentes calles y avenidas para pasar a usar lámparas con mejor eficiencia. Sin embargo los balastos que se están usando actualmente necesitan de uso de capacitores para poder mejorar el factor de potencia, mientras que los equipos diseñados en otros países ofrecen el mejoramiento del factor de potencia y la integración de las diferentes potencias que manejan estas lámparas a través de un balasto electrónico. Formulación del problema Se podrá diseñar un balasto electrónico para manejar luminarias de vapor de sodio de alta presión?

10 3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo General Diseñar un balasto electrónico para luminaria de vapor de sodio de alta presión. Objetivos Específicos Identificar los tipos de balastos que se usan actualmente para las luminarias de vapor de sodio. Estudiar el principio de funcionamiento de las lámparas de vapor de sodio de alta presión. Diseñar un balasto electrónico que permita manejar lámparas de vapor de sodio de alta presión. Justificación De La Investigación En los tiempos actuales el desarrollo de nuevas tecnologías y la tendencia a bajar los consumos de energía eléctrica, han propiciado nuevos estudios e investigaciones a nivel mundial, relacionadas con el mejoramiento de factor de potencia y eficiencia en diferentes artefactos eléctricos y electrónicos, los equipos de iluminación no podían escapar de esta situación. Por tal situación, en Venezuela se están realizando estudios para el mejoramiento de los sistemas de iluminación usando lámparas con mejor eficiencia, sin embargo, el uso de los balastos electromagnéticos producen perdida de potencia, mientras que en otros países

11 4 se están desarrollando estudios con el uso de balastos electrónicos que tienen un mejor factor de potencia, siendo mas económicos y protegen el sistema de iluminación después de quemarse la lámpara. La intención de esta investigación es desarrollar en el país dichas tecnologías para dar un aporte de tipo tecnológico e incentivar la investigación en el área de la iluminación que en otros países esta muy avanzada. Delimitación De La Investigación La presente investigación se desarrolló en Maracaibo Estado Zulia, específicamente en la Universidad Rafael Urdaneta, desde Febrero de 2006 hasta diciembre de 2006.

12 CAPÍTULO II TEORÍAS DEL CONTEXTO Antecedentes de la investigación Rico y Col. (2002), desarrollaron un balasto que es un circuito electrónico formado por dos etapas que requieren un solo interruptor y una sola bobina cada una. Se lleva a cabo una corrección del factor de potencia en la primera etapa. Esta etapa es un convertidor CC- CC basado en una topología de reductor, que mediante un control específico maneja la corriente de entrada al sistema de manera que se cumplen los requerimientos de la norma IEC clase C. La segunda etapa es una topología inversora no resonante de muy bajo coste, basada en un reductor-elevador con control en modo corriente que alimenta la lámpara en alta frecuencia. Además, se presenta una nueva circuitería de arranque de la lámpara, compatible con el inversor presentado. Este nuevo circuito protege además el sistema frente al caso de lámpara rota. Bases Teóricas Lámparas de descarga (García, 2006), las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes. La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos 5

13 6 electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido se tendrá diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas. Clase de lámparas de descarga Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presión a la que este se encuentre (alta o baja presión). Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos u otras aplicaciones. Lámparas de vapor de mercurio: Baja presión: Lámparas fluorescentes Alta presión: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión Lámparas de luz de mezcla Lámparas con halogenuros metálicos Lámparas de vapor de sodio: Lámparas de vapor de sodio a baja presión Lámparas de vapor de sodio a alta presión

14 7 Lámparas de vapor de mercurio Lámparas fluorescentes Las lámparas fluorescentes son lámparas de vapor de mercurio a baja presión (0.8 Pa). En estas condiciones, en el espectro de emisión del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de nm. Para que estas radiaciones sean útiles, se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles. De la composición de estas sustancias dependerán la cantidad y calidad de la luz, y las cualidades cromáticas de la lámpara. En la actualidad se usan dos tipos de polvos; los que producen un espectro continuo y los trifósforos que emiten un espectro de tres bandas con los colores primarios. De la combinación de estos tres colores se obtienen una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo. Las lámparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior. Están formadas por un tubo de diámetro normalizado, normalmente cilíndrico, cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos. El tubo de descarga está relleno con vapor de mercurio a baja presión y una pequeña cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones. La eficacia de estas lámparas depende de muchos factores: potencia de la lámpara, tipo y presión del gas de relleno, propiedades de la sustancia fluorescente que recubre el tubo, temperatura ambiente. Esta última es muy importante porque determina la presión del

15 8 gas y en último término el flujo de la lámpara. La eficacia oscila entre los 38 y 91 lm/w dependiendo de las características de cada lámpara. La duración de estas lámparas se sitúa entre 5000 y 7000 horas. Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia emisora que recubre los electrodos, hecho que se incrementa con el número de encendidos, impide el encendido al necesitarse una tensión de ruptura superior a la suministrada por la red. Además de esto, hay que considerar la depreciación del flujo provocada por la pérdida de eficacia de los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora. El rendimiento en color de estas lámparas varía de moderado a excelente según las sustancias fluorescentes empleadas. Para las lámparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisión su valor está entre 80 y 90. De igual forma la apariencia y la temperatura de color varía según las características concretas de cada lámpara. Las lámparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares. Para limitar la corriente que atraviesa el tubo de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin él. En el primer caso, el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensión de arranque. En el segundo caso se tiene las lámparas de arranque rápido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantáneo en que la ignición se consigue aplicando una tensión elevada. Más modernamente han aparecido las lámparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador. Son lámparas pequeñas con casquillo de rosca o

16 9 bayoneta pensadas para sustituir a las lámparas incandescentes con ahorros de hasta el 70% de energía y unas buenas prestaciones. Lámparas de vapor de mercurio a alta presión A medida que se aumenta la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de nm, azul nm, verde nm y amarillo 579 nm). En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra a añadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características cromáticas de la lámpara. La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con índices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente. La vida útil, teniendo en cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/w y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible. Los modelos más habituales de estas lámparas tienen una tensión de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 Voltios sin necesidad de elementos auxiliares. Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. A continuación se inicia un periodo transitorio de

17 10 unos cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta a blanco azulado, en el que se produce la vaporización del mercurio y un incremento progresivo de la presión del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales. Si en estos momentos se apagara la lámpara no sería posible su reencendido hasta que se enfriara, puesto que la alta presión del mercurio haría necesaria una tensión de ruptura muy alta. Lámparas de luz de mezcla Las lámparas de luz de mezcla son una combinación de una lámpara de mercurio a alta presión con una lámpara incandescente y, habitualmente, un recubrimiento fosforescente. El resultado de esta mezcla es la superposición, al espectro del mercurio, del espectro continuo característico de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia. Su eficacia se sitúa entre 20 y 60 lm/w y es el resultado de la combinación de la eficacia de una lámpara incandescente con la de una lámpara de descarga. Estas lámparas ofrecen una buena reproducción del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 grados Kelvin (K). La duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo. Respecto a la depreciación del flujo hay que considerar dos causas. Por un lado tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por culpa del wolframio evaporado y por otro la pérdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media se sitúa en torno a las 6000 horas.

18 11 Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente. Esto las hace adecuadas para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones. Lámparas con halogenuros metálicos Si se añade en el tubo de descarga yoduros metálicos (sodio, talio, indio, entre otros) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de la lámpara de vapor de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas líneas al espectro (por ejemplo amarillo el sodio, verde el talio y rojo y azul el indio). Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros añadidos y un rendimiento del color de entre 65 y 85%. La eficiencia de estas lámparas ronda entre los 60 y 96 lm/w y su vida media es de unas horas. Tienen un periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo necesario hasta que se estabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas ( V). Lámparas de vapor de sodio Lámparas de vapor de sodio a baja presión La radiación emitida, de color amarillo, está muy próxima al máximo de sensibilidad del ojo humano (555 nm). Por ello, la eficacia de estas lámparas es muy elevada (entre 160 y 180 lm/w). Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza

19 12 visual, además de una buena percepción de contrastes. Por contra, su monocromatismo hace que la reproducción de colores y el rendimiento en color sean muy malos haciendo imposible distinguir los colores de los objetos. La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas horas y la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000 horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy adecuada para usos de alumbrado público, aunque también se utiliza con finalidades decorativas. En cuanto al final de su vida útil, este se produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras lámparas de descarga. Aunque también se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior. En estas lámparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las pérdidas por calor y reducir el tamaño de la lámpara. Está elaborado de materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequeñas hendiduras para facilitar la concentración del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible. El tubo está encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vacío con objeto de aumentar el aislamiento térmico. De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ºC). El tiempo de arranque de una lámpara de este tipo es de unos diez minutos. Es el tiempo necesario desde que se inicia la descarga en el tubo en una mezcla de gases inertes (neón y argón) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz. Físicamente

20 13 esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neón) a la amarilla característica del sodio. Se procede así para reducir la tensión de encendido. Lámparas de vapor de sodio a alta presión Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión. Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (T color = 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión (IRC = 25, aunque hay modelos de 65 y 80 ). No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los 130 lm/w sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas. La vida media de este tipo de lámparas ronda las horas y su vida útil entre 8000 y horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo se tiene que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento. Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ºC), la presión y las agresiones químicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que actúa como amortiguador de la descarga y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las

21 14 pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve. Términos Básicos Ampolla: (Wikipedia, 2006) La ampolla es un elemento que sirve para proteger al tubo de descarga de los agentes atmosféricos. En su interior se hace el vacío o se rellena con un gas inerte. Casquillo: (Garcia, 2206) El casquillo tiene la función de conectar los electrodos a la red a través del portalámparas. Puede ser de rosca o bayoneta aunque hay algunas lámparas como las fluorescentes que disponen de casquillos de espigas con dos contactos en los extremos del tubo. Electrodos: (Wikipedia, 2006) Los electrodos son los elementos responsables de la descarga eléctrica en el tubo. Están hechos de wolframio y se conectan a la corriente a través del casquillo. Lámpara: (Wikipedia, 2006) Una lámpala eléctrica es un dispositivo para convertir energía eléctrica en iluminación. El wolframio, volframio o tungsteno: (Wikipedia, 2006) es un elemento químico de número atómico 74 que se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es W y es el único elemento químico con dos nombres, a excepción del mercurio (hidrargirio).

22 CAPÍTULO III MATERIALES Y MÉTODOS Este diseño se desarrolló por etapas o módulos, separados según la función que tienen en el circuito. Estas son 3 etapas: Rectificador y filtro, inversor resonante medio puente asimétrico y tanque resonante LC paralelo. La primera etapa consta de 4 diodos conectados de forma tal que formen un puente rectificador de onda completa, seguido de un condensador que permite filtrar la señal y así reducir los rizos de la señal de salida. La segunda etapa consta de 2 transistores Mosfet que son utilizados como interruptores, que haciéndolos funcionar de forma alterna, forman una onda cuadrada. Para el control de estos mosfet se utiliza el circuito integrado IR2155, que está diseñado para el gobierno de un medio puente, y permite conmutar a una frecuencia de hasta 100khz. La tercera etapa consta de un tanque resonante LC paralelo, cuyos valores están relacionados directamente con la frecuencia de trabajo y la potencia de la lámpara (que se traduce en un valor de resistencia aparente), si se trabaja con la frecuencia de resonancia natural y la impedancia base es igual a la carga, se obtendrá una tensión de salida senoidal. En teoría, la ganancia de este circuito aumenta hasta el infinito a carga infinita (circuito abierto, lámpara apagada) para la frecuencia de resonancia. En la práctica no se alcanza un pico de tensión infinita, pero si lo suficientemente elevada como para provocar el salto del 15

23 16 arco en la lámpara y el comienzo de la descarga automantenida. Este tipo de circuito permite el reencendido de la lámpara a menos tiempo que el requerido por un balastro tradicional. Equipos Para este diseño de usaran los siguientes equipos: 01 Osciloscopio digital de 2 canales a 150 Mhz 02 Multímetros digitales 01 Fuente de alimentación 110V / 220V Materiales Para implementar el diseño se necesita los siguientes materiales: 04 Diodos 1N5402. Condensadores: 1000uF, 1uF, 10nF, 2.2nF. 02 Transistores Mosfet IRF220. Bobina 2.9mH. Resistencia 10Kohm. Circuito integrado IR2155

24 17 CAPÍTULO IV RESULTADOS El diseño se basa en una lámpara de Vapor de Sodio de Alta Presión de 70W. La primera etapa (figura No. 1) comienza con los diodos rectificadores 1N5402 (ver anexo A) que soportan 3Amp., 200Volt., colocados como puente rectificador de onda completa, seguido de un condensador de C1=1000µF el cual permite que la salida del puente quede con pocos rizos. Figura No. 1: Balastro electrónico propuesto Q1 IRF220 V1-170/170V 60 Hz D1 1N5402 D2 1N5402 D3 1N5402 D4 1N5402 C1 1000uF IR2155 C2 1uF R2 1 L1 2.9mH C3 10nF L2 Q2 IRF220 Fuente: Tapia (2006) La segunda etapa consta de 2 transistores Mosfet IRF220 (ver anexo B) que soporta 7Amp., 200 Volt., y son utilizados como interruptores, para formar un inversor resonante medio puente asimétrico, para el control de estos Mosfet se utiliza el circuito integrado IR2155 (ver anexo C) que está diseñado para el gobierno de un medio puente y se programa la frecuencia por medio de la siguiente ecuación:

25 18 Donde, la resistencia R T =10K y el condensador C T =2.2nF, permitiendo conmutar a una frecuencia de 30khz y un condensador C2=1 µf para eliminar el valor medio de la tensión de salida del inversor. La tercera etapa consta de un tanque resonante LC paralelo, consta de una bobina L1=2.9mH y un condensador C3= 10nF. La frecuencia de resonancia natural será: F R 1 = =30Khz. 2π LC R R Se trabajó con una frecuencia natural de 30Khz por motivos de disponibilidad de los componentes a la hora de realizar el diseño y esta dentro del rango de trabajo de los componentes.

26 19 Conclusiones Una vez finalizados el diseño se permiten aportar las siguientes conclusiones. Los balastros son de diversos tipos: electrónicos de alta frecuencia, bobina de inducción o transformador de aislamiento, para controlar los voltajes y corrientes de arranque y funcionamiento de las lámparas. Las lámparas de vapor de sodio a alta presión proporcionando una luz blanca dorada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión. Se pudo diseñar un balastro electrónico robusto y sencillo que permite manejar lámparas de vapor de sodio de alta presión, sin la necesidad de un arrancador adicional.

27 20 Recomendaciones Impulsar por parte de la universidad Rafael Urdaneta líneas de investigación en el área de iluminación para el desarrollo de balastros electrónicos. Aplicar el uso de microcontroladores para diseño de balastros electrónicos, iniciando con lámparas fluorescentes. Usar como base de investigación este diseño, para ser aplicado a otros tipos de lámparas.

28 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS García F., Javier LÁMPARAS Y LUMINARIAS. Nombre del servidor: edison.upc.edu Directorio: curs/llum/lamparas/ Archivo: ldesc2.html Rico S., Manuel, García G., Jorge, Jaureguizar O., Mikel. (2002, mayo) PROPUESTA PARA UN BALASTO ELECTRÓNICO DE BAJO COSTE PARA LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIÓN CON CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIA. Nombre del servidor: ceisp.com Directorio: simposium/pdf/ Archivo: 05propuestaparaunbalasto.pdf. Wikipedia. Nombre del servidor: es.wikipedia.org Directorio: wiki Archivo: Wolframio