II. reator eletrônico proposto
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A INFLUÊNCIA DO REATOR COM PARTIDA PROGRAMADA NA VIDA ÚTIL DA LÂMPADA FLUORESCENTE T5 Dos Reis, F. S., IEEE Member; Santos, A.S.;Toss, M.; Tonkoski Jr., R., IEEE Student Member; Intral S.A. – Indústria de Materiais Elétricos Laboratório de Reatores Eletrônicos 95098-750 – Caxias do Sul – RS – Brasil e-mail: [email protected] Abstract - This paper analyses the influence of programmed start ballast in T5 fluorescent lamp lifetime. Different rapid cycle test are discussed, including the manufactures ones, to verify the behavior T5 fluorescent lamp lifetime under different starting methods. Alternative electronic ballast with programmed rapidstart is proposed for a 28W/T5 fluorescent lamp using voltage-preheating. The results showed that is possible to increase the T5 fluorescent lamp lifetime using the programmed start ballasts. Index Terms – electronic ballast, T5 fluorescent lamp. I. INTRODUÇÃO Nos últimos anos, houve um aumento no uso de sistemas de iluminação mais eficientes que pode ser justificado pelo aumento do custo da energia elétrica nos países mais desenvolvidos. O investimento necessário para gerar e distribuir energia elétrica é de proporção tal que os governos adotam programas para promover o uso de equipamentos mais eficientes. A conservação de energia elétrica possui como principal objetivo melhorar a forma de utilização da energia, sem abrir mão do conforto e das vantagens que ela proporciona. Significa reduzir o consumo, o que implicará na redução de custos sem comprometer, em momento algum, a eficiência e a qualidade dos serviços. Para o aumento da eficiência em sistemas de iluminação, algumas alterações são realizadas atualmente, como por exemplo: a utilização de lâmpadas fluorescentes no lugar das lâmpadas incandescentes, o emprego de reatores eletrônicos em substituição aos convencionais eletromagnéticos bem como o uso de luminárias com maior rendimento em conjunto com lâmpadas fluorescentes mais eficientes. Lâmpadas fluorescentes mais eficientes estão surgindo como o avanço da tecnologia de fabricação e a utilização de novas matérias-primas. Na feira de Hanover de 1995, grandes fabricantes europeus apresentaram a T5, uma nova lâmpada fluorescente menor em diâmetro (16 mm), mais curta, mais eficiente (104 lpw) e desenvolvida para ser sucessora da lâmpada T8 [1]. Atualmente, as lâmpadas fluorescentes T5 são pouco utilizadas nas instalações brasileiras por possuírem um preço superior ao das lâmpadas T8. Contudo, assim como as lâmpadas fluorescentes de 32W/T8 estão substituindo as de 40W/T12, as lâmpadas de 28W/T5 substituirão futuramente as lâmpadas de 32W/T8. As lâmpadas T5 foram desenvolvidas especialmente para operar com reatores eletrônicos e apenas operam com alta eficiência quando Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul PUCRS Departamento de Engenharia Elétrica 90619-900 Porto Alegre, RS – BRASIL Fax: +55.51.3320.3500 Email: [email protected] alimentadas em alta freqüência. Uma vez que estas lâmpadas atualmente apresentam um preço superior ao das lâmpadas convencionais, sua vida útil passa a ser um requisito de extrema importância no desenvolvimento do reator eletrônico. II. REATOR ELETRÔNICO PROPOSTO Historicamente, verifica-se que lâmpadas fluorescentes ligadas e desligadas apresentam vida útil muito menor do que lâmpadas idênticas usadas em aplicações com ciclos maiores. Desta forma, aplicações usuais com freqüentes ciclos de liga/desliga, tais como reatores do tipo partida-rápida, são recomendados para preservar a vida da lâmpada fluorescente. Normalmente, um reator eletrônico partida-rápida parte a lâmpada fornecendo uma tensão ao filamento (que passa por um processo de aquecimento) e uma tensão simultaneamente através da lâmpada, como mostra a Fig. 1. Com os filamentos aquecidos, a tensão necessária para acender a lâmpada é menor. Algum tempo após a aplicação das tensões, os filamentos atingem a temperatura necessária para a aplicação da tensão de ignição da lâmpada. Durante este período, a tensão através da lâmpada cria uma corrente de descarga luminescente (do inglês glow current) que danifica a lâmpada pelo desprendimento do material emissivo do filamento. Este fenômeno causa um enegrecimento na região dos filamentos, reduzindo a vida da lâmpada. Para reduzir os efeitos da corrente de descarga luminescente, o reator eletrônico com partida programada foi introduzido [3]. Estes reatores pré-aquecem os filamentos enquanto a tensão através da lâmpada é mantida baixa, para reduzir os efeitos da corrente de descarga luminescente. Durante este período de pré-aquecimento, uma tensão é aplicada aos filamentos até que ele atinja a temperatura de emissão de aproximadamente 700C. Após um intervalo de tempo programado para o pré-aquecimento (t1<t<t2), uma tensão é aplicada através da lâmpada, acendendo-a com a mínima perda de material. O tempo que a lâmpada leva do estágio de pré-aquecimento até a operação normal (t2<t<t3) é também um parâmetro importante. Uma rápida transição previne qualquer perda de material emissivo dos filamentos. Min. V Máx. V Vef Vef S2 Cs Fig. 02. Diagrama do circuito elétrico de um reator eletrônico convencional série-paralelo. Por outro lado, o reator acima apresenta algumas vantagens, como a simplicidade de configuração e a elevada eficiência. Para reduzir as desvantagens intrínsecas desta topologia, Chin et al [3] apresentam um método alternativo para obter um reator de partida programável, conforme a ilustração apresentada na Fig. 03. S1 30 30 L Vcc + - D1 S2 130 230 C3 R1 240 425 Vef Vef 275 530 Adaptado de Philips Silhouette T5 [7]. A seleção do método de pré-aquecimento depende do tipo de filamento e do tempo disponível para a ignição da lâmpada [8]. Duas alternativas podem ser aplicadas para préaquecer os filamentos [3]: uma fonte de corrente ou uma fonte de tensão. D4 D2 R4 Vef Vef Vcc S4 R2 R6 Cs D5 200 340 D3 Cp 10C to 60C Vef Vef Cp RSUB Adaptado de Philips Silhouette T5 [7]. TABELA II Lâmpadas T5 convencionais – Tensão de ignição Tipo de lâmpada, Temperatura ambiente 14W Máx. durante o pré-aquecimeto Mín. para ignição 21W Máx. durante o pré-aquecimeto Mín. para ignição 28W Máx. durante o pré-aquecimeto Mín. para ignição 35W Máx. durante o pré-aquecimeto Mín. para ignição + - LAM P 14, 21, 28, 35W Tempo de pré-aquecimento 0,5s 1,0s 1,5s 2,0s 3,0s 8,8 7,0 6,4 6,0 5,6 11,6 9,3 8,4 7,9 7,4 L Vcc DRIVE Tipo de Lâmpada S1 LAM P Como mencionado anteriormente, para uma longa vida útil e uma luminosidade estável da lâmpada fluorescente, o reator eletrônico deverá cumprir com alguns requisitos de pré-aquecimento e de operação em regime nominal [6]: - Os filamentos deverão ser aquecidos até uma temperatura ótima de emissão. Dependendo do tempo disponível para o pré-aquecimento, o reator deverá fornecer um pré-aquecimento por tensão ou por corrente dentro de determinados limites, como mostra a Tabela I. - Durante o pré-aquecimento dos filamentos, a tensão através da lâmpada deverá ser a mais baixa possível. Somente após os filamentos atingirem a temperatura ótima, a tensão de lâmpada deverá aumentar até a tensão de ignição. Os limites são mostrados na Tabela II. - Após a lâmpada acender, o reator deverá se comportar como uma fonte de corrente para garantir uma operação estável. O fator de crista da corrente de lâmpada não deverá exceder 1,7. TABELA I Lâmpadas T5 convencionais – Pré-aquecimento controlado por tensão DRIVE Fig. 01. Métodos de partida, partida rápida e partida programada. A. Pré-aquecimento dos filamentos por fonte de corrente Um diagrama do circuito elétrico de um reator eletrônico do tipo meia-ponte e circuito ressonante série-paralelo, utilizado em muitos reatores comerciais é mostrado na Fig. 2. Ele apresenta desvantagens como: - Mesmo tempo de pré-aquecimento, independentemente da temperatura dos filamentos. Isto deverá resultar em um desprendimento do material emissivo quando os filamentos estiverem quentes [8]. - Os filamentos estão dentro do filtro ressonante LC (C S, L e CP), resultando em uma excessiva tensão da lâmpada durante o pré-aquecimento e uma excessiva corrente no filamento durante a ignição [6]. R5 AMP + R3 S3 SCR Fig. 03. Reator eletrônico com pré-aquecimento dos filamentos por fonte de corrente. Este método é simples e consiste em curto-circuitar a lâmpada através de uma chave auxiliar. Durante o préaquecimento, a tensão através da lâmpada pode ser mantida a zero para eliminar a corrente de descarga luminescente, pelo acionamento da chave auxiliar S4. Uma vez que a temperatura ótima do filamento seja alcançada, o curtocircuito é desfeito. Então, uma tensão de ignição é aplicada para a partida da lâmpada. Como resultado, a lâmpada pode acender sem os efeitos adversos tipicamente verificados ao longo de sua vida útil. A principal desvantagem deste método consiste no fato de que, após a lâmpada acender, a potência consumida pelo filamento é aproximadamente 0,5W por cada filamento e para um reator duplo é necessário duplicar os componentes para a outra lâmpada, aumentando o número de componentes e, conseqüentemente, o custo do reator. Freqüência f PA f IG f OP Pré-aquecimento dos filamentos por fonte de tensão Um método alternativo para pré-aquecer os filamentos consiste em utilizar uma fonte de tensão, como mostra a Fig. 04. Este circuito é baseado em um conversor multiressonante, usando enrolamentos secundários do indutor ressonante para pré-aquecer os filamentos. B. Pré-aquecimento Regime Ignição Tempo Fig. 06. Freqüência de pré-aquecimento, ignição e operação. III. S1 L2:3 C2 S2 L A MP C3 L2:1 + - O desenvolvimento do reator eletrônico proposto envolve dois principais filtros ressonantes. O primeiro é um LC série C paralelo e o segundo é um simples filtro LC. L1 DRIVE Vcc A. C1 L2:2 Fig. 04. Reator eletrônico com pré-aquecimento por fonte de tensão. Este circuito consiste de dois filtros ressonantes: um LC serie C (L1, C1 e C2) alimentando a lâmpada e um filtro série (L2, C3) que é aplicado durante o período de pré-aquecimento para alimentar os filamentos. O circuito mostrado na Fig. 04 mantém os filamentos aquecidos após a ignição da lâmpada, consumindo energia nos filamentos. Para eliminar esta desvantagem, o reator eletrônico proposto, conforme ilustra a Fig. 05, possui uma chave (S3) em série com o filtro LC série. Após o período de pré-aquecimento, a chave S3 é desligada eliminando o consumo de energia nos filamentos. L2:3 L1 C3 L2:1 C2 LAMP DRIVE C1 + - Filtro LCC O desenvolvimento do filtro LCC é baseado em [9]. Este método consiste na escolha do correto ângulo de fase () do filtro LCC. A metodologia do ângulo de fase utiliza as seguintes aproximações: - Aproximação fundamental [10]; - A lâmpada fluorescente é representada por um modelo equivalente em operação (R) e na partida (10R) [12]; - Os componentes do filtro são ideais e invariantes no tempo. 1) Ângulo de Fase O ângulo de fase é calculado para garantir a ignição da lâmpada, e a potência da lâmpada em regime de operação e obter comutação suave nas chaves (ZVS). O ângulo de fase é determinado por (1): arctan L1 R S1 Vcc CRITÉRIO DE DESENVOLVIMENTO 1 C 2 R 22 R 2C 2 2 C12 1 (1) Onde: R Vef - Resistência da lâmpada. - Freqüência angular de comutação (2fs). - Ângulo de fase da impedância do filtro. - Valor eficaz da tensão fundamental. S2 S3 L2:2 Fig. 05. Topologia do reator eletrônico proposto, baseado no préaquecimento por fonte de tensão. O circuito de acionamento trabalha em duas diferentes freqüências: a freqüência de pré-aquecimento e a freqüência de operação de forma que a primeira é maior que a segunda, como mostra a Fig. 06. O filtro LCC foi desenvolvido para trabalhar na freqüência de operação e o filtro série LC foi desenvolvido para operar na freqüência de pré-aquecimento. Durante o período de pré-aquecimento, o enrolamento secundário (L2:2; L2:3) alimenta os filamentos e o filtro LC série C paralelo mantém a baixa tensão através da lâmpada. Após este período, a freqüência muda para freqüência de operação e uma alta tensão é aplicada ao capacitor C2 fornecendo a tensão necessária para a ignição da lâmpada. Fig. 07. Potência na lâmpada fluorescente, operação (R) e ignição (10R) versus ângulo de fase (). Para fornecer a tensão de ignição da lâmpada, potência nominal em operação e comutação suave ZVS, pode ser graficamente obtido por P versus (Fig. 07), considerando a potência durante a ignição e em regime de operação por: P Vrms 2 R R 2 2 C2 2 1 2.0KV 1 2 2 R2 2 L1 R C 2 2 1 R 2 C2 2 C1 2 (2) 0V 2) Capacitor Paralelo C2 - Através do ângulo de fase determinado na Fig. 07, é possível determinar o capacitor paralelo C2 por: C2 1 R P(R2 R tan 2) Vrms2 R 0s 1 R tan 1 R2 C2 (R 22 C2 2 1) 1 1.0ms Time 1.5ms B. Filtro LC O capacitor C3, o indutor L2 e os dois enrolamentos do secundário do filtro LC, o qual é determinado por [11]. Este método consiste na escolha do correto fator de qualidade Q L através da impedância parametrizada. A principal função do filtro LC é fornecer a tensão correta de filamento durante o período de pré-aquecimento. Este valor depende do tipo da lâmpada, como mostra a Tabela I. Durante o préaquecimento, a chave S3 é acionada e o filtro LC é conectado ao circuito de potência. RESULTADOS DA SIMULAÇÃO Algumas simulações foram realizadas para verificar o comportamento do reator proposto no período de préaquecimento, na ignição e em operação. A Fig. 8 (a) mostra a tensão de filamento e a Fig. 8 (b) mostra a tensão de lâmpada durante o pré-aquecimento, ignição e regime de operação. Nesta simulação, a lâmpada foi representada por sua resistência em regime de operação (R) e a resistência na ignição considerada como (10*R). Estes resultados da simulação mostram a viabilidade do sistema. (b) Tensão de lâmpada. Fig. 08. Resultados de simulação durante o pré-aquecimento, ignição e regime normal de operação. RESULTADOS DO PROTÓPIPO III. Dois protótipos de reatores eletrônicos foram construídos para uma única lâmpada fluorescente de 28W/T5, de modo a verificar a MTBF (Mean Time Between Failure). O primeiro protótipo é um reator eletrônico meia-ponte com filtro ressonante série com carga em paralelo e sem préaquecimento dos filamentos. O segundo protótipo é o reator eletrônico proposto baseado em partida programada, usando uma fonte de tensão para pré-aquecer os filamentos. Este circuito é mostrado na Fig. 10 e 11. A Tabela III mostra as especificações dos dados de entrada, parâmetros do filtro ressonante e os principais componentes do circuito implementado e a Fig. 09 mostra os resultados experimentais. O circuito de acionamento foi implementado usando um circuito integrado dedicado IR2153. A freqüência de chaveamento em regime de operação fOP é 40kHz e a freqüência de pré-aquecimento fPA é 80kHz. O corretor de fator de potência foi implementado com um conversor do tipo elevador (boost converter) trabalhando em modo crítico de condução, representado por uma fonte de tensão CC (VCC). CH1 pk-pk 2.04 Kv CH1 Max 810 V 20V 10V 0V 1) V L : 2) V F: 500 V olt 500 ms 10 V olt 500 ms (a) Tensão lâmpada (CH1) e tensão de filamento(CH2). -10V -20V CH2 RMS 145mA 0s 0.5 ms VRE 1.0 ms Time (a) Tensão de filamento. 1.5 ms 2.0ms (4) 2 C1 A partir de (1), (2), (3) e (4), os componentes do filtro LCC são determinados para satisfazer os requisitos de potência e baixo fator de crista da corrente de lâmpada. II. 0.5ms VL (3) 3) Indutor ressonante L1 - Escolhendo um valor típico de C1 para filtrar componentes CC para a lâmpada fluorescente, o indutor série pode ser encontrado por (4): L1 -2.0KV 2.0 ms CH2 Max 328mA CH2 Freq 39.8 kHz CH1 Max 400V 1 ) V d s: 2 0 0 V o lt 5 us 2 ) Id : 2 0 0 mA mp e 5 us (b) Tensão e corrente em uma das chaves L1 L2:1 L2:2, L2:3 CH2 RMS 175mA CH2 Max 200mA CH2 Freq 39.8 kHz CH1 RMS 178V 1) V L: 100 V olt 5 us 2) IL: 200 mA 5 us (c) Corrente e tensão na lâmpada. Fig. 09. Forma de onda do reator protótipo. S4 R7 R1 D5 R10 R3 R6 R4 R8 2 + C3 + C1 3 S2 R5 L2:3 C6 8 4 7 L2:1 6 C7 5 R9 S5 LAMP 1 D1 R2 C8 D2 IR2153 Vcc S1 + - L1 D3 C2 S3 C4 D4 C5 R11 L2:2 Fig. 10. Circuito do reator eletrônico proposto. A Fig. 09(a) mostra a tensão da lâmpada e do filamento durante o pré-aquecimento e a ignição. Durante o préaquecimento, a tensão do filamento é 7,5Vef e a tensão de lâmpada é 55Vef. Estes resultados contemplam os valores especificados nas Tabelas I e II. A Fig. 09(b) mostra a tensão e corrente na chave S3 durante o regime normal de operação. É possível observar que a chave trabalha em ZVS. A Fig. 09(c) mostra as formas de onda de tensão e corrente na lâmpada durante o regime normal de operação. Estas formas de ondas mostram que o desenvolvimento do filtro ressonante LCC está correto, devido ao fato de que as duas formas de ondas são senoidais, ocasionando um baixo fator de crista. Ensaios elétricos foram realizados no reator eletrônico proposto e os resultados são mostrados na Tabela IV. Os resultados experimentais e a simulação mostram-se muito próximos. TABELA IV Ensaio Elétrico Potência de entrada Corrente de entrada Fator de potência Distorção harmônica total da corrente de entrada Potência de saída Freqüência de saída Eficiência Fator de crista de corrente da lâmpada IV. Fig. 11. Reator eletrônico proposto. TABELA III Parâmetros Dados de Entrada Tensão de entrada VIN=220Vef, 60Hz Potência de saída P=28W Resistência equivalente da lâmpada R=995 Tensão de barramento VCC=400Vef Tempo de pré-aquecimento 2 segundos Freqüência de operação fOP=40kHz Freqüência de pré-aquecimento fPA=80kHz Parâmetros do Circuito de Comando R1 Resistor 470k+470k/1/5W R2 Resistor 82k/1/3W R3, R4, R5, R6 Resistor 10k/1/3W R7 Resistor 40k+40k/1/5W R8 Resistor 8,9k/1/3W R9, R10, R11 Resistor 56/1/3W C1, C3 Capacitor Eletrolítico 47F/50V C2, C4 Capacitor Plástico 1nF/50V C8 Capacitor Plástico 100nF/50V D1 Diodo Zener 13V/1/2W D2, D3, D4, D5 Diodo 1N4937 S1, S2 Transistor Bipolar BC337 S3, S4 MOSFET’s IRF830 S5 MOSFET IRF730 CI Circuito de Comando IR2153 Parâmetros do Filtro C5 Capacitor Plástico100nF/400VDC C6 Capacitor Plástico 27nF/400VDC C7 Capacitor Plástico 3,9nF/2000VDC Indutor Ressonante, 4,4mH Indutor Ressonante, 2,4mH Enrolamento secundário, 2,5H 31,2W 0,140A 0,99 7,2% 27,5W 39,0kHz 88% 1,5 TESTE DE CICLOS: MÉTODO IESNA Para determinar a relação da vida da lâmpada fluorescente, a Sociedade de Engenharia de Iluminação da América do Norte (do inglês Illuminating Engineering Society of North America - IESNA) especifica um método de teste. A partir de um teste realizado com um grande número de amostras de lâmpadas operando em um ciclo de 3 horas ligadas e 20 minutos desligadas é determinando o tempo médio até a falha. Recentemente, métodos de ciclos rápidos têm sido propostos e realizados para tentar reduzir o tempo de teste [2]. A vida útil de lâmpadas fluorescentes é determinada através da perda do revestimento emissor de elétrons nos eletrodos. Algumas das camadas de revestimento sofrem erosão a partir dos eletrodos cada vez que a lâmpada é ligada e uma evaporação e erosão adicionais ocorrem também durante sua operação. A temperatura do eletrodo afeta diretamente a evaporação e erosão do material emissivo, afetando desta forma vida útil da lâmpada. Uma vez que a temperatura do eletrodo é difícil de ser medida diretamente, a resistência do eletrodo pode ser usada de acordo com as referências [3] e [4]. Um método proposto em [2] estabelece o tempo em que a lâmpada permanece desligada para o teste de ciclo rápido para lâmpadas T8 e lâmpadas fluorescentes compactas. Este método é baseado na medida da mudança da resistência do eletrodo após a interrupção da alimentação na lâmpada. A mesma análise será aplicada neste trabalho para definir o tempo mais apropriado em que a lâmpada permanece desligada para um teste de ciclo rápido de lâmpadas fluorescentes T5. O tempo em que a lâmpada fica desligada para um teste de ciclo rápido é determinado através da consideração do tempo que a temperatura do eletrodo necessita para estabilizar. A partir dos três maiores fabricantes de lâmpadas, duas lâmpadas fluorescentes 28W/T5 foram aleatoriamente selecionadas e medidas para cada fabricante. Os resultados obtidos para o conjunto considerado de lâmpadas foram os mesmos. Assim, os resultados de apenas um fabricante serão mostrados. Após o primeiro minuto, a resistência da lâmpada diminui 80%, e 5 minutos depois, 95%. Apenas após 11 minutos, a resistência do eletrodo atinge 100 % da resistência nominal da lâmpada a temperatura ambiente, conforme ilustrado na Fig. 12. Fig. 12. resistência da lâmpada (fabricante A) (%) versus tempo. Esses resultados são similares aos obtidos para lâmpadas T8 e demonstram que, para um dado ciclo de teste rápido, se o tempo em que a lâmpada permanece desligada é menor que 5 minutos, o eletrodo não esfria completamente. Isto reduz a degradação do filamento durante a partida da lâmpada, e provavelmente resultará em um número maior de ciclos antes do fim da vida da mesma [2]. A escolha de um apropriado tempo de funcionamento é também de grande importância uma vez que a lâmpada fluorescente é afetada não apenas pela sua partida como também por sua operação. Alguns fabricantes sugerem que, durante o teste de ciclo rápido, a lâmpada deveria permanecer ligada durante 5 a 7 minutos para auxiliar no restabelecimento dos eletrodos de forma que a perda de material emissivo durante a próxima partida possa ser minimizada [5]. V. TESTES DE CICLO RÁPIDO ADOTADOS Para verificar a influência do reator de partida programada na vida útil das lâmpadas fluorescentes T5, dois testes de ciclo foram levados a efeito para três reatores diferentes, resultando nos dados mostrados na tabela 5. O primeiro usa o tempo de ciclo aplicado pelos fabricantes brasileiros de reatores, ou seja, a lâmpada é ligada por 30 segundos e desligada pelo mesmo tempo. Estes ciclos são repetidos até que a ocorrência de uma falha. O segundo usa o tempo de ciclo encontrado em filamentos resfriados (30 segundos ligado e 5 minutos desligado). O reator testado foi um reator eletrônico com partida rápida programada tal como proposto, um reator eletrônico sem pré-aquecimento (reator eletrônico proposto sem filtro LC) e um reator eletrônico comercial encontrado no mercado brasileiro (sem pré-aquecimento). TABELA V Tipo de reator eletrônico Reator eletrônico com partida rápida programada, como proposto Reator eletrônico sem pré-aquecimento Reator eletrônico comercial sem préaquecimento Teste de ciclo rápido 30s ligado e 30s ligado e 5min 30s desligado desligado 57600 ciclos 20160 ciclos 1440 ciclos 2880 ciclos 1800 ciclos 2304 ciclos O primeiro teste de ciclo foi concluído após 40 dias. O teste de ciclo rápido usado por fabricantes de reatores determina o número mínimo de ciclos até que a lâmpada falhe. Este número leva em consideração o tempo de vida útil esperado e a quantidade de ciclos que ocorrem na aplicação real. Como um exemplo, de acordo com a aplicação brasileira mais comum a lâmpada é ligada e desligada 4 vezes a cada 12 horas, de forma que o número mínimo esperado de ciclos dentro deste período é 6700. Assim, apenas o reator eletrônico proposto deveria ser aprovado. O segundo teste de ciclo rápido foi concluído após 70 dias. Os fabricantes de lâmpadas especificam um teste de ciclo rápido em que a lâmpada fica ligada por 30 segundos e desligada por 4,5 minutos de maneira que o número mínimo de ciclos esperados num intervalo de 70 dias é 20000 [7]. Nesta situação, somente o reator proposto deveria ser aprovado. Entretanto, é necessário fazer uma análise estatística com uma larga quantidade de amostras para afirmar que lâmpadas fluorescentes T5 alcançam a expectativa de vida esperada, quando alimentadas com o reator eletrônico proposto. VI. CONCLUSÃO O teste de ciclo rápido aponta a influência e a importância da partida rápida programada na vida útil de lâmpadas fluorescentes T5. Assim, o reator eletrônico proposto é uma excelente escolha para este modelo de lâmpada fluorescente. Esse modelo de reator pode ser facilmente implementado para duas lâmpadas, adicionando mais um enrolamento secundário para conectar lâmpadas em série. A topologia do reator eletrônico proposto proporciona um processo de pré-aquecimento altamente controlado. Os filamentos são alimentados por uma fonte de tensão com uma reduzida tolerância, enquanto a tensão da lâmpada, durante o período de pré-aquecimento, é muito reduzida, o que reduz a corrente de descarga luminescente. O circuito foi analisado, simulado e testado experimentalmente, e os resultados indicam a validade do modelo desenvolvido neste artigo. Os dois filtros ressonantes geram um grau apropriado de desacoplamento entre o pré-aquecimento e a operação em regime, de forma que pode ser projetado para o melhor desempenho. Além disso, a potência do filamento é eliminada após o tempo de pré-aquecimento aumentando a eficiência do sistema. AGRADECIMENTO Os autores agradecem o suporte proporcionado a este trabalho pela empresa INTRAL S.A. (Indústria de Material Elétrico) e pelo LEPUC (Laboratório de Eletrônica de Potência da PUC). REFERÊNCIAS [1]Gvén T., “T5: economia de energia com novos materiais e projetos de luminárias,” Eletricidade Moderna Magazine, Sept. 1998.. [2]Davis R.; Yufen J.; Weihong C., “Rapid-cycle testing for fluorescent lamps: What do the results mean?,” Annual Conference of the Illuminating Engineering Society of North America, 1996. [3]Chin S. Moo; Tsai F. Lin; Hung L. Cheng; Ming J. Soong, “Electronic Ballast for Programmed RapidStart Fluorescent Lamps,” IEEE Transactions on Power Electronics, 2001. [4]Klien D., “A New Concept for Fluorescent Lamp Ballasts,” IEEE Transactions on Power Electronics, 2000. 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