Mediciones de ruido provocado por fuentes de conmutación en la alimentación de lámparas halógenas de hogar

Quienes hacemos HF sabemos que el piso del nivel de ruido es mayor que el que tenía algún tiempo atrás.
La introducción de las lámparas de bajo consumo y las halógenas de 12 volts son uno de los grandes problemas, aunque no el único.

Los gobiernos de todo el mundo han decretado el reemplazo obligatorio de la lámpara incandescente debido a que sólo da un 5 % de luz y el 95 % restante es calor. Es ineficiente y hay falta de energía.

Las lámparas incandescentes son pasivas y no generan ningún tipo de interferencia mientras no se utilice algún dispositivo de regulación de intensidad.
Las lámparas de bajo consumo tienen un balasto electrónico que es una fuente de conmutación que oscila en los alrededores de los 40 KHz.
Las lámparas halógenas que tienen fuente conmutada también son generadoras de ruido.

El próximo paso es reemplazar el balasto inductivo de los tubos fluorescentes por uno electrónico que también oscila en 40 KHz.
De esto se desprende que todo el problema pasa exclusivamente por las fuentes de conmutación.

La emisión de ruido tiene un gran componente de polarización horizontal ya que el cableado es horizontal.
Lamentablemente también tiene un componente vertical debido a que gran parte de la emisión es radiada por los cables de alimentación de las casas y las bajadas a las llaves interruptoras.

 

Prueba

Se conectaron 3 lámparas halógenas ( las llamadas dicroicas ) de 35 Watts cada una alimentadas con una fuente conmutada de 105 Watts. La conexión entre la fuente de alimentación y las lámparas fue a través de un cableado común.
El gráfico muestra las emisiones radiadas detectadas entre 30 MHz y 200 MHz. No se detectaron emisiones de ruido en frecuencias superiores a 200 MHz.

Los niveles más altos en la región de VHF se observaron con polarización horizontal.

Medición con polarización horizontal

 

 

Medición con polarización vertical

 

 

Los gráficos siguientes muestran las mediciones realizadas en ambas polarizaciones luego de haber colocado 3 toroides de ferrite en los cables de entrada de la fuente de alimentación. Se aprecia una reducción del ruido en frecuencias inferiores a 50 MHz en ambas polarizaciones. En frecuencias por arriba de 50 MHz la emisión de ruido es menor en polarización vertical pero no se ven mejoras con polarización horizontal y en algunos casos hasta hay aumento del nivel de emisión en comparación a la prueba sin los toroides. Esto es debido a que hay una gran emisión en los cables que van desde la fuente hasta las lámparas cuya polarización es predominantemente horizontal

Emisión horizontal con 3 toroides de ferrite en la alimentación de la fuente

 

 

Emisión vertical con 3 toroides de ferrite en la alimentación de la fuente

 

 

Falta ahora terminar la descripción de la prueba colocando toroides de ferrite también en la salida de 12 volts de la fuente de alimentación conmutada de manera de evitar la radiación producida por los cables que van hacia las lámparas.
De las pruebas se concluye que para lograr una reducción importante en la irradiación de interferencias provocadas por las fuentes de conmutación es necesario colocar filtros tanto en la alimentación de red como en la alimentación de baja tensión a la salida de la fuente.

Emisión horizontal con toroides de ferrite en la entrada y salida de la fuente

 

 

Emisión vertical con toroides de ferrite en la entrada y salida de la fuente

 

Medición de las emisiones radiadas y conducidas de la fuente de alimentación del conjunto de lámparas halógenas en el rango de 9 KHz a 30 MHz

Para esta medición se utilizó una antena loop Van Veen y analizador de espectro con un ancho de banda de 200 Hz hasta los 150 KHz y de 9 KHz en el rango de 150 KHz a 30 MHz. La emisión está dentro de los límites de protección y de estándares. Se puede apreciar el pico en la frecuencia de oscilación de esta fuente de conmutación, alrededor de los 30 KHz y sus armónicos.

Medición de emisión radiada entre 9 KHz y 30 MHz

 

La emisión conducida medida es la que se puede propagar mediante los cables de alimentación hacia la red de distribución de energía. En esta medición, si bien el nivel se mantiene dentro de los límites establecidos, es aconsejable la colocación de toroides de ferrite para atenuarla todo lo que sea posible. En el gráfico se puede observar también la presencia de la frecuencia de conmutación y sus armónicos más la emisión medida hasta los 30 MHz. El gráfico en rojo representa la medición pico, el azul es la medición promedio y las líneas rectas son los límites de standard propuestos.

Medición de emisiones conducidas entre 9 KHz y 30 MHz

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