الماسح الإلكتروني: مبدأ العمل ورسم الدائرة

ما هو المقصود بـ Electronic Ballast؟

البالاست الإلكتروني، والذي يُعرف أيضًا بالبالاست الكهربائي، هو مكون من مكونات المعدات التي تتحكم في الجهد والتيار الابتدائي لوحدات الإضاءة.

يتم تحقيق ذلك باستخدام تقنية التفريغ الغازي الكهربائي. لبدء عملية التفريغ الغازي في الأضواء الفلورية، يقوم البالاست الإلكتروني بتحويل تردد الطاقة إلى تردد عالي جدًا من خلال إدارة الجهد عبر المصباح والتيار عبر الضوء.

مخطط كتلة البالاست الإلكتروني

يظهر مخطط الكتلة الأساسي للبالاست الإلكتروني أدناه.

يحتوي مخطط الكتلة للبالاست الإلكتروني على خمس كتل، كما هو موضح في الصورة أعلاه. بشكل عام، تتبع جميع البالاست الإلكترونية هذا المخطط الكتلي.

1). مرشح التداخل الكهرومغناطيسي

يتم تمثيل مرشح التداخل الكهرومغناطيسي بواسطة الكتلة 1. يتم صنع مرشحات EMI من المكثفات والملفتات التي تحجب أو تقلل من التداخل الكهرومغناطيسي.

2). مستقيم

يتم تمثيل دائرة المستقيم بواسطة الكتلة 2. تقوم دائرة المستقيم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر.

3). مرشح التيار المستمر

يتم تمثيل دائرة مرشح التيار المستمر بواسطة الكتلة 3. المكثف هو المكون المسؤول عن تنقية التيار المستمر غير النقي الذي يتم إنتاجه بواسطة دائرة المستقيم.

4). معكوس

يتم تمثيل دائرة المعكوس بواسطة الكتلة 4. يتم تحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد عالي التردد في هذه الكتلة، ويرفع محول الرفع مستوى الطاقة.

5). دائرة التحكم

دائرة التحكم، والتي يتم تمثيلها بواسطة الكتلة 5، تتلقى ردود فعل من الإخراج وتقوم بتنظيم دوائر المستقيم والمرشح ومعكوس. معظم البالاست الإلكترونية تفتقر لهذه الكتلة.

مخطط دائرة البالاست الإلكتروني

يشكل شريحة التحكم في البالاست IRS2526DS "Mini8" نقطة التركيز في تصميم دائرة البالاست الإلكترونية بقوة 26 واط والتي لا تستخدم PFC. يتم التحكم الكامل في الضوء وكذلك في مرحلة الإخراج الرنانة ذات نصف الجسر بواسطة الدائرة. يتم ضبط تردد دبابيس 'HO' و 'LO'، والتي هي مخرجات من سائق بوابة نصف الجسر، بواسطة دبوس 'VCO'. يتطلب برمجة مستويات الجهد المطلوبة لـ VCO وضع مقسم جهد مقاوم عند دبوس 'VCO'. يتم تحديد تردد المذبذب الخاضع للتحكم بالجهد الداخلي بواسطة قيم هذه المستويات الجهدية. يتم إرسال الإشارة من المذبذب الداخلي إلى دوائر المنطق لسائقين البوابة العلوي والسفل. هذا يسمح بإنتاج الترددات اللازمة للتسخين الأولي والإشعال والتشغيل لمرحلة الإخراج الرنانة ذات نصف الجسر. وللهدف من توفير جهد إشعال ثابت لللمبة وتحديد خطأ نهاية حياة اللمبة، يتم استخدام مقسم جهد مقاوم لللمبة (REOL1، REOL2، REOL3، RIGN1) ودائرة رد الفعل (CIGN1، DR1، DR2، DIGN، REOL، CEOL، DEOL+، DEOL-).

مبدأ عمل البالاست الإلكتروني

تحتاج البالاست الإلكترونية إلى طاقة بمعدل 50-60 هرتز. تقوم في البداية بتحويل جهد التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر. بعد ذلك، يتم ترشيح جهد التيار المستمر باستخدام ترتيب المكثفات. يتم الآن إرسال جهد التيار المستمر المرشح إلى مرحلة التذبذب عالية التردد، حيث يكون التذبذب عادةً موجة مربعة ومدى التردد هو 20 كيلوهرتز إلى 80 كيلوهرتز.

نتيجة لذلك، تكون تردد التيار الخرجي مرتفعًا للغاية. لتوفير قيمة عالية، يتم تقديم كمية صغيرة من الحث لتكون مترابطة مع معدل تغير عالٍ للتيار في التردد العالي.

غالبًا ما يحتاج أكثر من 400 فولت لبدء عملية التفريغ الغازي في أنابيب الإضاءة الفلورية. عندما يتم تشغيل المحول، يصل الجهد المقدم عبر المصباح إلى 1000 فولت بسبب القيمة العالية، ويحدث التفريغ الغازي فورًا.

عندما تبدأ عملية التفريغ، يتم تخفيض الجهد عبر المصباح من 230 فولت إلى 125 فولت، ويسمح البالاست الإلكتروني بمرور تيار محدود عبر الضوء.

وحدة التحكم في البالاست الإلكتروني تتحكم في الجهد والتيار. عندما يتم تشغيل الأنابيب الفلورية، يعمل البالاست الإلكتروني كمخفِّف، محدداً التيار والجهد.

أداء البالاست الإلكتروني

تُستخدم مقاييس مختلفة لتقييم فعالية البالاست الإلكترونية.

عامل البالاست هو الأكثر أهمية. إنه نسبة الإخراج الضوئي لللمبة عند تشغيلها بواسطة البالاست تحت الفحص إلى الإخراج الضوئي لللمبة عند تشغيلها بواسطة البالاست المرجعي.

للبالاست الإلكترونية، يُبلغ عن أن هذه القيمة تتراوح بين 0.73 و 1.50.

يمكن لبالاست واحد توفير مجموعة كبيرة من مستويات الإخراج الضوئي، وهذا هو أهمية مثل هذه النطاق الواسع.

لهذا العديد من الاستخدامات في دوائر التعتيم. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات أن عوامل البالاست العالية جدًا والمنخفضة جدًا تقلل من عمر اللمبة بسبب تدهور اللامبينات الناتج عن التيار العالي والمنخفض لللمبة على التوالي.

عامل فعالية البالاست، وهو نسبة عامل البالاست (بالمئة) إلى القوة، يوفر قياسًا نسبيًا لفعالية النظام للمجموعة الكاملة من اللمبة والبالاست، ويُستخدم غالبًا عند مقارنة البالاست الإلكترونية لنفس النموذج والشركة المصنعة.

يتم قياس فعالية تشغيل البالاست باستخدام مقياس عامل القوة (PF). يتم قياس قدرة البالاست الإلكتروني على تحويل الجهد والتيار المزوَّدين إلى قوة قابلة للاستخدام وإيصالها إلى الضوء بواسطة عامل قوته، حيث يعتبر 1 القيمة المثلى. في المقابل، سيحتاج البالاست ذو عامل القوة المنخفض إلى تقريبًا ضعف التيار مقارنة بالبالاست ذو عامل القوة العالي، وبالتالي يدعم عدد أقل من الأضواء في الدائرة. ومع ذلك، فإن هذا لا يشير إلى قدرة البالاست على توفير الضوء.

لكل جهاز كهربائي حد لخطيته، وعندما يتجاوز الإشارة المدخلة هذا الحد، يحدث تشوه في الإشارة مما يؤدي إلى تشوهات غير خطية وتشوهات توافقي. يعتبر التشوه التوافقي، الذي يتم تقييمه كتشوه توافقي كامل، أنه يحدث عندما تحرف موجة الإشارة عن الشكل الجيبي النموذجي.

يُعرف التيار التوافقي الذي تضيفه البالاست الإلكترونية لنظام توزيع الطاقة كنسبة بالمئة باسم THD. رغم أن معايير ANSI تسمح بحد أقصى للتشوه يصل إلى 32٪، إلا أن معظم الشركات المصنعة تسعى للحفاظ على THD دون 20٪. من الأسهل الحفاظ على التشوهات عند هذه المستويات باستخدام البالاست الإلكترونية مقارنة بالبالاست المغناطيسية أو الهجينة.

مزايا البالاست الإلكتروني

• تنخفض موثوقية البالاست مع مرور الوقت؛ كلما استمر استخدامه لفترة أطول، انخفض احتمال حدوث أعطال فيه. مقارنة بالبالاست المغناطيسي، ينخفض قوة الأضواء بشكل تدريجي أكبر عند استخدام البالاست الإلكترونية.

• هذه الأجهزة ليست فقط أخف وزنا وأكثر فعالية بكثير، ولكنها أيضا أهدأ بكثير.

• مقارنة بالبالاست المغناطيسي (أو) الهجين، يكون فقدان الطاقة مع البالاست الإلكترونية حوالي نصف ذلك.

• إضافة إلى ذلك، بسبب الحاجة إلى جهد مصباح عالٍ، يمكنهم بسهولة تشغيل أضواء لا يمكن تشغيلها مباشرة بواسطة مانع التيار على الخط.

• يمكن تحسين كفاءة الطاقة في أنظمة اللمبات والبالاست بشكل أساسي بثلاث طرق: بتقليل خسائر البالاست، العمل بترددات أعلى، وتقليل خسائر كهرباء الأقطاب. البالاست الإلكترونية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة لأنها تشمل جميع هذه الميزات في وقت واحد.

عيوب البالاست الإلكتروني

• يولد البالاست الإلكتروني تيار توافقي قوي من ذروات التيار المتناوب حول القمم الجهدية. قد يسبب هذا مجالات مغناطيسية عشوائية، تآكل الأنابيب، تداخل الراديو والتلفزيون، وأعطال المعدات الإلكترونية، بالإضافة إلى مشاكل في نظام الإضاءة.

• قد يسبب محتوى التوافقي العالي تحميلًا زائدًا على محولات ثلاثية الأطوار وأسلاك المحايد. قد لا يلاحظ العين البشرية معدل تردد أعلى، ولكن أجهزة التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء للأجهزة المنزلية مثل التلفزيونات قد تتأثر.

• توثيق البالاست الذكي وتصميمه يقلل من التداخل في نطاقات التردد المستخدمة.

• ومع ذلك، هناك بعض الأماكن غير المكتشفة في طيف التردد التي لا تُستخدم في أي تطبيق، ويتم تجاهل معظم اضطرابات البالاست في هذا المجال، مما ينتج صورة أجمل على الورق مما هو عليه بالفعل.

• لا يمكن للبالاست الإلكترونية التعامل مع الزيادات الفجائية في الطاقة والأحمال الزائدة.

• كما أن للبالاست الإلكترونية تكلفة أولية عالية، مما قد يثني المشترين العفويين، لكنها تكلف أكثر في المدى الطويل.

تطبيقات البالاست الإلكتروني

1). الحفاظ على ثبات الطاقة الخرجية

حافظ على ثبات الطاقة الخرجية للأنوار. تقنية التشغيل بتيار مربع الموجة تضمن عدم حدوث ظواهر الرنين الصوتي.

2) حماية من حالات الاستثناء

عند تشغيل البالاست الإلكتروني مع المصباح، من الطبيعي أن تسرب الأنبوب، لا يتم تنشيطه، لا