Електронен баласт: Принцип на действие и схема на връзките

Какво се разбира под електронен баласт?

Електронният баласт, известен също като електричен баласт, е компонент на оборудването, който контролира стартиращите напрежения и токове на осветителните прибори.

Това се постига чрез използването на техника за електрическо газово разladenie. За да се стартира методът на газово разladenie в флуоресцентните лампи, електронният баласт преобразува честотата на напрежението от силата на много висока честота, управлявайки напрежението през лампата и тока през нея.

Блокова диаграма на електронния баласт

Основната блокова диаграма на електронния баласт е показана по-долу.

Блоковата диаграма на електронния баласт има пет блока, както е показано на изображението по-горе. В общия случай всички електронни баластни устройства следват тази блокова диаграма.

1). Филтър за електромагнитна интерференция (EMI)

Филтърът за електромагнитна интерференция (EMI) е представен от Блок 1. Филтрите EMI се правят от индуктори и кондензатори, които блокират или минимизират електромагнитната интерференция.

2). Ректификатор

Ректификаторната верига е представена от Блок 2. Ректификаторната верига преобразува променливия ток в постоянен ток.

3). DC филтър

DC филтърната верига е представена от Блок 3. Кондензаторът е компонентът в DC филтърната верига, който е отговорен за филтрирането на неподходящия DC, произвеждан от ректификаторната верига.

4). Инвертор

Инверторната верига е представена от Блок 4. DC се преобразува в AC с висока честота в този блок, а стъпковият трансформатор повишава нивото на мощността.

5). Управляваща верига

Управляващата верига, представена от Блок 5, приема обратна връзка от изхода и регулира ректификаторната, филтърната и инверторната вериги. Повечето електронни баластни устройства липсват на този блок.

Схема на електронния баласт

Интегралната схема за управление на баласт IRS2526DS "Mini8" е централен елемент в проектирането на 26 W електронен баласт, който не използва PFC. Осветлението, както и полувълновата резонансна изходна ступка, са напълно контролирани от веригата. Честотата на "HO" и "LO" контакти, които са изходи от полувълновия шина, се регулира от "VCO" контакт. Програмирането на необходимите нива на напрежение VCO изисква да се постави делител на напрежението със съпротивления на "VCO" контакта. Честотата на вътрешния управляем с напрежение осцилатор се определя от стойностите на тези нива на напрежение. Сигналът от вътрешния осцилатор се изпраща в логическата верига на високостепенните и нискостепенните шинови драйвери. Това позволява да се генерират необходимите предварителни нагреващи, запалващи и работни честоти за полувълновата и резонансната изходна ступка. За целта на предоставяне на последователно напрежение за запалване на лампата и идентифициране на дефект при края на живота на лампата, се използва делител на напрежението на лампата (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) и обръщане на сигнал (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-).

Принцип на действие на електронния баласт

Електронните баластни устройства изискват мощност при 50 – 60 Hz. Първоначално преобразува напрежението на променливия ток в напрежение на постоянен ток. След това напрежението на постоянен ток се филтрира чрез устройство с кондензатори. Филтрираното напрежение на постоянен ток сега се изпраща в стадията на високочестотна осцилация, където осцилацията обикновено е правоъгълна вълна и честотният диапазон е 20 kHz до 80 kHz.

В резултат на това, честотата на изходния ток е изключително висока. За да се създаде висока стойност, се дава малко количество индуктивност, което е свързано с повишена скорост на изменение на тока при висока честота.

Често се изискват повече от 400 V, за да се инициира процесът на газово разladenie в флуоресцентните трубки. Когато се включи ключа, първоначалното напрежение през лампата достига 1000 V поради високата стойност, и газовото разladenie се случва моментално.

Когато процесът на разladenie започне, напрежението през лампата се намалява от 230V до 125V, и електронният баласт позволява ограничен ток да протече през светлината.

Управляващата единица на електронния баласт контролира напрежението и тока. Когато флуоресцентните светлини се включат, електронният баласт функционира като димер, ограничавайки тока и напрежението.

Производителност на електронния баласт

За оценка на ефективността на електронните баластни устройства се използват различни показатели.

Наиболее важен е коефициентът на баласта. Той представлява отношението между светлинния поток на лампата, когато е активирана от разглежданата баласт, и светлинния поток на лампата, когато е активирана от референтната баласт.

За електронните баластни устройства тази стойност се докладва, че варира между 0.73 и 1.50.

Един баласт може да предостави голям разнообразие от нива на светлинен поток, което е значението на такъв широк диапазон.

Това има много приложения в циркуити за затъмняване. Обаче е показано, че както прекомерно високите, така и прекомерно ниските коефициенти на баласт намаляват продължителността на живота на лампата, поради деградация на люмените, причинена от висок и нисък ток на лампата, съответно.

Коефициентът на ефективност на баласта, който е отношението между коефициента на баласт (в %) и мощността, предоставя относително измерване на ефективността на системата за цялото комбиниране на лампа-баласт, често се използва при сравнение на електронни баластни устройства от една и съща модел и производител.

Ефективността на операцията на баласта се измерва чрез метрика на фактора на мощност (PF). Способността на електронния баласт да преобразува напрежението и тока на доставката в използваема мощност и да я достави до светлината, се измерва чрез неговия фактор на мощност, при който 1 е оптималната стойност. В противоположност, баластни устройства с нисък фактор на мощност биха нуждали почти два пъти повече ток, отколкото баластни устройства с висок фактор на мощност, и следователно биха поддържали по-малко светлини в циркуита. Това обаче не указва способността на баласта да доставя светлина.

Всяко електрическо устройство има граница, до която може да бъде линейно, и когато входният сигнал надхвърли тази граница, сигналът се деформира, водейки до нелинейни и хармонични деформации. Хармоничната деформация, която се оценява като общата хармонична деформация, се счита, че се е появила, когато формата на сигнала се отклонява от типичната синусоидална форма.

Хармоничният ток, добавен от електронните баластни устройства към системата за разпределение на мощността, изразен като процент, се нарича THD. Въпреки че стандартите ANSI допускат максимална деформация до 32%, повечето производители се стремят да поддържат THD под 20%. По-лесно е да се поддържат деформациите на тези нива с електронни баластни устройства, отколкото с магнитни или хибридни баластни устройства.

Преимущества на електронния баласт

• Надеждността на баласта намалява с времето; колкото по-дълго е в употреба, толкова по-ниска е вероятността за отказ. При използване с електронни баластни устройства, мощността на светлините намалява по-бавно, в сравнение с магнитните баластни устройства.

• Тези устройства не само са значително по-леки и по-ефективни, но също така са много по-тихи.

• При загуба на мощност с електронни баластни устройства, тя е приблизително половината, в сравнение с магнитни (или) хибридни баластни устройства.

• Освен това, благодарение на високите изисквания за напрежение на лампата, те могат лесно да работят с лампи, които не могат да бъдат задвижени директно от дросел на линията.

• Енергийната ефективност в системите лампа-баласт може да бъде подобрена главно по три начина: чрез намаляване на загубите в баласта, работа на по-високи честоти и намаляване на загубите в електродите на лампата. Електронните баластни устройства са по-ефективни, тъй като включват всички три от тези характеристики едновременно.

Недостатъци на електронния баласт