Elektronikong Ballast: Prinsipyong Paggamit & Diagrama sa Sirkwito

Ano ang ibig sabihin ng Electronic Ballast?

Ang electronic ballast, na kilala rin bilang electrical ballast, ay isang bahagi ng kagamitan na kontrola ang simulating voltage at current ng mga ilaw.

Ito ay natutugunan sa pamamagitan ng paggamit ng teknikang electrical gas discharge. Upang simulan ang gas discharge method sa fluorescent lamps, ang electronic ballast ay nagbabago ng power frequency sa napakataas na frequency sa pamamagitan ng pagmamanage ng voltage sa buong bulate at current sa lampara.

Block Diagram ng Electronic Ballast

Ang pangunahing block diagram ng electronic ballast ay ipinapakita sa ibaba.

Ang block diagram ng electronic ballast ay may limang block, tulad ng ipinapakita sa imahe sa itaas. Sa pangkalahatan, lahat ng electronic ballast sumusunod sa block diagram na iyon.

1). EMI Filter

Ang Electromagnetic Interference filter ay kinakatawan ng Block 1. Ang mga EMI filter ay gawa sa mga inductor at capacitor na nagbabaril o nagsasamantalang electromagnetic interference.

2). Rectifier

Ang rectifier circuit ay kinakatawan ng Block 2. Ang rectifier circuit ay nagbabago ng alternating current sa direct current.

3). DC filter

Ang DC filter circuit ay kinakatawan ng Block 3. Ang capacitor ay ang komponente ng DC filter circuit na responsable sa pagfilter ng di-puro na DC na ginagawa ng rectifier circuit.

4). Inverter

Ang inverter circuit ay kinakatawan ng Block 4. Ang DC ay binabago sa high-frequency AC sa block na ito, at ang step-up transformer ay tataas ang antas ng lakas.

5). Control Circuit

Ang control circuit, kinakatawan ng Block 5, ay tumatanggap ng feedback mula sa output at regulasyon ang rectifier, filter, & inverter circuits. Ang karamihan ng electronic ballasts ay walang block na ito.

Circuit Diagram ng Electronic Ballast

Ang IRS2526DS “Mini8” Ballast Control IC ay ang sentral na punto ng disenyo para sa 26 W electronic ballast circuit na hindi gumagamit ng PFC. Ang ilaw at ang half bridge resonant output stage ay parehong lubusang kontrolado ng circuit. Ang frequency ng ‘HO’ at ‘LO’ pins, na mga output mula sa half-bridge gate driver, ay aayusin ng ‘VCO’ pin. Ang pagprogram ng kinakailangang VCO voltage levels nangangailangan ng resistor voltage divider na ilalagay sa ‘VCO’ pin. Ang frequency ng internal voltage-controlled oscillator ay nakasalalay sa mga halaga ng mga voltage levels na ito. Ang signal mula sa internal oscillator ay ipinapadala sa logic circuitry ng high-side at low-side gate drivers. Ito ay nagbibigay ng kinakailangang preheat, ignition, at operating frequencies para sa half-bridge & resonant output stage. Para sa layuning magbigay ng consistent na lamp ignition voltage at identipikasyon ng lamp end-of-life fault setting, ang lamp voltage resistor divider (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) & feedback circuit (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-) ay ginagamit.

Prinsipyong Paggana ng Electronic Ballast

Ang mga electronic ballast ay nangangailangan ng lakas sa 50 – 60 Hz. Ito ay unang nagbabago ng alternating current voltage sa direct current voltage. Pagkatapos nito, ang DC voltage ay ifilter gamit ang capacitor arrangement. Ang filtered DC voltage ay ipinapadala sa high-frequency oscillation stage, kung saan ang oscillation ay karaniwang square wave at ang frequency range ay 20 kHz hanggang 80 kHz.

Bilang resulta nito, ang frequency ng output current ay napakataas. Upang lumikha ng mataas na halaga, ibinibigay ang kaunting quantity ng inductance upang makumplekta sa elevated rate of change ng current sa high frequency.

Karaniwang nangangailangan ng higit sa 400 V upang simulan ang gas discharging process sa fluorescent tube lights. Kapag isinalbak ang switch, ang initial supply ng voltage sa buong bulate ay umabot sa 1000 V dahil sa mataas na halaga, at agad na nangyayari ang gas discharge.

Kapag nagsimula ang discharge process, ang voltage sa buong bulate ay nababawasan mula 230V hanggang 125V, at pinapayagan ng electronic ballast ang restricted current na lumikha sa ilaw.

Ang control unit ng electronic ballast ay kontrolado ang voltage at current. Kapag isinalbak ang fluorescent lights, ang electronic ballast ay gumagana bilang dimmer, limiting ang current at voltage.

Pagganap ng Electronic Ballast

Ang iba’t ibang metrics ay ginagamit upang suriin ang epektividad ng mga electronic ballast.

Ang Ballast Factor ay ang pinakamahalaga. Ito ang ratio ng light output ng lamp kapag idinrive ng ballast under examination sa light output ng lamp kapag idinrive ng reference ballast.

Para sa mga electronic ballast, ang value na ito ay inirereport na nasa range ng 0.73 hanggang 1.50.

Ang isang single ballast ay maaaring magbigay ng malaking variety ng light output levels, kaya ang relevance ng ganitong malawak na range.

May maraming gamit ito sa dimming circuits. Gayunpaman, ipinakita na ang parehong sobrang mataas at sobrang mababang ballast factors ay nagbabawas ng lamp life dahil sa lumen degradation na dulot ng mataas & mababang lamp currents, respectively.

Ballast Efficacy Factor, na ang ratio ng ballast factor (in %) sa power & nagbibigay ng relative measurement ng system efficiency ng buong lamp ballast combination, madalas ginagamit sa paghahambing ng mga electronic ballast mula sa parehong modelo at manufacturer.

Ballast operation efficacy ay sinusukat gamit ang Power Factor (PF) metric. Ang kakayahan ng electronic ballast na baguhin ang supply voltage & current sa useable power at ipadala ito sa ilaw ay sinusukat sa pamamagitan ng power factor nito, na ang 1 ang optimal na value. Sa katunayan, ang mga low power factor ballasts ay nangangailangan ng halos dalawang beses na current kaysa sa mas mataas na power factor ballasts & kaya suportado ang mas kaunti na ilaw sa isang circuit. Ngunit, hindi ito nagpapakita ng kakayahan ng ballast na magbigay ng ilaw.

Ang bawat electrical device ay may limit kung gaano linear ito maging, & kapag ang input signal ay lumampas sa limit na iyon, ang signal ay distorted, na nagreresulta sa non-linear & harmonic distortions. Ang harmonic distortion, na inassess bilang Total Harmonic Distortion, ay sinasabi na nangyari kapag ang signal waveform ay lumayo sa typical sinusoidal shape.

Ang harmonic current na idinagdag ng mga electronic ballast sa power distribution system bilang percentage ay kilala bilang THD. Bagama't ang ANSI standards ay pumapayag ng maximum distortion hanggang 32%, ang karamihan ng mga manufacturer ay naghahandog upang panatilihin ang THD sa ibaba ng 20%. Mas simple ang pagpanatili ng distortions sa mga level na ito gamit ang mga electronic ballast kaysa sa magnetic (or) hybrid ballasts.

Mga Advantages ng Electronic Ballast

• Ang dependability ng ballast ay bumababa sa loob ng panahon; ang mas matagal ito sa uso, ang mas mababa ang tsansa ng pagkasira. Kumpara sa magnetic ballasts, ang lakas ng mga ilaw ay bumababa nang mas gradual kapag ginagamit sa electronic ballasts.

• Ang mga aparato na ito ay hindi lamang mas maliit at mas epektibo, kundi mas tahimik din.

• Kumpara sa magnetic (or) hybrid ballasts, ang power loss sa electronic ballasts ay halos kalahati lamang.

• Sa dagdag dito, dahil sa mataas na voltage requirement ng bulate, maaari silang madaling patakbo ang mga ilaw na hindi maipaglaban diretso ng choke sa line.

• Sa mga lamp-ballast systems, ang energy efficiency maaaring mapabuti sa tatlong paraan: sa pamamagitan ng pagbabawas ng ballast losses, pagpapatakbo sa mas mataas na frequencies, & pagbabawas ng lamp electrode losses. Ang mga electronic ballasts ay mas energy efficient dahil sila ay may lahat ng tatlong features na ito nang sabay-sabay.

Mga Disadvantages ng Electronic Ballast

• Ang mga electronic ballast ay naglalabas ng malakas na harmonic current mula sa alternating current spikes sa paligid ng voltage maximums. Ito ay maaaring gumawa ng stray magnetic fields, corrosion ng pipe, radio at TV interference, at IT equipment failure, kasama ang mga issue sa lighting system.

• Ang mataas na harmonic content maaaring overload ang three-phase transformers at neutral wires. Ang mataas na flicker rate ay maaaring hindi makita ng mata ng tao, ngunit ang infrared remote controls para sa home entertainment equipment tulad ng TVs.

• Ang intelligent ballast documentation at disenyo ay nagbabawas ng interference sa application frequency ranges.

• Gayunpaman, mayroong ilang hindi natuklasan na sulok sa frequency spectrum na hindi ginagamit sa anumang application, at ang karamihan sa mga disturbance ng ballast sa area na ito ay inignore, nagpapabuo ng mas malinis na imahe sa papel kaysa sa tunay na kalagayan.

• Ang mga electronic ballast ay hindi maaaring handlin ang power spikes at overloads.

• Ang mga electronic ballast ay may mataas na initial cost, na maaaring hadlangin ang impulsive buyers, ngunit nagkakaroon ng mas mahal pa sa huli.

Application ng Electronic Ballast

1). Panatilihin ang constant na output power

Panatilihin ang steady output power ng mga ilaw. Ang teknik ng square-wave current driving ay nag-uugnay na walang “acoustic resonance” phenomena ang nangyayari.

2) Abnormal protection