بالست الکترونیکی: اصل کار و دیاگرام مدار

چه معنايی دارد بلوک الکترونیکی؟

بلوک الکترونیکی، که به عنوان بلوک الکتریکی نیز شناخته می‌شود، جزئی از تجهیزات است که ولتاژ و جریان‌های آغازین دستگاه‌های روشنایی را کنترل می‌کند.

این با استفاده از تکنیک دیسچارژ گازی الکتریکی انجام می‌شود. برای شروع روش دیسچارژ گازی در لامپ‌های فلورسنت، بلوک الکترونیکی با مدیریت ولتاژ روی لامپ و جریان از طریق لامپ، فرکانس قدرت را به فرکانس بسیار بالا تبدیل می‌کند.

نمودار بلوکی بلوک الکترونیکی

نمودار بلوکی پایه بلوک الکترونیکی در زیر نمایش داده شده است.

نمودار بلوکی بلوک الکترونیکی شامل پنج بلوک است، همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است. به طور کلی، تمام بلوک‌های الکترونیکی به این نمودار بلوکی پایبند هستند.

1). فیلتر EMI

فیلتر تداخل الکترومغناطیسی توسط بلوک ۱ نمایش داده می‌شود. فیلترهای EMI از سیم‌پیچ‌ها و خازنهایی ساخته شده‌اند که تداخل الکترومغناطیسی را مسدود یا کاهش می‌دهند.

2). مستطیل‌ساز

مدار مستطیل‌ساز توسط بلوک ۲ نمایش داده می‌شود. مدار مستطیل‌ساز جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می‌کند.

3). فیلتر DC

مدار فیلتر DC توسط بلوک ۳ نمایش داده می‌شود. خازن مؤلفه‌ای از مدار فیلتر DC است که مسئول فیلتر کردن DC غیرصاف تولید شده توسط مدار مستطیل‌ساز است.

4). انورتر

مدار انورتر توسط بلوک ۴ نمایش داده می‌شود. DC در این بلوک به AC با فرکانس بالا تبدیل می‌شود و یک ترانسفورماتور پله‌بردار سطح قدرت را افزایش می‌دهد.

5). مدار کنترل

مدار کنترل توسط بلوک ۵ نمایش داده می‌شود. این مدار بازخورد از خروجی را دریافت می‌کند و مدارهای مستطیل‌ساز، فیلتر و انورتر را تنظیم می‌کند. بیشتر بلوک‌های الکترونیکی این بلوک را ندارند.

نمودار مداری بلوک الکترونیکی

IC کنترل بلوک Irs2526DS "Mini8" نقطه کانونی طراحی مدار بلوک الکترونیکی ۲۶ واتی بدون استفاده از PFC است. نور و مرحله خروجی رزونانسی نیمه پل هر دو به طور کامل توسط مدار کنترل می‌شوند. فرکانس پین‌های HO و LO که خروجی‌های دریچه‌ران پل نیمه‌پل هستند، توسط پین VCO تنظیم می‌شود. برنامه‌ریزی سطوح ولتاژ VCO نیازمند قرار دادن یک تقسیم‌کننده ولتاژ مقاومتی در پین VCO است. فرکانس اوسیلاتور داخلی کنترل شده ولتاژ با مقادیر این سطوح ولتاژ تعیین می‌شود. سیگنال از اوسیلاتور داخلی به مدار منطقی دریچه‌ران‌های بالا و پایین ارسال می‌شود. این اجازه می‌دهد تا فرکانس‌های لازم برای پیش‌گرمی، روشن شدن و عملکرد مرحله خروجی رزونانسی نیمه‌پل تولید شود. برای ارائه ولتاژ روشن شدن ثابت لامپ و شناسایی خطای پایان عمر لامپ، یک تقسیم‌کننده ولتاژ مقاومتی (REOL1، REOL2، REOL3، RIGN1) و مدار بازخورد (CIGN1، DR1، DR2، DIGN، REOL، CEOL، DEOL+، DEOL-) استفاده می‌شود.

اصل کار بلوک الکترونیکی

بلوک‌های الکترونیکی نیاز به قدرت در فرکانس ۵۰-۶۰ هرتز دارند. ابتدا ولتاژ جریان متناوب را به ولتاژ جریان مستقیم تبدیل می‌کنند. سپس، ولتاژ DC با استفاده از یک آرایش خازنی فیلتر می‌شود. ولتاژ DC فیلتر شده حالا به مرحله نوسان با فرکانس بالا ارسال می‌شود، که معمولاً موج مربعی است و محدوده فرکانسی آن ۲۰ کیلوهرتز تا ۸۰ کیلوهرتز است.

به عنوان نتیجه این، فرکانس جریان خروجی بسیار بالا است. برای ایجاد مقدار بالا، کمی اندوکتانس داده می‌شود تا با نرخ تغییر بالای جریان در فرکانس بالا جفت شود.

معمولاً بیش از ۴۰۰ ولت برای شروع فرآیند دیسچارژ گاز در لامپ‌های لوله‌ای فلورسنت نیاز است. وقتی سوئیچ روشن می‌شود، ولتاژ اولیه در لامپ به ۱۰۰۰ ولت می‌رسد به دلیل مقدار بالا و دیسچارژ گاز بلافاصله اتفاق می‌افتد.

وقتی فرآیند دیسچارژ شروع می‌شود، ولتاژ روی لامپ از ۲۳۰ ولت به ۱۲۵ ولت کاهش می‌یابد و بلوک الکترونیکی اجازه می‌دهد جریان محدودی از طریق نور جریان یابد.

واحد کنترل بلوک الکترونیکی ولتاژ و جریان را کنترل می‌کند. وقتی نورهای فلورسنت روشن می‌شوند، بلوک الکترونیکی به عنوان یک دیمر عمل می‌کند و جریان و ولتاژ را محدود می‌کند.

عملکرد بلوک الکترونیکی

معیارهای مختلفی برای ارزیابی کارایی بلوک‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.

عامل بلوک مهم‌ترین معیار است. این نسبت خروجی نور لامپ وقتی توسط بلوک مورد بررسی کنترل می‌شود به خروجی نور لامپ وقتی توسط بلوک مرجع کنترل می‌شود است.

برای بلوک‌های الکترونیکی، این مقدار گزارش می‌شود که بین ۰.۷۳ تا ۱.۵۰ متغیر است.

یک بلوک می‌تواند مجموعه وسیعی از سطوح خروجی نور را ارائه دهد، که اهمیت چنین محدوده وسیعی است.

این کاربردهای زیادی در مدارهای دیمر دارد. با این حال، نشان داده شده است که هر دو عامل بلوک بسیار بالا و بسیار پایین عمر لامپ را به دلیل تخریب لومن ناشی از جریان‌های بالا و پایین لامپ کاهش می‌دهند.

عامل کارایی بلوک، که نسبت عامل بلوک (به صورت درصد) به قدرت است و اندازه‌گیری نسبی کارایی سیستم ترکیبی کامل لامپ و بلوک را ارائه می‌دهد، معمولاً زمانی استفاده می‌شود که بلوک‌های الکترونیکی از یک مدل و سازنده مقایسه می‌شوند.

کارایی عملکرد بلوک با استفاده از معیار عامل قدرت (PF) اندازه‌گیری می‌شود. توانایی بلوک الکترونیکی برای تبدیل ولتاژ و جریان تأمینی به توان قابل استفاده و ارائه آن به نور با عامل قدرت آن اندازه‌گیری می‌شود، با ۱ به عنوان مقدار بهینه. در مقابل، بلوک‌های با عامل قدرت پایین نیاز به حدود دو برابر جریان بلوک‌های با عامل قدرت بالاتر دارند و بنابراین تعداد کمتری از نورها را در یک مدار پشتیبانی می‌کنند. این با این حال ظرفیت بلوک برای ارائه نور را نشان نمی‌دهد.

هر دستگاه الکتریکی محدوده‌ای برای خطی بودن دارد و وقتی سیگنال ورودی این محدوده را تجاوز می‌کند، سیگنال تحریف می‌شود و منجر به تحریف‌های غیرخطی و هارمونیک می‌شود. تحریف هارمونیک، که به عنوان تحریف هارمونیک کلی ارزیابی می‌شود، زمانی رخ داده است که موج سیگنال از شکل سینوسی معمولی انحراف می‌کند.

جریان هارمونیکی که توسط بلوک‌های الکترونیکی به سیستم توزیع قدرت اضافه می‌شود به صورت درصد THD شناخته می‌شود. اگرچه استانداردهای ANSI حداکثر تحریف ۳۲٪ را مجاز می‌کنند، اما بیشتر سازندگان تلاش می‌کنند THD را زیر ۲۰٪ نگه دارند. نگه داشتن تحریف‌ها در این سطوح با استفاده از بلوک‌های الکترونیکی ساده‌تر از بلوک‌های مغناطیسی یا ترکیبی است.

مزایای بلوک الکترونیکی

• قابلیت اطمینان بلوک با گذشت زمان کاهش می‌یابد؛ هر چه بیشتر مورد استفاده قرار گیرد، احتمال خرابی کمتر است. در مقایسه با بلوک‌های مغناطیسی، قدرت نور با استفاده از بلوک‌های الکترونیکی به آرامی کاهش می‌یابد.

• این دستگاه‌ها نه تنها به طور قابل توجهی سبک‌تر و موثرتر هستند، بلکه بسیار آرام‌تر هستند.

• در مقایسه با بلوک‌های مغناطیسی یا ترکیبی، تلفات قدرت با بلوک‌های الکترونیکی حدود نیمی است.

• علاوه بر این، به دلیل نیاز ولتاژ بالا لامپ، آنها می‌توانند به راحتی لامپ‌هایی را که نمی‌توانند مستقیماً با استفاده از یک چوک روی خط کنترل شوند، کنترل کنند.

• در سیستم‌های لامپ-بلوک، کارایی انرژی می‌تواند به طور اصل