Sähköinen pallastin: Toimintaperiaate & piirikaavio

Mitä tarkoittaa sähköinen ballasti?

Sähköinen ballasti, jota kutsutaan myös sähköballastiksi, on laitteen komponentti, joka ohjaa valaistuslaitteiden käynnistysjännitteitä ja -virtauksia.

Tämä saavutetaan sähköisen kaasupäästötekniikan avulla. Fluorosivalempujen käynnistyksessä sähköinen ballasti muuntaa voiman taajuuden hyvin korkeaksi taajuudeksi hallitsemalla jännitettä kynttilän yli ja virtaa lamppuun.

Sähköisen ballastin lohkodiagrammi

Sähköisen ballastin peruslohkodiagrammi on näkyvissä alla.

Sähköisen ballastin lohkodiagrammilla on viisi lohkoa, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy. Yleisesti ottaen kaikki sähköiset ballastit noudattavat tätä lohkodiagrammia.

1). EMI-suodatin

Sähkömagneettisen häiriön suodatin on edustettu lohkolla 1. EMI-suodattimet tehdään induktoreista ja kondensaattoreista, jotka estävät tai vähentävät sähkömagneettista häiriötä.

2). Suodin

Suodinpiiri on edustettu lohkolla 2. Suodinpiiri muuttaa vaihtovirtaa suoraan virtaksi.

3). DC-suodatin

DC-suodinpiiri on edustettu lohkolla 3. Kondensaattori on DC-suodinpiirin komponentti, joka vastaa epäpuhtaan DC:n suodattamisesta, joka on tuotettu suodinpiirillä.

4). Inversio

Inversiopiiri on edustettu lohkolla 4. DC muutetaan korkeataajuiseksi AC:ksi tässä lohkossa, ja askelmuunnin nostaa tehon tason.

5). Ohjauspiiri

Ohjauspiiri, joka on edustettu lohkolla 5, vastaanottaa palautetta tulostuksesta ja säätelee suodin-, suodin- ja inversiopiirejä. Useimmat sähköiset ballastit puuttuvat tästä lohkosta.

Sähköisen ballastin piirikaavio

IRS2526DS "Mini8" Ballast Control IC on keskiössä 26 W:n sähköisen ballastin piirin suunnittelussa, joka ei käytä PFC:tä. Valo sekä puolipuenteen resonanssiulostusvaihe ovat molemmat täysin piirin hallinnassa. 'HO' ja 'LO' pinnien taajuus, jotka ovat puolipuenteen portinvajausajurin tulosteita, säädellään 'VCO' pinnillä. Vaadittujen VCO-jännitetasojen ohjelmointi vaatii vastusjännitejakajan asettamista 'VCO' pinnille. Sisäisen jänniteohjatun oskillaattorin taajuus määräytyy näiden jännitetasojen arvojen mukaan. Signaali sisäisestä oskillaattorista lähetetään sitten korkean ja alhaan portinvajausajurin logiikapiiriin. Tämä mahdollistaa tarvittavien esilämmityksen, sytytys- ja toiminta-taajuuksien luomisen puolipuenteen & resonanssiulostusvaiheelle. Jotta voidaan tarjota vakaa lampun sytytysjännite ja tunnistaa lampun elinkaari lopussa oleva virheasettelu, käytetään lampun jännitejakajaa (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) & palautepiiriä (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-).

Sähköisen ballastin toimintaperiaate

Sähköiset ballastit tarvitsevat voimaa 50 – 60 Hz:ssä. Se muuttaa ensin vaihtovirtajännitteen suoraan virtajännitteeksi. Tämän jälkeen DC-jännitettä suodatetaan kondensaattori-asetelmalla. Suodatettu DC-jännite lähetetään nyt korkeataajuiseen värähtelyvaiheeseen, jossa värähtely on yleensä neliöaalto ja taajuusalue on 20 kHz – 80 kHz.

Näiden seurauksena ulostusvirta on erittäin korkeataajuinen. Korkean arvon luomiseksi annetaan pieni induktanssimäärä yhdistettynä virtan nopeaan muutokseen korkealla taajuudella.

Yli 400 V on usein tarpeen aloittaa kaasupäästöprosessi fluoresseinivaloissa. Kun kytkin kytketään päälle, kynttilän yli annettu jännite saavuttaa 1000 V korkean arvon vuoksi, ja kaasupäästö tapahtuu välittömästi.

Kun päästöprosessi alkaa, kynttilän yli oleva jännite vähenee 230V:stä 125V:een, ja sähköinen ballasti sallii rajoitetun virran kulkea valoon.

Sähköisen ballastin ohjausyksikkö ohjaa jännitettä ja virtaa. Kun fluoresseinivalot kytketään päälle, sähköinen ballasti toimii sumuttimena, rajoittaen virtaa ja jännitettä.

Sähköisen ballastin suorituskyky

Sähköisten ballastien tehokkuuden arviointiin käytetään erilaisia mittareita.

Ballastitekijä on tärkein. Se on lampan valovalta, kun sitä ajetaan tutkitulla ballastilla, verrattuna lampan valovaltaan, kun sitä ajetaan viiteballastilla.

Sähköisten ballastien käsittelyssä tämä arvo raportoidaan olevan välillä 0.73 ja 1.50.

Yksi ballasti voi tarjota laajan valikoiman valovaltasia, mikä on tällaisen laajan valikoiman merkitys.

Tämä on monia käyttökohteita sumutuspiireissä. On kuitenkin osoitettu, että sekä liian korkeat että liian alhaiset ballastitekijät vähentävät lampan käyttöikää lumen heikkenemisen vuoksi, joka johtuu korkeasta ja matalasta lampun virrasta vastaavasti.

Ballastitehokkuuskerroin, joka on ballastitekijän (prosenttiosuudessa) suhde voimaan, tarjoaa suhteellisen mittauksen koko lampan ballastiyhdistelmän systeemitehokkuudesta, ja sitä käytetään usein vertailemaan samoja mallia ja valmistajaa olevia sähköisiä ballasteja.

Ballastin toimintatehokkuus mitataan tehokerroin (PF) -mittarilla. Sähköisen ballastin kyky muuttaa tarjotun jännitteen ja virtan käytettäväksi voimaksi ja toimittaa sen valoon mitataan sen tehokerroin, jossa 1 on optimaalinen arvo. Toisaalta, alhaisen tehokerroinballastit tarvitsisivat lähes kaksinkertaisen virran kuin korkean tehokerroinballastit, ja siksi ne tukevat vähemmän valoja piirissä. Tämä ei kuitenkaan osoita ballastin kykyä tuottaa valoa.

Jokaisella sähkölaitteella on raja sille, kuinka lineaarinen se voi olla, ja kun syöttösignaali ylittää tämän rajan, signaali vääristyy, mikä johtaa ei-lineaarisiin ja harmoonisiin vääristymiin. Harmooninen vääristyminen, joka arvioidaan kokonaisharmoonisena vääristymänä, sanotaan tapahtuneen, kun signaalin aaltomuoto poikkeaa tyypillisestä sinimuodosta.

Sähköisten ballastien lisäämä harmooninen virta voiman jakelujärjestelmään prosenttiosuutena tunnetaan THD:nä. Vaikka ANSI -standardit sallivat enimmäisvääristymäksi 32%, useimmat valmistajat pyrkivät pitämään THD:n alle 20%. On helpompaa ylläpitää vääristymiä näillä tasolla sähköisten ballastien avulla kuin magneettisten (tai) hybridiballastien avulla.

Sähköisen ballastin etumat

• Ballastin luotettavuus heikkenee ajan myötä; mitä kauemmin se on käytössä, sitä pienempi on häiriövaara. Sähköisten ballastien kanssa lampan valovalta laskee hitaammin kuin magneettisten ballastien kanssa.

• Nämä laitteet ovat paitsi huomattavasti kevyempiä ja tehokkaampia, myös paljon hiljaisempia.

• Sähköisten ballastien kanssa hukka virtauksessa on noin puolet niin suuri kuin magneettisten (tai) hybridiballastien kanssa.

• Lisäksi ne voivat helposti ajaa lamput, joita ei voi ajaa suoraan sähkökatkaisijalla linjassa korkean kynttiläjännitteen vaatimusten vuoksi.

• Lamppu-ballastijärjestelmien energiatehokkuutta voidaan parantaa pääasiassa kolmella tavalla: vähentämällä ballastihukkaa, toimimalla korkeammilla taajuuksilla ja vähentämällä lampun elektronihukkaa. Sähköiset ballastit ovat energiatehokkaampia, koska ne sisältävät kaikki nämä ominaisuudet yhdessä.

Sähköisen ballastin haitat

• Sähköiset ballastit tuottavat voimakasta harmoonista virtaa vaihtovirtapuuskujen ympäriltä jännitteen maksimipisteissä. Tämä voi aiheuttaa satunnaisia magneettikenttiä, putkipuun sulaumaa, radio- ja TV-häiriöitä, IT-laitteiden epäonnistumista sekä valaistusjärjestelmien ongelmia.

• Korkea harmooninen sisältö voi ylikuormittaa kolmifasettiset muuntimet ja neutraalijohdot. Ihmis silmä ei ehkä havaitse korkeampaa vilkkumisnopeutta, mutta kotielokuvavälineiden infrapuna-ohjaimet, kuten televisio, voivat häiriintyä.

• Älykkäiden ballastien dokumentaatio ja suunnittelu vähentävät häiriöitä sovellusfrekvenssisävyissä.

• On kuitenkin joitakin tuntemattomia nurkia frekvenssispektrissä, joita ei käytetä missään sovelluksessa, ja useimmat ballastien häiriöt tällä alueella jäävät huomiotta, mikä antaa siistimman kuvan paperilla kuin todellisuudessa.

• Sähköiset ballastit eivät pysty käsittelemään virtasuoria ja ylikuormituksia.

• Sähköiset ballastit myös kalliit alkuinvestoinneina, mikä saattaa karkottaa impulsiivisia ostajia, mutta ne maksavat itsensä tak