Electronic Ballast: Patakaran ng Paggana & Diagrama ng Sirkuito

Ano ang ibig sabihin ng Electronic Ballast?

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

Ito ay natatapos sa pamamagitan ng paggamit ng teknik ng electrical gas discharge. Upang simulan ang gas discharge method sa fluorescent lamps, ang electronic ballast ay nagsasalin 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 blocks, tulad ng ipinapakita sa imahe sa itaas. Sa pangkalahatan, lahat ng electronic ballasts ay sumusunod sa block diagram na ito.

1). EMI Filter

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

2). Rectifier

Ang rectifier circuit ay kinakatawan ng Block 2. Ang rectifier circuit ay nagsasalin 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 pag-filter ng impure DC na ginagawa ng rectifier circuit.

4). Inverter

Ang inverter circuit ay kinakatawan ng Block 4. Ang DC ay nagsasalin sa high-frequency AC sa block na ito, at ang step-up transformer ay tumataas sa power level.

5). Control Circuit

Ang control circuit, kinakatawan ng Block 5, ay tumatanggap ng feedback mula sa output at nagregulate ng 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 lubos na kontrolado ng circuit. Ang frequency ng 'HO' at 'LO' pins, na mga output mula sa half-bridge gate driver, ay naka-adjust sa pamamagitan ng 'VCO' pin. Ang pagprogram ng kinakailangang VCO voltage levels ay nangangailangan ng resistor voltage divider na ilagay sa 'VCO' pin. Ang frequency ng internal voltage-controlled oscillator ay nakadepende sa mga value 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 layunin ng pagbibigay ng consistent lamp ignition voltage at pag-identify ng lamp end-of-life fault setting, ginagamit ang lamp voltage resistor divider (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) & feedback circuit (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-).

Prinsipyo ng Pagtrabaho ng Electronic Ballast

Ang mga electronic ballasts ay nangangailangan ng power sa 50 – 60 Hz. Ito ay unang nagbabago ng alternating current voltage sa direct current voltage. Pagkatapos, ang DC voltage ay inifilter gamit ang capacitor arrangement. Ang nafilter na DC voltage ay ipinapadala sa high-frequency oscillation stage, kung saan ang oscillation ay normal na 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 value, binibigyan ito ng kaunti lamang na inductance upang magkaroon ng mataas na rate of change ng current sa mataas na frequency.

Kadalasan, higit sa 400 V ang kailangan upang simulan ang gas discharging process sa fluorescent tube lights. Kapag napatunayan ang switch, ang initial supply ng voltage sa bulate ay umabot sa 1000 V dahil sa mataas na value, at ang gas discharge ay nangyayari agad.

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

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

Prestasyon ng Electronic Ballast

Ipinapamalas ng iba't ibang metrics ang epektividad ng electronic ballasts.

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

Para sa electronic ballasts, ang value na ito ay inireport na nasa range ng 0.73 hanggang 1.50.

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

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

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

Ballast operation efficacy ay sinusukat gamit ang Power Factor (PF) metric. Ang kakayahan ng electronic ballast na i-convert ang supply voltage & current sa useable power at ihanda ito sa ilaw ay sinusukat sa pamamagitan ng power factor nito, na 1 ang optimal value. Sa katunayan, ang low power factor ballasts ay kailangan ng halos dalawang beses na current kaysa sa mas mataas na power factor ballasts & kaya suporta ng mas kaunti na ilaw sa circuit. Ngunit, hindi ito nagpapahiwatig ng capacity ng ballast na magbigay ng ilaw.

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

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

Mga Advantages ng Electronic Ballast

• Ang dependability ng ballast ay bumababa sa loob ng panahon; ang mas matagal ito sa paggamit, ang mas mababa ang posibilidad ng pagkakamali. Kumpara sa magnetic ballasts, ang lakas ng ilaw ay bumababa nang mas gradual kapag ginamit sa electronic ballasts.

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

• Kumpara sa magnetic (o) hybrid ballasts, ang power loss sa electronic ballasts ay humigit-kumulang kalahati lang.

• Karagdagan pa, dahil sa mataas na voltage requirement ng bulate, maaari silang madaling patakbuhin ang mga ilaw na hindi maaaring diretso na patakbuhin ng choke sa line.

• Sa mga lamp-ballast systems, maaaring mapabuti ang energy efficiency sa tatlong paraan: sa pamamagitan ng pagbabawas ng ballast losses, pag-operate sa mas mataas na frequencies, & pagbabawas ng lamp electrode losses. Ang electronic ballasts ay mas epektibo sa enerhiya dahil mayroon silang lahat ng tatlong features na ito.

Mga Disadvantages ng Electronic Ballast

• Ang mga electronic ballasts ay naglilikha ng malakas na harmonic current mula sa alternating current spikes sa paligid ng voltage maximums. Ito ay maaaring makapaglabas ng stray magnetic fields, corrosion ng pipes, radio at TV interference, at failure ng IT equipment, kasama na ang mga problema sa lighting system.

• Ang mataas na harmonic content ay maaaring overload ang three-phase transformers at neutral wires. Ang mataas na flicker rate ay hindi maaaring mapansin 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 aplikasyon, at ang karamihan sa mga disturbance ng ballast sa area na ito ay inignore, nagreresulta sa mas malinis na imahe sa papel kaysa sa tunay na kalidad nito.

• Hindi kayang tanggihan ng mga electronic ballasts ang power spikes at overloads.

• Ang mga electronic ballasts ay may mataas na initial cost, na maaaring mapagtaksan ang mga impulsive buyers, ngunit mas mahal ito sa huling bahagi.

Application ng Electronic Ballast

1). Panatilihin ang output power constant

Panatilihin ang steady output power ng mga ilaw. Ang teknik ng square-wave current driving ay nagaseguro na walang "acoustic resonance" phenomena na nangyayari.

2) Abnormal protection

Kapag ang electronic ballast ay operasyon kas