Balastro Electrónico: Principio de Funcionamento e Diagrama de Circuíto
Que significa Balastro Electrónico?
O balastro electrónico, tamén coñecido como balastro eléctrico, é un compoñente de equipos que controla a tensión e as correntes de arranque das luminarias.
Isto realiza-se mediante a utilización da técnica de descarga de gas eléctrica. Para iniciar o método de descarga de gas en lúminas fluorescentes, o balastro electrónico converte a frecuencia de alimentación a unha frecuencia moi alta xestionando a tensión a través da lámpara e a corrente polo lúmen.
Diagrama de bloques do Balastro Electrónico
Abaixo amósase o diagrama de bloques básico do balastro electrónico.
O diagrama de bloques do balastro electrónico ten cinco bloques, como se mostra na imaxe superior. En xeral, todos os balastros electrónicos adhérense a ese diagrama de bloques.
1). Filtro EMI
O filtro de interferencia electromagnética está representado polo Bloque 1. Os filtros EMI están feitos de indutancias e condensadores que bloquean ou minimizan a interferencia electromagnética.
2). Rectificador
O circuito rectificador está representado polo Bloque 2. O circuito rectificador converte a corrente alternativa en corrente directa.
3). Filtro DC
O circuito de filtro DC está representado polo Bloque 3. Un condensador é o compoñente do circuito de filtro DC responsable de filtrar a corrente directa impura xerada polo circuito rectificador.
4). Inversor
O circuito inversor está representado polo Bloque 4. A corrente directa convértese en corrente alternativa de alta frecuencia neste bloque, e un transformador elevador aumenta o nivel de potencia.
5). Circuito de control
O circuito de control, representado polo Bloque 5, recibe retroalimentación da saída e regula os circuitos rectificador, filtro e inversor. A maioría dos balastros electrónicos carecen deste bloque.
Diagrama de circuito do Balastro Electrónico
O IRS2526DS “Mini8” Control IC de balastro é o punto focal do deseño para un circuito de balastro electrónico de 26 W que non utiliza PFC. A luz, así como a etapa de saída resonante de medio puente, están ambos completamente controlados polo circuito. A frecuencia dos pines 'HO' e 'LO', que son salidas do controlador de porta de medio puente, axústase polo pin 'VCO'. Programar os niveis de tensión VCO requiridos require que se coloque un divisor de tensión de resistencias no pin 'VCO'. A frecuencia do oscilador de voltaxe controlado internamente determinase polos valores destes niveis de tensión. Aínda, o sinal do oscilador interno envíase á lóxica do controlador de porta de banda alta e banda baixa. Isto permite xerar as frecuencias necesarias de preaquecemento, ignición e funcionamento para a etapa de saída de medio puente & resonante. Para proporcionar unha tensión de ignición constante da lámpara e identificar un fallo de fin de vida da lámpara, úsanse un divisor de resistencias de tensión da lámpara (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) & un circuito de realimentación (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-).
Principio de funcionamento do Balastro Electrónico
Os balastros electrónicos requiren enerxía a 50 – 60 Hz. Iniialmente transforman a tensión de corrente alternativa en tensión de corrente directa. Seguidamente, a tensión de corrente directa filtra con unha disposición de condensadores. A tensión de corrente directa filtrada envíase agora á etapa de oscilación de alta frecuencia, onde a oscilación é normalmente onda cadrada e o rango de frecuencia é de 20 kHz a 80 kHz.
Como resultado diso, a frecuencia da corrente de saída é extremadamente alta. Para crear un valor alto, dáse unha pequena cantidade de inductancia para acoplar con unha taxa de cambio elevada da corrente a alta frecuencia.
Máis de 400 V son frecuentemente necesarios para iniciar o proceso de descarga de gas nas lúminas fluorescentes. Cando se acciona o interruptor, o suministro inicial de tensión a través da lámpara alcanza 1000 V debido ao alto valor, e a descarga de gas ocorre instantaneamente.
Cando o proceso de descarga comeza, a tensión a través da lámpara reducírase de 230V a 125V, e o balastro electrónico permite que flua unha corrente restrinxida a través da luz.
A unidade de control do balastro electrónico controla a tensión e a corrente. Cando se encenden as lúminas fluorescentes, o balastro electrónico funciona como un atenuador, limitando a corrente e a tensión.
Rendemento do Balastro Electrónico
Úsanse diferentes métricas para avaliar a eficacia dos balastros electrónicos.
O Factor de Balastro é o máis importante. É a relación entre a saída de luz da lámpara cando é impulsada polo balastro en exame e a saída de luz da lámpara cando é impulsada polo balastro de referencia.
Para os balastros electrónicos, este valor informase que está entre 0,73 e 1,50.
Un só balastro pode proporcionar unha gran variedade de niveis de saída de luz, que é a relevancia dunha gama tan ampla.
Isto ten moitas aplicacións en circuitos de atenuación. No entanto, demostrouse que tanto factores de balastro excesivamente altos como excesivamente baixos reducen a vida útil da lámpara debido á degradación de lúmens provocada por correntes de lámpara alta e baixa, respectivamente.
O Factor de Eficacia do Balastro, que é a relación do factor de balastro (en %) á potencia, proporciona unha medida relativa da eficiencia do sistema da combinación completa de lámpara y balastro, e úsase frecuentemente ao comparar balastros electrónicos do mesmo modelo e fabricante.
A eficacia da operación do balastro mídese utilizando a métrica do factor de potencia (PF). A capacidade do balastro electrónico de converter a tensión e a corrente de alimentación en potencia utilizable e entregala á luz mídese polo seu factor de potencia, sendo 1 o valor óptimo. En contraste, os balastros de baixo factor de potencia precisarían case o dobre de corrente que os balastros de alto factor de potencia, e, polo tanto, apoian menos luces nun circuito. Isto, no entanto, non indica a capacidade do balastro de proporcionar luz.
Todo dispositivo eléctrico ten un límite de linearidade, e cando a señal de entrada supera ese límite, a señal distórse, resultando en distorcións non lineares e harmónicas. A distorción harmónica, que se evalúa como Distorción Harmónica Total, considerase que ocorreu cando a forma de onda da señal desvíase da forma sinusoidal típica.
A corrente harmónica engadida aos sistemas de distribución de enerxía polos balastros electrónicos, expresada en porcentaxe, coñécese como THD. Aínda que as normas ANSI permiten unha máxima distorción de ata o 32%, a maioría dos fabricantes esforzáronse por manter o THD por debaixo do 20%. É máis sinxelo manter as distorcións a estes niveles usando balastros electrónicos que con balastros magnéticos ou híbridos.
Ventajas do Balastro Electrónico
A fiabilidade do balastro diminúe co tempo; canto máis se usa, menor é a probabilidade de fallo. Comparado cos balastros magnéticos, a potencia das luces decrece máis gradualmente cando se utilizan con balastros electrónicos.
Estes dispositivos non só son significativamente máis leves e eficientes, senón que tamén son moito máis silenciosos.
Comparado cos balastros magnéticos (ou) híbridos, a perda de potencia cos balastros electrónicos é aproximadamente a metade.
Ademais, dada a alta necesidade de tensión da lámpara, poden facilmente facer funcionar luces que non poden ser impulsadas directamente por un estrangulador na liña.
A eficiencia enerxética nos sistemas de lúmen-balastro pode mellorarse principalmente de tres formas: reducindo as perdas do balastro, operando a frecuencias máis altas, & reducindo as perdas de electrodos da lámpara. Os balastros electrónicos son máis eficientes enerxeticamente porque inclúen todas estas características ao mesmo tempo.
Desvantaxes do Balastro Electrónico
Os balastros electrónicos xeran forte corrente harmónica desde picos de corrente alternativa arredor dos máximos de tensión. Isto pode crear campos magnéticos estranhos, corrosión de tubos, interferencia de radio e televisión, e falla de equipos de IT, ademais de problemas no sistema de iluminación.
O alto contido harmónico pode sobrecargar transformadores trifásicos e cables neutros. O ollo humano pode non detectar unha taxa de parpadeo maior, pero os mandos a distancia infrarrojos para equipos de entretemento doméstico como televisións.
A documentación e o deseño de balastros intelixentes reducen a interferencia en rangos de frecuencia de aplicación.
No entanto, hai certos resquicios no espectro de frecuencia que non se empregan en ningunha aplicación, e a maioría das perturbacións do balastro nesta área ignoranse, xerando unha imaxe máis limpa no papel que a certeza.
Os balastros electrónicos non poden manexar picos de potencia e sobrecargas.
Os balastros electrónicos tamén teñen un custo inicial alto, que pode desanimar aos compradores impulsivos, pero compensan máis a longo prazo.
Aplicación do Balastro Electrónico
1). Mantén a potencia de saída constante
Mantén a potencia de saída constante das luces. A técnica de conducción de corrente de onda cadrada asegura que non ocorran fenómenos de resonancia acústica.
2) Protección anómala
