Elektromagnētiskais balasts: Darbības princips un shēma
Kas nozīmē Elektronisks balasts?
Elektronisks balasts, kas arī tiek saukts par elektrisku balastu, ir ierīces komponents, kas kontrolē gaismas avotu uzsākšanas spriegumu un strāvas vērtības.
Tas tiek sasniegts, izmantojot elektro gāzes izplūdes tehnoloģiju. Lai uzsāktu gāzes izplūdi plīsmaskopos, elektronisks balasts pārveido enerģijas frekvenci uz ļoti augstu frekvenci, pārvaldodot spriegumu pāri lampai un strāvu caur lampu.
Elektroniskā balasta bloku shēma
Zemāk ir parādīta elektroniskā balasta pamata bloku shēma.
Elektroniskā balasta bloku shēmā ir pieci bloki, kā redzams attēlā augšā. Kopumā visi elektroniskie balasti ievēro šo bloku shēmu.
1). EMI filtrais
Elektromagnētiskā interferencijas filtrais atzīstams kā Bloks 1. EMI filtrus veido induktīvie elementi un kondensatori, kas bloķē vai samazina elektromagnētisko interferenci.
2). Rektifikators
Rektifikatora shēma atzīstama kā Bloks 2. Rektifikatora shēma pārveido maiņstrāvu par vienmērīgo strāvu.
3). DC filtrais
DC filtrais shēma atzīstama kā Bloks 3. Kondensators ir DC filtrais shēmas komponents, kas atbild par nečistās vienmērīgās strāvas filtrāciju, ko radījis rektifikatora shēma.
4). Invertētājs
Invertētāja shēma atzīstama kā Bloks 4. Šajā blokā vienmērīgā strāva tiek pārveidota par augstfrekvences maiņstrāvu, un step-up transformators paaugstinās enerģijas līmeni.
5). Kontrolējošā shēma
Kontrolējošā shēma, kas atzīstama kā Bloks 5, saņem atgriezenisko saiti no izvades un regulē rektifikatora, filtra un invertētāja shēmas. Vairums elektronisko balastu nav aprīkots ar šo bloku.
Elektroniskā balasta shēma
IRS2526DS "Mini8" Balasta Kontroles IC ir galvenais elements 26 W elektroniskā balasta shēmā, kas nedarbojas ar PFC. Gan gaismas avots, gan pusapgaismojuma rezonācijas izvade tiek pilnībā kontrolētas šajā shēmā. 'HO' un 'LO' kontaktu, kas ir pusapgaismojuma vārtu pārraidītāja izvades, frekvence tiek pielāgota ar 'VCO' kontaktu. Necessāro VCO sprieguma līmeņu programmatūras iestatīšanai nepieciešams rezistora sprieguma dalītājs 'VCO' kontaktam. Iekšējā sprieguma kontrolējamā oscilatora frekvence nosaka šo sprieguma līmeņu vērtības. Signāls no iekšējā oscilatora tiek nosūtīts uz augšējā un apakšējā vārtu pārraidītāja loģikas shēmu. Tas ļauj ģenerēt nepieciešamos apsildes, uzsākšanas un darbības frekvences pusapgaismojuma un rezonācijas izvadei. Lai nodrošinātu konsekventu lampas uzsākšanas spriegumu un identificētu lampas dzīves beigu kļūdas, tiek izmantots lampas sprieguma rezistora dalītājs (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) un atgriezeniskā saite (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-).
Elektroniskā balasta darbības princips
Elektroniskiem balastiem nepieciešama enerģija 50–60 Hz. Sākotnēji tā pārveido maiņstrāvas spriegumu par vienmērīgās strāvas spriegumu. Tad vienmērīgā strāvas spriegums tiek filtrēts, izmantojot kondensatoru apvienojumu. Filtrētais vienmērīgā strāvas spriegums tiek nosūtīts augstfrekvences oscilācijas stadijā, kur oscilācijas parasti ir kvadrātvirziena un frekvences diapazons ir 20 kHz līdz 80 kHz.
Kā rezultāts, izvades strāvas frekvence ir ļoti augsta. Lai radītu augstu vērtību, piešķirta maza induktivitāte, kas savienota ar strāvas ātri mainīgu vērtību augstā frekvencē.
Parasti vajadzīs vairāk nekā 400 V, lai sāktu gāzes izplūdi plīsmaskopos. Kad pārslēgns tiek ieslēgts, sākotnējais spriegums pāri lampai sasniedz 1000 V, un gāzes izplūde notiek tūlīt.
Kad izplūdes process sākas, spriegums pāri lampai tiek samazināts no 230 V līdz 125 V, un elektroniskais balasts ļauj ierobežotu strāvu plūst caur gaismu.
Elektroniskā balasta kontrolējošā vienība kontrolē spriegumu un strāvu. Kad plīsmaskopi tiek ieslēgti, elektroniskais balasts darbojas kā dimmers, ierobežojot strāvu un spriegumu.
Elektroniskā balasta efektivitāte
Dažādi rādītāji tiek izmantoti, lai novērtētu elektronisko balastu efektivitāti.
Balasta faktors ir visvairāk nozīmīgs. Tas ir attiecība starp lampas gaismas izvadi, kad to palaista ar pārbaudāmo balastu, un lampas gaismas izvadi, kad to palaista ar standarta balastu.
Elektroniskajiem balastiem šī vērtība atrodas robežās no 0,73 līdz 1,50.
Viens balasts var nodrošināt lielu daudzveidību gaismas izvades līmeņos, kas ir šāda plaša diapazona nozīmīgums.
Šis ir daudzos gadījumos izmantojams dimmeru shēmās. Tomēr ir pierādīts, ka gan pārāk augsti, gan pārāk zemi balasta faktori samazina lampu ilgumu, jo augstas un zemas strāvas vērtības atbilstoši samazina lumenus.
Balasta efektivitātes faktors, kas ir balasta faktora (procentos) attiecība pret jaudu, sniedz relatīvu mērījumu veselā lampas-balasta kombinācijas sistēmas efektivitātei, un to bieži izmanto, salīdzinot elektroniskos balastus no viena modeļa un ražotāja.
Balasta darbības efektivitāte tiek mērīta, izmantojot jaudas faktora (PF) rādītāju. Elektroniskā balasta spēja pārvērst piegādes spriegumu un strāvu par izmantojamu jaudu un nodrošināt to lampai tiek mērīta ar tā jaudas faktoru, kur 1 ir optimālā vērtība. Savukārt zemā jaudas faktora balasti nepieciešami aptuveni divreiz lielāka strāva nekā augstā jaudas faktora balasti, tāpēc tie var atbalstīt mazāk lampu šķērsojumā. Tomēr tas neatrisina balasta spēju nodrošināt gaismu.
Katra elektrotehniska ierīce ir ierobežota, cik lineāra tā var būt, un, kad ieejas signāls pārsniedz šo robežu, signāls tiek deformēts, radot nelīniju un harmoniskas deformācijas. Harmoniskā deformācija, kas novērtēta kā kopējā harmoniskā deformācija, tiek minēta, kad signāla formas devās no tipiskā sinusoidālā formā.
Elektroniskie balasti pievieno enerģijas sadalīšanas sistēmai harmonisku strāvu, kas procentos pazīstama kā THD. Lai arī ANSI standarti atļauj maksimālu deformāciju līdz 32%, lielākā daļa ražotāju cenšas uzturēt THD zem 20%. Izmantojot elektroniskos balastus, ir vieglāk uzturēt deformācijas šajā līmenī nekā ar magnētiskiem vai hibrīda balastiem.
Elektroniskā balasta priekšrocības
Balasta uzticamība samazinās laika gaitā; jušana ilgāk, tā kļūst drošāka. Salīdzinājumā ar magnētiskajiem balastiem, gaismas spēka samazināšanās ir lēnāka, izmantojot elektroniskos balastus.
Šīs ierīces nav tikai būtiski vieglākas un efektīvākas, bet arī daudz klusākas.
Salīdzinājumā ar magnētiskajiem (vai) hibrīda balastiem, jaudas zudumi ar elektroniskajiem balastiem ir aptuveni pusē no tiem.
Turklāt, tāpēc, ka nepieciešams augsts lampas spriegums, tie viegli var palaist lampas, kas nevar tikt palistas tieši ar strāvas apgaismojumu līnijā.
Lampas-balasta sistēmā enerģijas efektivitāti var uzlabot galvenokārt trim veidiem: samazinot balasta zudumus, darbojoties augstākos frekvences līmeņos un samazinot lampas elektrodu zudumus. Elektroniskie balasti ir energoefektīvāki, jo tos raksturo visi trīs šie aspekti.
Elektroniskā balasta trūkumi
Elektroniskie balasti ģenerē stiprus harmoniskos strāvas impulsus ap sprieguma maksimumiem. Tas var radīt blakus magnētiskos laukus, cauruļu koroziju, radio un TV interferenci, IT ierīču traucējumus, kā arī gaismas sistēmas problēmas.
Augstā harmoniskā saturums var pārslodināt trīsfāzes transformatorus un neitrālo vadu. Cilvēka acis var nebūt uztverama lielāka mirgošanas ātrums, bet infrasarkanas pārslēgi, piemēram, televizoros, to var uztvert.
Inteligenta balasta dokumentācija un dizains samazina interferenci lietotajos frekvences diapazonos.
