Электронный балласт: принцип работы и схема电路翻译为俄语应为： Электronic Ballast: принцип работы и схема 根据要求，"Electronic Ballast"作为专业术语保持英文不变，其余部分翻译成俄语。不过，考虑到上下文和规则的一致性，更准确的翻译应该是完全将标题翻译成俄语，除非有特别指示保留某些英文术语。基于此，完整的翻译应是： Электронный балласт: принцип работы и схема
Что такое электронный балласт?
Электронный балласт, также называемый электрическим балластом, является компонентом оборудования, который контролирует начальное напряжение и токи осветительных приборов.
Это достигается с помощью техники газового разряда. Для запуска газового разряда в люминесцентных лампах электронный балласт преобразует частоту питания в очень высокую частоту, управляя напряжением на лампе и током через лампу.
Блок-схема электронного балласта
Базовая блок-схема электронного балласта показана ниже.
Блок-схема электронного балласта состоит из пяти блоков, как показано на изображении выше. В целом все электронные балласты соответствуют этой блок-схеме.
1). Фильтр ЭМП
Фильтр электромагнитных помех представлен блоком 1. Фильтры ЭМП состоят из индуктивностей и конденсаторов, которые блокируют или минимизируют электромагнитные помехи.
2). Выпрямитель
Выпрямительный контур представлен блоком 2. Выпрямительный контур преобразует переменный ток в постоянный.
3). Фильтр постоянного тока
Фильтр постоянного тока представлен блоком 3. Конденсатор является компонентом фильтра постоянного тока, отвечающим за фильтрацию нечистого постоянного тока, генерируемого выпрямителем.
4). Инвертор
Инверторный контур представлен блоком 4. В этом блоке постоянный ток преобразуется в высокочастотный переменный, а повышающий трансформатор увеличивает уровень мощности.
5). Управляющая схема
Управляющая схема, представленная блоком 5, получает обратную связь от выхода и регулирует выпрямитель, фильтр и инверторные цепи. Большинство электронных балластов не имеют этого блока.
Схема электронного балласта
Центральным элементом схемы 26-ваттного электронного балласта без использования PFC является микросхема управления балластом IRS2526DS "Mini8". Свет и резонансный выходной каскад полумостовой схемы полностью контролируются схемой. Частота выводов 'HO' и 'LO', являющихся выходами драйвера полумостовой схемы, регулируется выводом 'VCO'. Программирование требуемых уровней напряжения VCO требует установки делителя напряжения резисторов на выводе 'VCO'. Частота внутреннего управляемого напряжением генератора определяется значениями этих уровней напряжения. Сигнал от внутреннего генератора затем подается в логическую схему верхнего и нижнего драйверов. Это позволяет генерировать необходимые частоты предварительного нагрева, зажигания и работы для полумостового и резонансного выходного каскада. Для обеспечения стабильного напряжения зажигания лампы и обнаружения неисправности в конце срока службы лампы используется делитель напряжения лампы (REOL1, REOL2, REOL3, RIGN1) и схема обратной связи (CIGN1, DR1, DR2, DIGN, REOL, CEOL, DEOL+, DEOL-).
Принцип работы электронного балласта
Электронные балласты требуют питания с частотой 50 – 60 Гц. Сначала переменное напряжение преобразуется в постоянное. Затем постоянное напряжение фильтруется с помощью конденсаторной схемы. Отфильтрованное постоянное напряжение поступает на этап высокочастотных колебаний, где колебания обычно имеют форму прямоугольного сигнала, а диапазон частот составляет 20 кГц до 80 кГц.
В результате частота выходного тока крайне высока. Для создания высокого значения небольшое количество индуктивности соединяется с повышенной скоростью изменения тока на высокой частоте.
Для инициирования процесса газового разряда в люминесцентных трубках часто требуется более 400 В. Когда включается выключатель, начальное напряжение на лампе достигает 1000 В благодаря высокому значению, и газовый разряд происходит мгновенно.
Когда начинается процесс разряда, напряжение на лампе снижается с 230 В до 125 В, и электронный балласт позволяет ограниченному току протекать через светильник.
Управляющая часть электронного балласта контролирует напряжение и ток. Когда включаются люминесцентные лампы, электронный балласт функционирует как диммер, ограничивая ток и напряжение.
Производительность электронного балласта
Для оценки эффективности электронных балластов используются различные метрики.
Наиболее важным является коэффициент балласта. Это отношение светового потока лампы, когда она питается от проверяемого балласта, к световому потоку лампы, когда она питается от эталонного балласта.
Для электронных балластов это значение обычно находится в диапазоне от 0,73 до 1,50.
Один балласт может обеспечивать широкий спектр уровней светового потока, что и является значимостью такого широкого диапазона.
Это имеет множество применений в схемах диммирования. Однако было показано, что как слишком высокие, так и слишком низкие коэффициенты балласта снижают срок службы лампы из-за деградации люменов, вызванной высокими и низкими токами лампы соответственно.
Коэффициент эффективности балласта, который представляет собой отношение коэффициента балласта (в процентах) к мощности, предоставляет относительную оценку эффективности системы всего сочетания лампа-балласт, и часто используется при сравнении электронных балластов одной модели и производителя.
Эффективность работы балласта измеряется с помощью метрики коэффициента мощности (PF). Способность электронного балласта преобразовывать входное напряжение и ток в полезную мощность и передавать её на светильник измеряется его коэффициентом мощности, где 1 является оптимальным значением. В противоположность этому, балласты с низким коэффициентом мощности потребуют почти вдвое больше тока, чем балласты с высоким коэффициентом мощности, и, следовательно, будут поддерживать меньше светильников в одной цепи. Однако это не указывает на способность балласта обеспечивать свет.
Каждое электрическое устройство имеет предел своей линейности, и когда входной сигнал превышает этот предел, сигнал искажается, что приводит к нелинейным и гармоническим искажениям. Гармоническое искажение, которое оценивается как общее гармоническое искажение, считается произошедшим, когда форма сигнала отклоняется от типичной синусоидальной формы.
Гармонический ток, добавляемый электронными балластами к системе распределения электроэнергии, выраженный в процентах, известен как THD. Хотя стандарты ANSI допускают максимальное искажение до 32%, большинство производителей стремятся поддерживать THD ниже 20%. Поддержание искажений на этих уровнях с использованием электронных балластов проще, чем с использованием магнитных или гибридных балластов.
Преимущества электронного балласта
Надежность балласта со временем снижается; чем дольше он используется, тем ниже вероятность его отказа. При использовании с электронными балластами мощность света снижается более медленно, чем при использовании магнитных балластов.
Эти устройства не только значительно легче и эффективнее, но и гораздо тише.
По сравнению с магнитными (или) гибридными балластами, потери мощности с электронными балластами примерно вдвое меньше.
Кроме того, благодаря высоким требованиям к напряжению лампы, они могут легко работать с лампами, которые не могут быть запитаны напрямую от дросселя в сети.
Энергоэффективность в системах лампа-балласт может быть улучшена в основном тремя способами: путем уменьшения потерь в балласте, работы на более высоких частотах и уменьшения потерь на электродах лампы. Электронные балласты более энергоэффективны, так как включают в себя все три этих характеристики одновременно.
Недостатки электронного балласта
Электронные балласты генерируют сильные гармонические токи от импульсов переменного тока вблизи максимумов напряжения. Это может создавать побочные магнитные поля, коррозию труб, радио- и телевизионные помехи, а также сбои в работе IT-оборудования, помимо проблем в системе освещения.
Высокое содержание гармоник может перегрузить трехфазные трансформаторы и нейтральные провода. Человеческий глаз может не заметить более высокую частоту мерцания, но инфракрасные пульты дистанционного управления для домашней аудио- и видеоаппаратуры, таких как телевизоры, могут испытывать проблемы.
Интеллектуальная документация и проектирование балласта снижают помехи в диапазонах частот применения.
Однако есть некоторые неизвестные участки в спектре частот, которые не используются в каких-либо приложениях, и большинство помех от балластов в этих областях игнорируется, создавая более чистое представление на бумаге, чем в реальности.
Электронные балласты не могут справиться с скачками напряжения и перегрузками.
Электронные балласты также имеют высокую начальную стоимость, что может отпугнуть импульсивных покупателей, но в долгосрочной перспективе они окупаются.
Применение электронного балласта
1). Поддержание постоянной выходной мощности
Поддерживайте стабильную выходную мощность светильников. Техника управления током с прямоугольной формой волны обеспечивает, чтобы не возникали явления акустического резонанса.
