Balangkas ng Electronic Ballast: Prinsipyo ng Paggana & Diagram ng Sirkwito

Ano ang ibig sabihin ng Electronic Ballast?

Ang electronic ballast, na tinatawag din bilang electrical ballast, ay isang komponente ng kagamitan na nagkokontrol sa simulating voltage at current ng mga ilaw.

Ito ay natatapos gamit ang teknik ng electrical gas discharge. Upang simulan ang gas discharge method sa fluorescent lamps, ang electronic ballast ay nagsasakonbert ng power frequency sa napakataas na frequency sa pamamagitan ng pagmamanage ng voltage sa buong bulbo at current sa lamp.

Block Diagram ng Electronic Ballast

Ang basic 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 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 inductors at capacitors na nagbabaril o minimizes ang electromagnetic interference.

2). Rectifier

Ang rectifier circuit ay kinakatawan ng Block 2. Ang rectifier circuit ay nagsasakonbert 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 nagsasakonbert sa high-frequency AC sa block na ito, at ang step-up transformer ay nagsasama ng power level.

5). Control Circuit

Ang control circuit, kinakatawan ng Block 5, ay tumatanggap ng feedback mula sa output at nagreregulate ng rectifier, filter, & inverter circuits. Ang karamihan sa mga 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 lubusang kontrolado ng circuit. Ang frequency ng ‘HO’ at ‘LO’ pins, na mga output mula sa half-bridge gate driver, ay ayusin sa pamamagitan ng ‘VCO’ pin. Ang pagprogram ng kinakailangang VCO voltage levels nangangailangan ng resistor voltage divider na ilalagay sa ‘VCO’ pin. Ang frequency ng internal voltage-controlled oscillator ay matutukoy sa pamamagitan ng mga halaga 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 kailangang preheat, ignition, at operating frequencies para sa half-bridge & resonant output stage. Para sa layuning magbigay 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 Paggana ng Electronic Ballast

Ang mga electronic ballasts ay nangangailangan ng power sa 50 – 60 Hz. Ito ay unang nagsasakonbert ng alternating current voltage sa direct current voltage. Pagkatapos, ang DC voltage ay ifilter gamit ang capacitor arrangement. Ang ifilter 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 halaga, binibigyan ng kaunti na quantity ng inductance upang makopple sa elevated 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 buong bulbo ay umabot sa 1000 V dahil sa mataas na halaga, at ang gas discharge ay nangyayari agad.

Kapag nagsimula ang discharge process, ang voltage sa buong bulbo ay binabawasan 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 ang current at voltage.

Pagganap ng Electronic Ballast

Ibang metrics ang ginagamit upang ievaluate ang effectiveness ng mga electronic ballasts.

Ang Ballast Factor ang pinaka-importante. 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 mga electronic ballasts, ang value na ito ay inirereport na nasa range ng 0.73 hanggang 1.50.

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

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

Ballast Efficacy Factor, ang ratio ng ballast factor (in %) sa power & nagbibigay ng relative measurement ng system efficiency ng buong lamp ballast combination, madalas ginagamit sa paghahambing ng mga 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 konvertin ang supply voltage & current sa usable power at ideliver ito sa ilaw ay sinusukat sa pamamagitan ng power factor nito, kung saan ang 1 ang optimal value. Sa katunayan, ang mga low power factor ballasts ay nangangailangan ng halos dalawang beses na dami ng current kaysa sa mas mataas na power factor ballasts & kaya suportado ang mas kaunti na mga ilaw sa circuit. Ngunit, hindi ito nagpapahiwatig ng kakayahan ng ballast na magbigay ng ilaw.

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

Ang harmonic current na idinadagdag ng mga electronic ballasts sa power distribution system bilang percentage ay kilala bilang THD. Bagaman ang ANSI standards ay pinapayagan ang maximum distortion hanggang 32%, ang karamihan sa mga manufacturer ay nagsisikap na panatilihin ang THD sa ibaba ng 20%. Mas simple itong panatilihin ang distortions sa mga antas na ito gamit ang electronic ballasts kaysa sa magnetic (o) hybrid ballasts.

Mga Advantages ng Electronic Ballast

• Nagbabawas ang dependability ng ballast sa loob ng oras; habang mas mahaba ang paggamit, mas mababa ang tsansa ng failure. Kumpara sa magnetic ballasts, mas gradual ang pagbaba ng lakas ng ilaw kapag ginagamit ang electronic ballasts.

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

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

• Karagdagan pa, dahil sa mataas na voltage requirement ng bulb, maaari silang madaling pumatak ng mga ilaw na hindi maaaring direktang pumatak gamit ang 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. Mas epektibo sa enerhiya ang mga electronic ballasts dahil sila ay may lahat ng tatlong features na ito.

Mga Disadvantages ng Electronic Ballast

• Ang mga electronic ballasts ay naggagawa ng malakas na harmonic current mula sa alternating current spikes sa paligid ng voltage maximums. Ito ay maaaring magresulta sa stray magnetic fields, corrosion ng pipe, radio at TV interference, at IT equipment failure, bukod sa mga isyu 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 ma-detect ng mata ng tao, ngunit ang infrared remote controls para sa home entertainment equipment tulad ng TVs.

• Ang intelligent ballast documentation at design ay nagbabawas ng interference sa application frequency ranges.

• Gayunpaman, mayroong ilang hindi natuklasan na nooks sa frequency spectrum na hindi ginagamit sa anumang application, at ang karamihan sa mga disturbance ng ballast sa area na ito ay iniiwasan, nagreresulta sa mas malinis na imahe sa papel kaysa sa certainty nito.

• Hindi maaaring hanapin ng mga electronic ballasts ang power spikes at overloads.

• Ang mga electronic ballasts ay may mataas na initial cost, na maaaring mapagtanto ang mga impulsive buyers, ngunit ito ay nagkakaroon ng mas maraming gastos sa huli.

Application ng Electronic Ballast

1). Panatilihin ang Constant Output Power

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

2) Abnormal Protection

Kapag ang