전자 볼라스트: 작동 원리 및 회로도
전자 볼라스트란?
전자 볼라스트(또는 전기 볼라스트)는 조명 장치의 시작 전압과 작동 전류를 제어하는 장치입니다.
이는 전기 가스 방전 원리를 통해 이루어집니다. 전자 볼라스트는 형광등에서 가스 방전 과정을 초기화하기 위해 전력 주파수를 매우 높은 주파수로 변환합니다. 이를 통해 형광등의 전압과 전류를 제어합니다.
전자 볼라스트의 사용
전자 볼라스트 대신 전자석 볼라스트를 사용하는 것보다 몇 가지 장점이 있습니다.
낮은 공급 전압에서 작동합니다. 이는 가스 방전 과정을 시작하기 위해 초기에 매우 높은 출력 전압을 제공하기 위해 높은 주파수를 생성합니다.
작동 중 매우 낮은 소음을 생성합니다.
아무런 스트로보 효과나 RF 간섭을 생성하지 않습니다.
매우 높은 주파수로 작동하므로 형광등의 작동을 즉시 시작할 수 있게 도와줍니다.
전자석 볼라스트에서 사용되는 스타터가 필요하지 않습니다.
플리커 현상을 생성하지 않습니다.
시작 시 진동이 발생하지 않습니다.
무게가 매우 가볍습니다.
볼라스트 손실이 매우 적으므로 에너지 절약이 가능합니다.
램프의 수명을 연장합니다.
더 높은 주파수로 작동하여 형광등의 방전 과정이 더 빠르게 이루어져 빛의 품질이 향상됩니다.
전자 볼라스트의 작동 원리
전자 볼라스트는 50-60 Hz에서 공급받습니다. 먼저 교류 전압을 직류 전압으로 변환합니다. 그런 다음, 이 DC 전압을 콘덴서 구성을 사용하여 필터링합니다. 이제 필터링된 DC 전압이 고주파 진동 단계로 공급되며, 여기서 진동은 일반적으로 사각파이고 주파수 범위는 20 kHz에서 80 kHz 사이입니다.
따라서 출력 전류는 매우 높은 주파수입니다. 작은 양의 인덕턴스가 고주파수에서 전류 변화율이 높아짐에 따라 높은 값을 생성하기 위해 제공됩니다.
일반적으로 형광등에서 가스 방전 과정을 시작하려면 400V 이상이 필요합니다. 스위치가 켜지면 초기 전압이 1000V 정도로 높아지므로 가스 방전이 즉시 발생합니다.
방전 과정이 시작되면 형광등의 전압이 230V 미만으로 감소하여 125V까지 내려갑니다. 그러면 이 전자 볼라스트는 형광등을 통한 제한된 전류 흐름을 허용합니다.
이 전압과 전류의 제어는 전자 볼라스트의 제어 유닛에서 수행됩니다. 형광등이 작동 중일 때, 전자 볼라스트는 전류와 전압을 제한하는 딤머 역할을 합니다.
전자 볼라스트의 기본 회로
최근에는 전자 볼라스트 설계가 매우 견고하고 높은 수준의 제어 능력을 갖추고 있어 매우 부드럽게 작동합니다. 전자 볼라스트에 사용되는 기본 구성 요소는 다음과 같습니다.
EMI 필터: 모든 전자기 간섭을 차단합니다.
정류기: 교류 전력을 직류 전력으로 변환합니다.
PFC: 전력 인자 보정을 수행합니다.
하프 브리지 공진 출력: 직류를 20 kHz부터 80 kHz 사이의 고주파 사각파 전압으로 변환합니다.
제어 회로: 램프의 전압과 전류를 각각 제어합니다.
HID 볼라스트란?
HID 볼라스트(HID는 High-Intensity Discharge의 약자)는 HID 조명 장치의 작동 중에 전압과 아크 전류를 제어하는 장치입니다. 다양한 종류의 HID 볼라스트의 회로도는 아래에 표시되어 있습니다.
HID 볼라스트의 종류
HID 볼라스트는 네 가지 다른 카테고리/종류로 분류할 수 있습니다:
리액터 볼라스트
래그 볼라스트
레귤레이터 볼라스트
오토 레귤레이터 볼라스트
각 유형의 간단한 설명은 아래에 나열되어 있습니다.
리액터 볼라스트
이 리액터 볼라스트는 본질적으로 램프와 직렬로 연결된 철심 위의 와이어 코일입니다.
리액터로 인한 램프의 전압 변화는 18%, 와트수 변화는 5%, 라인 전압 변화는 5%입니다.
리액터는 램프 전압을 매우 잘 조절하지만 라인 전압은 매우 나쁘게 조절합니다.
리액터 볼라스트는 약 1.5의 낮은 전류 크레스트 팩터를 제공합니다.
이 볼라스트가 램프에 제공할 수 있는 시작 전압은 라인 전압까지 제한적입니다.
레귤레이터 볼라스트는 아래에 표시되어 있습니다.
래그 볼라스트
오토폰미터와 리액터의 조합이 래그 볼라스트를 형성합니다.
이 래그 볼라스트는 리액터 볼라스트와 동일한 규제 특성을 가지고 있습니다.
하지만 래그 볼라스트는 시작 전압 제한, 즉 라인 전압 이상을 극복합니다.
크기가 크고 손실이 많습니다.
래그 볼라스트 비용이 높습니다.
