Elektronische ballast: Werkingsprincipe & Schakeling
Wat is een elektronische ballast?
Een elektronische ballast (of elektrische ballast) is een apparaat dat de startspanning en de werkingstroom van verlichtingsapparatuur regelt.
Dit doet het door middel van het principe van elektrische gasontlading. Een elektronische ballast zet de netfrequentie om in een zeer hoge frequentie om het gasontladingsproces in Fluorescentielampen te initialiseren – door de spanning over de lamp en stroom door de lamp te controleren.
Toepassing van Elektronische Ballast
Er zijn enkele voordelen bij het gebruik van een elektronische ballast in plaats van een elektromagnetische ballast.
Het werkt met een lage aanvoerspanning. Het produceert een hoge frequentie om in eerste instantie een zeer hoge uitgangsspanning te genereren om het ontladingsproces op te starten.
Het maakt tijdens het gebruik zeer weinig geluid.
Het veroorzaakt geen stroboscopisch effect of RF-interferentie.
Doordat het op een zeer hoge frequentie werkt, helpt het de lamp onmiddellijk te starten.
Het heeft geen starter nodig zoals bij een elektromagnetische ballast.
Het veroorzaakt nooit flikkeren.
Er treedt geen startvibratie op.
Het gewicht is zeer gering.
De ballastverlies zijn zeer klein. Daardoor is energiebesparing mogelijk.
Het verhoogt de levensduur van de lamp.
Door het werken op een hogere frequentie is het ontladingsproces in een fluorescentielamp sneller. Hierdoor wordt de kwaliteit van het licht verhoogd.
Werking van een Elektronische Ballast
Een elektronische ballast neemt stroom op 50 – 60 Hz. Het converteert eerst de AC-spanning naar DC-spanning. Vervolgens wordt deze DC-spanning gefilterd met behulp van een condensator configuratie. Nu wordt de gefilterde DC-spanning gevoed naar de fase van hoge-frequentie oscillatie, waar de oscillatie typisch een blokgolf is en de frequentiebereik varieert van 20 kHz tot 80 kHz.
Daarom is de uitgangsstroom met een zeer hoge frequentie. Een kleine hoeveelheid inductie wordt geleverd om geassocieerd te worden met een hoge snelheid van verandering van stroom op hoge frequentie om een hoge waarde te genereren.
Meestal is meer dan 400 V nodig om het gasontladingsproces in een fluorescentielamp op gang te brengen. Wanneer de schakelaar aan staat, wordt de initiële spanning over de lamp ongeveer 1000 V door de hoge waarde, waardoor de gasontlading onmiddellijk plaatsvindt.
Zodra het ontladingsproces is gestart, daalt de spanning over de lamp onder de 230V tot 125V en dan laat deze elektronische ballast een beperkte stroom door de lamp stromen.
Deze controle van spanning en stroom wordt uitgevoerd door de controle-eenheid van de elektronische ballast. Tijdens het lopen van fluorescentielampen werkt de elektronische ballast als een dimmer om stroom en spanning te beperken.
Basis Schakeling van een Elektronische Ballast
Tegenwoordig is het ontwerp van elektronische ballasten zo robuust en enigszins ingewikkeld om zeer soepel te werken met een hoge mate van controle. De basiscomponenten die worden gebruikt in de Elektronische Ballast staan hieronder vermeld.
EMI-filter: Blokkeert elke elektromagnetische interferentie
Gelijkrichter: Converteert AC-stroom naar DC-stroom
PFC: Voert correctie van de cosinus phi uit
Halfbrug-resonante uitvoer: Converteert DC naar een blokgolfspanning met hoge frequentie (20 kHz tot 80 kHz).
Controle-schakeling: Reguleert de spanning en stroom over en door de lamp respectievelijk.
Wat is een HID Ballast?
Een HID-ballast (HID staat voor High-Intensity Discharge) is een apparaat dat wordt gebruikt om de spanning en de booggasstroom van HID-lampen tijdens hun werking te regelen. Het schakelingsdiagram voor de verschillende types HID-ballasten wordt hieronder getoond.
Types van HID Ballast
HID-ballasten kunnen worden ingedeeld in vier verschillende categorieën/types:
Reactor ballast
Lag ballast
Regulator ballast
Autoregulator ballast
Een korte beschrijving van elk type staat hieronder.
Reactor Ballast
Deze reactorballast is eigenlijk een draadspoel op een ijzeren kern die in serie met de lamp is geplaatst.
Een condensator wordt toegevoegd om de cosinus phi te corrigeren en deze condensator moet over de lijn worden aangebracht.
De spanningverandering in de lamp door de reactor is 18%, voor vermogen is het 5% verandering en 5% lijnspanningsverandering.
Het reguleert de lampspanning zeer goed, maar reguleert de lijnspanning zeer slecht.
De reactorballast biedt een lage stroompiekfaktor van ongeveer 1,5.
De hoeveelheid startspanning die het aan de lamp kan leveren, is beperkt tot de lijnspanning.
De regulator ballast is hieronder getoond.
Lag Ballast
Een combinatie van een autotransformator en een reactor vormt de lag ballast.
Deze lag ballast heeft dezelfde regelkarakteristieken als de reactor ballast.
Maar de lag ballast overwint de beperking van de startspanning, d.w.z. meer dan de lijnspanning.
Het is groot in afmeting met grotere verliezen.
Een lag ballast kost hoger.
Een schakelingsdiagram van een lag ballast is hieronder getoond.
