Elektronisk ballast: Arbeidsprinsipp & strømkretsdiagram
Hva er elektronisk ballast?
En elektronisk ballast (eller elektrisk ballast) er et enhet som kontrollerer startspenningen og driftsstrømmene for belysningsenheter.
Den gjør dette gjennom prinsippet om elektrisk gassløsning. En elektronisk ballast konverterer strømfrekvens til en veldig høy frekvens for å initiere gassløsningsprosessen i fluorescentlamper – ved å kontrollere spenningen over lampen og strøm gjennom lampen.
Bruk av elektronisk ballast
Det er noen fordeler med å bruke elektronisk ballast i stedet for elektromagnetisk ballast.
Den opererer ved lav strømforsyning spenning. Den produserer høy frekvens for å gi en veldig høy utgangsspenning innledningsvis for å starte løsningsprosessen.
Den skaper veldig lite støy under drift.
Den skaper ikke noen stroboeffekt eller RF-støy.
Siden den fungerer med en veldig høy frekvens, hjelper det med å starte lampens drift øyeblikkelig.
Den trenger ikke noen starter som brukes i elektromagnetisk ballast.
Den skaper aldri blink.
Ingen oppstartsvibrasjoner forekommer.
Vekten er veldig minimal.
Ballasttap er veldig lite. Dermed er energibesparelse mulig.
Den øker levetiden til lampe.
På grunn av drift på høyere frekvens, er løsningsprosessen i en fluorescentlamp på høyere hastighet. Dermed økes lyskvaliteten.
Arbeidsprinsipp for en elektronisk ballast
Elektronisk ballast tar strømforsyning på 50 – 60 Hz. Den konverterer først AC-spenning til DC-spenning. Etter det filtreres denne DC-spenningen ved bruk av en kapasitor-konfigurasjon. Nå filtrert DC-spenning sendes til høyfrekvensoscillasjonsfasen der oscillasjon typisk er firkantbølge og frekvensområdet er fra 20 kHz til 80 kHz.
Derfor er utgangsstrømmen med veldig høy frekvens. En liten mengde induktans tilføres for å være assosiert med høy hastighet av endring i strøm på høy frekvens for å generere en høy verdi.
Generelt kreves mer enn 400 V for å starte gassløsningsprosessen i fluorescentrør. Når skruen er PÅ, blir den inledende spenningen over lampen omtrent 1000 V på grunn av høy verdi, derfor foregår gassløsningen øyeblikkelig.
Når løsningsprosessen er startet, reduseres spenningen over lampen under 230V opp til 125V, og da tillater denne elektroniske ballast begrenset strøm å flyte gjennom denne lampen.
Denne kontrollen av spenning og strøm utføres av kontroleenheten i den elektroniske ballasten. I driftsforhold for fluorescentlamper, fungerer den elektroniske ballasten som en dimmer for å begrense strøm og spenning.
Grunnleggende sirkuit for en elektronisk ballast
I dag er designet av elektronisk ballast så robust og litt komplisert for å fungere veldig jevnt med høy nivå kontroll. De grunnleggende komponentene som brukes i elektronisk ballast er oppført nedenfor.
EMI-filter: Blokkerer all elektromagnetisk interferens
Rektifier: Konverterer AC-strøm til DC-strøm
PFC: Gjør effektfaktorkorreksjon
Halvbro-resonant utgang: Konverterer DC til firkantbølgespenning med høy frekvens (20 kHz til 80 kHz).
Kontrollesirkuit: Kontrollerer spenning og strøm over og gjennom lampe henholdsvis.
Hva er HID-ballast?
En HID-ballast (HID står for High-Intensity Discharge) er en enhet som brukes for å kontrollere spenningen og buelstrømmen til HID-lamper under drift. Sirkuitskjemaet for de ulike typer HID-ballaster vises nedenfor.
Typer av HID-ballast
HID-ballaster kan deles inn i fire ulike kategorier/typer:
Reaktorballast
Faseballast
Regulatorballast
Autoregulatorballast
En kort beskrivelse av hver type er gitt nedenfor.
Reaktorballast
Denne reaktorballasten er i grunn en trådspolet på en jernkjerne plassert i serie med lampen.
En kapasitor introduseres for å korrigere effektfaktoren og denne kapasitoren må settes over linjen.
Spenningsendringen i lampen på grunn av reaktoren er 18%, for effekt er det 5% endring og 5% linjespenningsendring.
Den regulerer lampenspenningen veldig godt, men regulerer linjespenningen veldig dårlig.
Reaktorballasten gir en lav strømtoppfaktor på omtrent 1,5.
Mengden startspenning den kan gi til lampen har begrensninger opp til linjespenningen.
Regulatorballasten er vist nedenfor.
Faseballast
En kombinasjon av en autotransformator og en reaktor danner faseballast.
Denne faseballasten har samme reguleringsegenskaper som reaktorballasten.
Men faseballast overkommer startspenningbegrensningen, altså mer enn linjespenningen.
Den er stor i størrelse med større tap.
En fase
