Ballast Eletrônico: Princípio de Funcionamento & Diagrama do Circuito
O que é Ballast Eletrônico?
Um ballast eletrônico (ou ballast elétrico) é um dispositivo que controla a tensão de partida e as correntes de operação dos dispositivos de iluminação.
Ele faz isso através do princípio da descarga elétrica de gás. Um ballast eletrônico converterá a frequência da alimentação em uma frequência muito alta para inicializar o processo de descarga de gás em Lâmpadas Fluorescentes – controlando a tensão na lâmpada e a corrente através da lâmpada.
Uso do Ballast Eletrônico
Existem algumas vantagens em usar ballast eletrônico em vez de ballast eletromagnético.
Opera com baixa tensão de alimentação. Produz alta frequência para fornecer uma tensão de saída muito alta inicialmente para iniciar o processo de descarga.
Gera muito pouco ruído durante a operação.
Não cria nenhum efeito estroboscópico ou interferência RF.
Como opera com uma frequência muito alta, ajuda a iniciar a operação da lâmpada instantaneamente.
Não requer nenhum iniciador, como o usado no ballast eletromagnético.
Nunca causa piscamento.
Não ocorre vibração de inicialização.
Seu peso é muito reduzido.
A perda no ballast é muito baixa. Portanto, a economia de energia é possível.
Aumenta a vida útil da lâmpada.
Devido à operação em frequência mais alta, o processo de descarga em uma lâmpada fluorescente ocorre em uma taxa mais elevada. Portanto, a qualidade da luz é aumentada.
Princípio de Funcionamento de um Ballast Eletrônico
Ballast eletrônico recebe alimentação a 50 – 60 Hz. Primeiro, converte a tensão CA em tensão CC. Depois, essa tensão CC é filtrada usando uma configuração de capacitor. Agora, a tensão CC filtrada é alimentada ao estágio de oscilação de alta frequência, onde a oscilação é tipicamente onda quadrada e a faixa de frequência é de 20 kHz a 80 kHz.
Portanto, a corrente de saída tem uma frequência muito alta. Uma pequena quantidade de indutância é fornecida para estar associada a uma taxa de variação de corrente alta em alta frequência para gerar um valor alto.
Geralmente, mais de 400 V são necessários para iniciar o processo de descarga de gás em lâmpadas fluorescentes. Quando o interruptor é ligado, a tensão inicial na lâmpada se torna cerca de 1000 V devido ao alto valor, portanto, a descarga de gás ocorre instantaneamente.
Uma vez que o processo de descarga é iniciado, a tensão na lâmpada é reduzida abaixo de 230V até 125V e, então, este ballast eletrônico permite que uma corrente limitada flua através desta lâmpada.
Este controle de tensão e corrente é feito pela unidade de controle do ballast eletrônico. Na condição de funcionamento das lâmpadas fluorescentes, o ballast eletrônico atua como um dimmer para limitar a corrente e a tensão.
Circuitos Básicos de um Ballast Eletrônico
Nos dias atuais, o design do ballast eletrônico é tão robusto e, em certa medida, complicado para funcionar muito suavemente com alta capacidade de controle. Os componentes básicos utilizados no Ballast Eletrônico são listados abaixo.
Filtro EMI: Bloqueia qualquer interferência eletromagnética
Retificador: Converte a energia CA em CC
PFC: Realiza a correção do fator de potência
Semi-Ponte Ressonante de Saída: Converte DC em tensão ondulada com alta frequência (20 kHz a 80 kHz).
Circuito de Controle: Controla a tensão e a corrente na lâmpada, respectivamente.
O que é Ballast HID?
Um ballast HID (HID significa High-Intensity Discharge) é um dispositivo usado para controlar a tensão e a corrente do arco de lâmpadas de alta intensidade de descarga durante sua operação. O diagrama de circuito para os diferentes tipos de ballasts HID é mostrado abaixo.
Tipos de Ballast HID
Ballasts HID podem ser classificados em quatro categorias/tipos diferentes:
Ballast reator
Ballast de atraso
Ballast regulador
Ballast autoregulador
Uma breve descrição de cada tipo é dada abaixo.
Ballast Reator
Este ballast reator é essencialmente um enrolamento em um núcleo de ferro colocado em série com a lâmpada.
Um capacitor é introduzido para corrigir o fator de potência e este capacitor deve ser inserido na linha.
A variação de tensão na lâmpada devido ao reator é de 18%, para a potência, é uma variação de 5% e 5% de variação de tensão na linha.
Ele regula muito bem a tensão da lâmpada, mas regula muito mal a tensão da linha.
O ballast reator fornece um fator de pico de corrente baixo, de aproximadamente 1,5.
A quantidade de tensão de partida que ele pode fornecer à lâmpada tem limitações até a tensão da linha.
O ballast regulador é mostrado abaixo.
Ballast de Atraso
Uma combinação de um autotransformador e um reator forma o ballast de atraso.
Este ballast de atraso tem as mesmas características de regulação que o ballast reator.
Mas o ballast de atraso supera a limitação de tensão de partida, isto é, mais que a tensão da linha.
É volumoso com maior perda.
O ballast de atraso custa mais caro.
O diagrama de circuito de um ballast de atraso é mostrado abaixo.
