Elektronische vs Magnetische Ballasts: Technische Vergelijking voor Moderne Verlichting

Inleiding:

Heb je ooit naar de constructie van een TL-buis gekeken? Je hebt waarschijnlijk de elektronische ballast/preventor opgemerkt. Je hebt misschien ook opgemerkt hoe het gebruik van elektrische ballasts langzaam is verdwenen. We bespreken beide en leren waarom hun gebruik verouderd is geraakt.

Eerst bespreken we de basisstructuur en werking van een TL-buis.

Onderdelen van een TL-buis:

Een TL-buis bestaat uit het volgende:

1. Ballast (starter/voorschakelapparaat)
2. TL-starter
3. Schakelaar
4. Ontladingsbuis

Werking van een TL-buis

1. Initieel, de schakelaar aan, de TL-buis zal de volledige spanning door de ballast en de TL-starter ervaren en geen ontlading zal plaatsvinden, dus geen uitgang van de lamp.
2. Een gloedontlading ontstaat in de starter door de maximale spanning en de bimetallische strip smelt en geleiding begint.
3. Het gas in de starter ioniseert en door de volledige spanning verwarmt het de bimetallische strip die buigt en contact maakt met de vaste contact. Als resultaat vloeit een grote stroom door de starter.
4. De spanning zal geleidelijk dalen door de stroom en de stroom vloeit door de buis omdat de TL-buis een lagere weerstand heeft dan de starter.
5. De ontlading van kwikatoom zendt ultravioletstraling uit die de fosforlaag opwekt om zichtbaar licht te stralen. Eigenlijk bevat de TL-buis geen gloeiende draad van een gloeilamp, maar in plaats daarvan kwikdamp die ultraviolet licht afgeeft wanneer geïoniseerd.
6. Op dit moment wordt de starter inactief, dus tijdens de werking van de TL-buis.
7. Houd er rekening mee dat de starter alleen gebruikt wordt bij het magnetische ballast-type, niet bij het elektronische type TL-buis.

Magnetische Ballast:

Een magnetische ballast is eigenlijk een inductieve spoel. Het ziet eruit als een transformator, een koperdraad gewonden over een kernmateriaal. Inducties worden doorgaans gebruikt om een verandering in stroom die door ze heen gaat, te weerstaan.

Werking van Magnetische Ballast:

1. Om de TL-buis te laten werken, moeten de elektroden op hoge temperatuur zijn.
2. Initieel zal de ballast de stroom weerstaan omdat hij eerst recht in de starter gaat en zo schade voorkomt.
3. De starter is in serie met de ballast en werkt als een schakelaar. Nadat de stroom de nominale waarde overschrijdt, smelt het startermateriaal en vormt een open circuit.
4. Dus de stroom passeert de TL-buis. De hoge stroom geproduceerd voor de ontlading wordt gecreëerd door de weerstandende stroom die in de inductor opgeslagen is, dus het circuit licht op.
5. Aangezien een luchtmedium aanwezig is, ioniseert de stroom door het en de weerstand daalt progressief. Als resultaat begint de stroom te stijgen.
6. De inductiespoel zal nu fungeren als een reactieve last die de stroom beperkt.

Waarom Worden Magnetische Ballasts Vervangen?

Nu worden magnetische ballasts vervangen door de elektronische versies omdat ze niet zo gesofisticeerd zijn en hogere nadelen hebben. Magnetische ballasts worden in lampfassingen gebruikt, dus tussen de stekker voor de gloeilamp en de netvoeding.

De stroom in magnetische ballasts vloeit door de koperen spoelen voordat hij naar de lamp gaat. De meeste stroom wordt gevangen in het magnetische veld gegenereerd en alleen een kleine hoeveelheid stroom wordt overgedragen aan de lamp. De stroom die doorgeeft hangt af van de dikte en lengte van de koperen spoel. Door de inconsistentie van de stroom door de lamp knippert hij en produceert dat zoemende geluid dat je misschien vaak hebt gehoord.

Elektronische Ballast:

Een elektronische ballast regelt de opstartspanning en de werkstroom van verlichtingstoestellen. Een elektronische ballast werkt meestal met onze AC-bron van 220V, 50-60 Hz frequentie. De elektronische ballast bestaat uit een gelijkrichter die de AC-invoer omzet in DC-uitgang. De verkregen DC-stroom wordt door condensators gefilterd. Deze gefilterde stroom passeert dan een reeks inductiespulen en wordt aan een hoge-frequentie oscillator voorgeboden. Daarom is de uitgangsstroom op een zeer hoge frequentie (rond 20-80 kHz).

Werking van Elektronische Ballast:

Nadat de DC-spanning is gefilterd, wordt hij door de hoge-frequentie spoelen geleid. Hier hangt de oscillatie af van de invoerspanning en frequentie. Een kleine hoeveelheid inductie kan hier overwogen worden, geassocieerd met de hoge veranderingssnelheid van stroom en hoge frequentie. De inductie kan worden voorgesteld als: I = L(dI/dT).

Rond de 440 V is nodig voor de lamp om te gloeien. Eenmaal de schakelaar aangezet, ervaart de lamp een spanning van rond 1000 V, zodat gasontlading direct plaatsvindt. Eenmaal het ontladingsproces gestart is, daalt de spanning over de lamp onder 230-125 V. Dan laat de elektronische ballast beperkte stroom door de lamp vloeien en voorkomt elke kans op kortsluiting. De elektronische ballast fungeert als een dimmer terwijl de fluorescentelamp brandt om de stroom en spanning te beperken.

De elektronische ballast produceert geen substantiële hoeveelheden fundamentele reactieve vermogen. Toch staat het hogere efficiëntie toe door energie te besparen. Ze voeden minder vermogen in de lamp dan magnetische ballasts. Toch zijn ze veel duurder en vatbaarder voor bepaalde typen schade.

In dit apparaat wordt een EMI-filter gebruikt om elektromagnetische interferentie te blokkeren, een gelijkrichter om AC naar DC te converteren, en een half-brug resonantieconverter om de DC om te zetten in een blokgolfspanning met hoge frequentie.

Verschil Tussen Elektronische Ballast en Magnetische Ballast:

Elektronische ballasts veranderen de frequentie van de stroom zonder verandering in de spanning. Magnetische ballasts werken op een frequentie van rond 60 Hz, terwijl elektronische ballasts werken op een verhoogde frequentie van rond 20.000 Hz. Dit is waarom fluorescentelampen met elektronische ballasts niet knipperen of zoemende geluiden produceren.

Elektronische ballasts zijn ook aanzienlijk kleiner in afmeting en gewicht. Ze zijn veel energiezuiniger vergeleken met magnetische ballasts.

Elektronische ballasts kunnen gebruikt worden voor lampen die in parallel of serie zijn aangesloten. In dit geval, als er één lamp uitgaat, zal dit de prestaties van de andere lampen die dezelfde ballast gebruiken, niet beïnvloeden.