El balasto electrónico ( balasto electrónico ) es un dispositivo electrónico que inicia y mantiene el modo de funcionamiento de las lámparas de iluminación de descarga de gas .
Las desventajas del balasto clásico (balasto) de las lámparas fluorescentes son:
Debido a las deficiencias del balasto clásico utilizado para encender las lámparas de descarga de gas, se inició el desarrollo de un balasto alternativo basado en elementos semiconductores . Los primeros balastos electrónicos aparecieron en la década de 1980 y su uso generalizado comenzó en la década de 1990.
Además de la ausencia de las desventajas anteriores de los balastos clásicos, los balastos electrónicos tienen una serie de ventajas: estabilidad de iluminación en una amplia gama de voltajes de suministro , mayor vida útil de la lámpara (al proporcionar un arranque "caliente" estable) y la capacidad de controlar sin problemas su brillo (como opción adicional) mediante un controlador externo. El factor de potencia, incluso sin corrector, es muy superior al de un circuito de arranque-acelerador; con un corrector de potencia, se comparan balastos electrónicos en este parámetro con una carga resistiva con KM tendiente a 1.
Un balasto electrónico típico consta de los siguientes bloques:
El inversor puede equiparse con un dispositivo de atenuación, lo que requiere el uso de un atenuador externo diseñado específicamente para controlar el balasto electrónico.
El circuito de balasto electrónico puede ser puente y medio puente. El primero tiene el doble de elementos clave (por regla general, estos son transistores bipolares, pero los potentes transistores de efecto de campo también se utilizan en potentes balastos electrónicos). El circuito puente se utiliza con lámparas de alta potencia (cientos de vatios). El segundo esquema se usa con mucha más frecuencia y, aunque tiene una eficiencia menor en comparación con el puente, el uso de chips controladores especiales que controlan los elementos clave de los balastos electrónicos (por ejemplo, la marca ICB1FL02G) compensa en gran medida esta desventaja. Estos microcircuitos también se utilizan en potentes balastos electrónicos. En los balastos electrónicos de baja potencia, el inversor generalmente se construye de acuerdo con el circuito oscilador con retroalimentación positiva del transformador .
Los balastos electrónicos más caros, además de los elementos enumerados anteriormente, a menudo contienen protección incorporada contra sobretensiones de red, ruido de impulso y bloqueo de arranque en caso de que falte o falle una lámpara.
Se producen muchos modelos diferentes de balastos electrónicos, que difieren en potencia y tipo de control: balastos electrónicos estándar analógicos (con control de 1-10 V) y de control digital (DALI).
Oportunidades de ahorro de energía con balastos controlados hasta un 85% en comparación con los balastos tradicionales .
Diseño y funcionamiento de balastro electrónico de baja potencia
En los balastos electrónicos de baja potencia, generalmente integrados en la base de una lámpara fluorescente (una variante del circuito de uso común, vea la figura), el inversor suele ser un convertidor de voltaje de medio puente push-pull (el circuito de puente completo es menos comúnmente utilizado). La tensión de red se rectifica mediante un puente de diodos y se filtra mediante un condensador de filtro C1. Además, un inversor de medio puente push-pull hecho en dos transistores npn VT1, VT2 convierte el voltaje de CC del puente de diodo en un voltaje de alta frecuencia. Un transformador toroidal T1 con tres devanados está conectado en serie con la carga del inversor de medio puente, dos de los cuales controlan las bases de los transistores y abren los interruptores del transistor en antifase, y el tercer devanado es el devanado de retroalimentación primario del oscilador de transistor. . Un estrangulador L2 está conectado en serie con el transformador, que limita la corriente de descarga de gas de la lámpara fluorescente HL1. Dado que el inversor opera a alta frecuencia (varias decenas de kHz), el inductor es de tamaño pequeño, a diferencia de los voluminosos choques de circuito clásicos que operan a frecuencia industrial (50 o 60 Hz). El condensador C5, conectado en serie con los filamentos, proporciona algo de corriente a través de los filamentos y los calienta durante el funcionamiento. Dado que el generador está hecho de acuerdo con el esquema con excitación fuerte, para comenzar la generación, es necesario dar un pulso para iniciar el generador: abra brevemente uno de los transistores. Para arrancar el generador, se utiliza un circuito en el que se conecta el dinistor VD2. Cuando se aplica energía a través de la resistencia R2, el capacitor C2 se carga, cuando se alcanza el voltaje de apertura VD2, se abre y se aplica un pulso de activación positivo a la base VT2. Durante la operación del generador, C2 se descarga en cada medio ciclo a un voltaje casi nulo a través del diodo VD1, el voltaje a través de VD2 no alcanza su voltaje de ruptura y durante el funcionamiento normal del generador, el circuito de arranque está inactivo. El pulso de voltaje inicial para encender la descarga de gas es proporcionado por un circuito resonante oscilatorio que consta de un estrangulador, condensadores C3 y C4. Con resonancia de voltaje en este circuito, el voltaje en C4 es alto y excede el voltaje de encendido de la lámpara. Después de que se enciende la descarga de gas, la baja resistencia del espacio de descarga de gas desvía el circuito oscilatorio, el factor de calidad del circuito cae y desaparece la sobretensión en C4: el dispositivo cambia a funcionamiento normal. El inductor L1 se utiliza para suprimir la penetración de interferencias de radiofrecuencia en la red de suministro desde el inversor.
El trabajo del balasto electrónico se divide en tres fases:
Balasto electrónico
Balasto electrónico moderno Helvar 2×58W
Balasto electrónico de baja calidad.
Balastos electrónicos y varias lámparas fluorescentes compactas
Krasnopolsky A.E. Balastros para lámparas de descarga de gas. — M. : Energoatomizdat, 1988. — 207 p.
Circuitos de dispositivos en transistores de efecto de campo de alta potencia: Libro de referencia /V. V. Bachurin, V. Ya. Vaksenburg, V. P. Dyakonov y otros - M. : Radio y comunicación, 1994. - 207 p.