Балласт электрический. Электрический балласт: назначение, типы и принцип работы

alexxlabРазное
Что такое электрический балласт. Для чего он нужен. Какие бывают типы балластов. Как работает балласт в люминесцентных и газоразрядных лампах. Преимущества и недостатки различных видов балластов.

Содержание

Что такое электрический балласт и для чего он нужен

Электрический балласт — это устройство, которое включается последовательно с нагрузкой для ограничения тока в электрической цепи. Основная задача балласта — обеспечить стабильную работу нагрузки с отрицательным дифференциальным сопротивлением, например, газоразрядных ламп.

Без балласта ток через такую нагрузку неконтролируемо возрастал бы, что привело бы к ее разрушению. Балласт создает положительное сопротивление или реактивное сопротивление, которое ограничивает ток до безопасного уровня.

Основные типы электрических балластов

Существует несколько основных типов электрических балластов:

  • Резистивные балласты
  • Индуктивные (электромагнитные) балласты
  • Электронные балласты
  • Гибридные балласты

Каждый тип имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.


Резистивные балласты: простые, но неэффективные

Резистивные балласты — самый простой тип. Они представляют собой обычный резистор, включенный последовательно с нагрузкой. Основные характеристики резистивных балластов:

  • Простая конструкция
  • Низкая стоимость
  • Высокие потери энергии в виде тепла
  • Применяются только для маломощных нагрузок (до 2-3 Вт)

Из-за больших потерь энергии резистивные балласты неэффективны для мощных ламп. Их применение ограничено неоновыми лампами, светодиодами и другими маломощными нагрузками.

Индуктивные балласты: классика жанра

Индуктивные (электромагнитные) балласты долгое время были самыми распространенными. Они состоят из катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником. Основные особенности:

  • Надежная проверенная конструкция
  • Относительно низкая стоимость
  • Большие габариты и вес
  • Низкий КПД (70-80%)
  • Работа на частоте сети (50/60 Гц)
  • Заметное мерцание света

Индуктивные балласты до сих пор широко применяются, особенно в уличном освещении. Однако их постепенно вытесняют более эффективные электронные балласты.


Электронные балласты: современное решение

Электронные балласты — наиболее совершенный тип. Они представляют собой электронную схему на основе полупроводниковых компонентов. Ключевые преимущества:

  • Высокий КПД (до 95%)
  • Малые габариты и вес
  • Работа на высокой частоте (20-100 кГц)
  • Отсутствие заметного мерцания
  • Возможность диммирования
  • Увеличение срока службы ламп

Электронные балласты обеспечивают наилучшие характеристики работы газоразрядных ламп. Их применение позволяет существенно повысить энергоэффективность осветительных систем.

Принцип работы балласта в люминесцентной лампе

Рассмотрим, как работает балласт на примере люминесцентной лампы:

  1. При включении балласт подает высокое напряжение на электроды лампы для их разогрева и ионизации газа
  2. После зажигания дуги балласт ограничивает ток через лампу до номинального значения
  3. В процессе работы балласт поддерживает стабильный ток, компенсируя отрицательное сопротивление лампы

Без балласта ток через лампу быстро возрастал бы до разрушительного уровня. Балласт обеспечивает стабильное горение дугового разряда.


Сравнение эффективности различных типов балластов

Эффективность балласта характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД). Сравним КПД основных типов балластов:

  • Резистивные балласты: 50-60%
  • Индуктивные балласты: 70-80%
  • Электронные балласты: 90-95%

Как видим, электронные балласты обеспечивают наивысшую эффективность. Их применение позволяет снизить энергопотребление осветительной установки на 20-30% по сравнению с индуктивными балластами.

Особенности применения балластов для различных типов ламп

Разные типы газоразрядных ламп требуют специализированных балластов:

  • Люминесцентные лампы: электронные или индуктивные балласты с системой преднакала электродов
  • Натриевые лампы высокого давления: электронные или индуктивные балласты с импульсным зажигающим устройством
  • Металлогалогенные лампы: электронные балласты с системой контроля мощности
  • Светодиодные лампы: специализированные драйверы постоянного тока

Правильный выбор балласта обеспечивает оптимальные характеристики работы лампы и длительный срок службы.


Современные тенденции в развитии балластов

Основные направления совершенствования балластов:

  • Повышение энергоэффективности
  • Уменьшение габаритов и веса
  • Расширение функциональности (диммирование, удаленное управление)
  • Интеграция с системами «умного дома»
  • Повышение надежности и срока службы

Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные балласты, обеспечивающие высокое качество освещения при минимальном энергопотреблении.


Электрический балласт

Для использования в других целях см. Балласт (значения).

Современный балласт для питания различных офисных ламп T8.

An электрический балласт представляет собой устройство, подключенное последовательно к нагрузке, чтобы ограничить количество Текущий в электрическая цепь.

Знакомый и широко используемый пример — индуктивный балласт, используемый в флюоресцентные лампы для ограничения тока через трубку, который в противном случае поднялся бы до разрушительного уровня из-за отрицательное дифференциальное сопротивление вольт-амперной характеристики трубки.

Балласты сильно различаются по сложности. Они могут быть такими же простыми, как резистор, индуктор, или же конденсатор (или их комбинация), подключенные последовательно с лампой; или такие же сложные, как электронные балласты, используемые в компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID лампы).

Содержание

  • 1 Ограничение тока
  • 2 Резисторы
    • 2. 1 Постоянные резисторы
    • 2.2 Саморегулирующиеся резисторы
  • 3 Реактивные балласты
  • 4 Электронные балласты
  • 5 Балласты люминесцентных ламп
    • 5.1 Предварительный нагрев
    • 5.2 Мгновенный старт
    • 5.3 Быстрый старт
    • 5.4 Диммируемый балласт
    • 5.5 Запрограммированный старт
    • 5.6 Чрезвычайная ситуация
    • 5.7 Гибридный
  • 6 Балластный коэффициент ANSI
  • 7 Балластный триод
  • 8 Смотрите также
  • 9 Рекомендации
  • 10 внешняя ссылка

Ограничение тока

А дроссельный балласт (индуктор), используемый в старом освещении. Этот пример взят из солярия. Требуется выключатель стартера (ниже).

А лампа стартер, требуется с некоторыми балластами индукторного типа. Он соединяет два конца лампы, чтобы предварительно нагреть их в течение одной секунды перед зажиганием.

Электрический балласт — это устройство, ограничивающее ток через электрическая нагрузка. Чаще всего они используются, когда напряжение на клеммах нагрузки (например, дугового разряда) падает, когда ток через нагрузку увеличивается. Если бы такое устройство было подключено к источнику питания постоянного напряжения, оно потребляло бы возрастающее количество тока, пока оно не выйдет из строя или не вызовет отказ источника питания. Чтобы предотвратить это, балласт обеспечивает положительный сопротивление или же реактивное сопротивление что ограничивает ток. Балласт обеспечивает правильную работу устройства отрицательного сопротивления за счет ограничения тока.

Балласты также можно использовать просто для ограничения тока в обычной цепи с положительным сопротивлением. До появления твердотельного зажигания автомобильная системы зажигания обычно включается балластный резистор для регулирования напряжения, подаваемого на систему зажигания.

Последовательные резисторы используются в качестве балластов для управления током через светодиоды.

Резисторы

Постоянные резисторы

Для простых маломощных нагрузок, таких как неоновая лампа или Светодиодная лампа, обычно используется постоянный резистор. Поскольку сопротивление балластного резистора велико, оно определяет ток в цепи, даже несмотря на то, что отрицательное сопротивление введен неоновой лампой.

Балласт также был компонентом, используемым в ранней модели. автомобиль двигатели что снизило предложение Напряжение к система зажигания после того, как двигатель был запущен. Для запуска двигателя требуется значительное количество электрического тока от аккумулятор, что приводит к столь же значительному падению напряжения. Чтобы двигатель мог запуститься, система зажигания была разработана для работы на этом более низком напряжении. Но после того, как автомобиль был запущен и стартер отключился, нормальное рабочее напряжение было слишком высоким для системы зажигания. Чтобы избежать этой проблемы, балластный резистор был включен последовательно с системой зажигания, что привело к созданию двух различных рабочих напряжений для систем запуска и зажигания.

Иногда этот балластный резистор выходил из строя, и классическим признаком этой неисправности было то, что двигатель работал при проворачивании (в то время как резистор был обойден), но останавливался сразу после прекращения запуска (и резистор был повторно подключен в цепи через переключатель зажигания). Современные электронные системы зажигания (используемые с 80-х или конца 70-х годов) не требуют балластного резистора, поскольку они достаточно гибкие, чтобы работать при более низком пусковом напряжении или нормальном рабочем напряжении.

Еще одним распространенным применением балластного резистора в автомобильной промышленности является регулировка скорости вентилятора. Балласт представляет собой фиксированный резистор с обычно двумя центральными отводами, а переключатель выбора скорости вентилятора используется для обхода частей балласта: все они для полной скорости и ни одного для настройки низкой скорости. Очень распространенная неисправность возникает, когда вентилятор постоянно работает на скорости, близкой к полной (обычно 3 из 4). Это приведет к тому, что очень короткий кусок резисторной катушки будет работать с относительно большим током (до 10 А), что в конечном итоге приведет к его сгоранию. Это приведет к тому, что вентилятор не сможет работать на пониженной скорости.

В некотором бытовом электронном оборудовании, особенно в телевизионные наборы в эпоху арматуры (вакуумные трубки ), но и в некоторых недорогих проигрывателях ламповые нагреватели были подключены последовательно. Поскольку падение напряжения на всех последовательно включенных нагревателях обычно было меньше полного напряжения сети, необходимо было предусмотреть балласт, чтобы сбросить избыточное напряжение. Для этой цели часто использовался резистор, так как он был дешевым и работал с обоими переменный ток (AC) и постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).

Саморегулирующиеся резисторы

Некоторые балластные резисторы имеют свойство увеличивать сопротивление по мере увеличения тока через них и уменьшения сопротивления по мере уменьшения тока. Физически некоторые такие устройства часто имеют очень похожую конструкцию. лампы накаливания. Словно вольфрам нить накаливания обычной лампы накаливания, если Текущий увеличивается, балластный резистор нагревается, его сопротивление увеличивается, а падение напряжения увеличивается. Если Текущий уменьшается, балластный резистор остывает, его сопротивление падает, и падение напряжения уменьшается. Следовательно, балластный резистор снижает колебания тока, несмотря на колебания приложенного напряжения или изменения в остальной части электрической цепи. Эти устройства иногда называют «барреттеры «и использовались в последовательных отопительных контурах 1930-1960-х гг. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК радио и домашние ТВ-приемники.[нужна цитата ]

Это свойство может привести к более точному регулированию тока, чем простой выбор подходящего постоянного резистора. Потери мощности в резистивном балласте также снижаются, потому что на балласт падает меньшая часть общей мощности по сравнению с тем, что может потребоваться с фиксированным резистором.

Ранее[когда? ], семья сушилки для одежды иногда включают бактерицидная лампа последовательно с обычной лампой накаливания; лампа накаливания служила балластом для бактерицидной лампы. В 60-х годах прошлого века в странах с напряжением 220–240 В в доме обычно использовалась лампа круглого сечения с балластом от обычной сетевой лампы накаливания. Самобалластированный ртутные лампы включить обычные вольфрамовые нити в общую оболочку лампы, чтобы действовать как балласт, и он дополняет отсутствующую в других случаях красную область производимого светового спектра.

Реактивные балласты

А флюоресцентная лампа, устройство с отрицательным дифференциальным сопротивлением.[1][2] Во время работы увеличение тока через люминесцентную лампу вызывает падение напряжения на ней. Если бы трубка была подключена непосредственно к линии электропередачи, падение напряжения на трубке привело бы к протеканию все большего и большего тока, пока она не разрушилась бы сама.[1][3] Для предотвращения этого люминесцентные лампы подключаются к линии электропередачи через балласт. Балласт добавляет позитива сопротивление (Сопротивление переменного тока) цепи, чтобы противодействовать отрицательному сопротивлению трубки, ограничивая ток.[1]

Несколько магнитных балластов для флюоресцентные лампы. Сверху — серийный балласт с высоким коэффициентом мощности для быстрого запуска для двух ламп мощностью 30–40 Вт. Средний балласт представляет собой пускорегулирующий аппарат с низким коэффициентом мощности для одиночной лампы мощностью 30–40 Вт, а нижний балласт представляет собой простой индуктор, используемый с лампой предварительного нагрева мощностью 15 Вт.

Балласт магнитного знака в алюминиевой рамке знака. Балласты Sign более тяжелые, чем другие балласты, потому что более низкие температуры наружного воздуха увеличивают энергию, необходимую для запуска люминесцентной лампы. Их размер зависит от общей длины используемой трубки.

Из-за потери мощности резисторы не используются в качестве балластов для ламп мощностью более двух ватт. Вместо этого реактивное сопротивление используется. Потери в балласте из-за его сопротивления и потери в его магнитопроводе могут быть значительными, порядка 5-25% входной электрической мощности лампы. Практические расчеты проекта освещения должны учитывать потери балласта при оценке эксплуатационных расходов осветительной установки.

An индуктор очень часто используется в балластах линейной частоты для обеспечения надлежащего пускового и рабочего электрического состояния для питания люминесцентной лампы, неоновой лампы или HID-лампы. (Из-за использования индуктора такие балласты обычно называют магнитные балласты.) Катушка индуктивности имеет два преимущества:

  1. Его реактивное сопротивление ограничивает мощность, доступную лампе, с минимальными потерями мощности в индукторе.
  2. В скачок напряжения вырабатывается, когда ток через индуктор быстро прерывается, используется в некоторых цепях для первого зажигания дуги в лампе.

Недостатком индуктора является то, что ток сдвинут по фазе с напряжением, что приводит к плохому фактор силы. В более дорогих балластах конденсатор часто используется в паре с катушкой индуктивности для корректировки коэффициента мощности. В балластах, управляющих двумя или более лампами, балласты линейной частоты обычно используют разные фазовые соотношения между несколькими лампами. Это не только снижает мерцание отдельных ламп, но и помогает поддерживать высокий коэффициент мощности. Эти балласты часто называют отставание балласты, потому что ток в одной лампе опережает фазу сети, а ток в другой лампе отстает от фазы сети.

В большинстве балластов 220–240 В конденсатор не встроен в балласт, как в балластах Северной Америки, а подключен параллельно или последовательно к балласту.

В Европе и на большинстве территорий с напряжением 220–240 В сетевого напряжения достаточно для запуска ламп мощностью более 20 Вт с последовательным индуктором. Однако в Северной Америке и Японии сетевого напряжения (120 В или 100 В соответственно) может быть недостаточно для запуска ламп мощностью более 20 Вт с последовательным индуктором, поэтому автотрансформатор обмотка включена в балласт для повышения напряжения. Автотрансформатор разработан с достаточным индуктивность рассеяния (индуктивность короткого замыкания ), чтобы ток был соответствующим образом ограничен.

Из-за необходимости использования больших катушек индуктивности и конденсаторов реактивные балласты, работающие на частоте сети, имеют тенденцию быть большими и тяжелыми. Обычно они также производят акустические шум (линейная частота гудеть ).

До 1980 г. в США полихлорированный бифенил Масла на основе (ПХБ) использовались в качестве изоляционного масла во многих балластах, чтобы обеспечить охлаждение и электрическую изоляцию (см. Трансформаторное масло ).

Электронные балласты

Смотрите также: Люминесцентные лампы § Электронные балласты

Электронный балласт использует твердое состояние электронная схема для обеспечения надлежащих пусковых и рабочих электрических условий для питания газоразрядных ламп. Электронный балласт может быть меньше и легче, чем такой же магнитный. Электронный балласт обычно тише, чем магнитный, который из-за вибрации пластин трансформатора создает гудение линейной частоты.[4]

Электронные балласты часто основаны на импульсный источник питания (SMPS), сначала выпрямляя входную мощность, а затем прерывая ее с высокой частотой. Усовершенствованные электронные балласты позволяют регулировать яркость через широтно-импульсная модуляция или изменяя частоту на более высокое значение. Балласты с микроконтроллер (цифровые балласты) могут предлагать дистанционное управление и мониторинг через такие сети, как LonWorks, Цифровой адресный интерфейс освещения (ДАЛИ), DMX512, Цифровой последовательный интерфейс (DSI) или простое аналоговое управление с помощью 0-10 В Сигнал управления яркостью постоянного тока. Системы с дистанционным управлением уровнем освещенности через беспроводная ячеистая сеть были введены.[5]

Электронный балласт компактная люминесцентная лампа

Электронные балласты обычно подают питание на лампу с частотой 20000 Гц или выше, а не частота сети из 50-60 Гц; это существенно устраняет стробоскопический эффект мерцания, производного от частоты линии, связанной с люминесцентным освещением (см. светочувствительная эпилепсия ). Высокая выходная частота электронного балласта обновляет люминофор люминесцентной лампы так быстро, что не возникает заметного мерцания. Индекс мерцания, используемый для измерения воспринимаемой модуляции света, имеет диапазон от 0,00 до 1,00, где 0 указывает на самую низкую вероятность мерцания, а 1 — на самую высокую. Лампы, работающие на магнитных балластах, имеют индекс мерцания 0,04–0,07, в то время как цифровые балласты имеют индекс мерцания менее 0,01.[6]

Поскольку больше газа остается ионизированным в потоке дуги, лампа работает на 9% выше эффективность выше примерно 10 кГц. Эффективность лампы резко возрастает примерно на 10 кГц и продолжает улучшаться примерно до 20 кГц.[7] Примерно в 2012 году в некоторых провинциях Канады были проведены испытания модернизации существующих уличных фонарей с электронным балластом;[8] с тех пор светодиодные модификации стали более распространенными.

Благодаря более высокому КПД самого балласта и более высокому КПД лампы на более высокой частоте электронные балласты обеспечивают более высокий КПД системы для ламп низкого давления, таких как люминесцентные лампы. Для ламп HID нет улучшения эффективности лампы при использовании более высокой частоты, но для этих ламп балластные потери ниже на более высоких частотах, а также меньше амортизация света, что означает, что лампа излучает больше света в течение всего срока службы. [нужна цитата ] Некоторые типы ламп HID, например металлогалогенная лампа с керамическим разрядом имеют пониженную надежность при работе на высоких частотах в диапазоне 20 — 200 кГц; для этих ламп в основном используется преобразователь тока прямоугольной формы с низкой частотой с частотой в диапазоне 100 — 400 Гц, с тем же преимуществом более низкой легкой амортизации.[нужна цитата ]

Применение электронных балластов для скрытого освещения становится все популярнее.[нужна цитата ]. Большинство электронных балластов нового поколения могут работать как натриевые лампы высокого давления (HPS) а также металлогалогенные лампы, что снижает затраты руководителей зданий, использующих оба типа ламп. ПРА сначала работает как стартер дуги, подающий импульс высокого напряжения, а позже он работает как ограничитель / регулятор электрического потока внутри цепи. Электронные балласты также намного холоднее и легче своих магнитных аналогов.[6]

Балласты люминесцентных ламп

Основная статья: Флюоресцентная лампа

Предварительный нагрев

В этой технике используется комбинация нить –катод на каждом конце лампы в сочетании с механическим или автоматическим (биметаллическим или электронным) переключателем, который первоначально соединяет нити накала последовательно с балластом для их предварительного нагрева. Когда нити отсоединены, индукционный импульс от балласта запускает лампу. Эта система описывается как «Предварительный нагрев» в Северной Америке и «Switch Start» в Великобритании и не имеет специального описания в остальном мире. Эта система распространена в странах с напряжением 200–240 В (и для ламп 100–120 В до 30 Вт).

Хотя индуктивный импульс повышает вероятность того, что лампа загорится при размыкании переключателя стартера, в этом нет необходимости. Балласт в таких системах в равной степени может быть резистором. В ряде люминесцентных ламп в конце 1950-х — 1960-х годах в качестве балласта использовалась лампа накаливания. Были изготовлены специальные лампы на 170 вольт и 120 ватт. Лампа имела термостартер, встроенный в 4-контактный цоколь. Требования к мощности были намного выше, чем при использовании индуктивного балласта (хотя потребляемый ток был таким же), но пользователи часто предпочитали более теплый свет от балласта лампового типа, особенно в домашних условиях.

Резистивные балласты были единственным типом, который можно было использовать, когда единственным источником питания люминесцентной лампы был постоянный ток. В такой арматуре использовался пускатель теплового типа (в основном потому, что они вышли из эксплуатации задолго до стартер свечения был изобретен), но можно было включить в цепь дроссель, единственной целью которого было подавать импульс на размыкание переключателя стартера для улучшения запуска. Фитинги постоянного тока были усложнены необходимостью менять полярность питания трубки каждый раз, когда она включалась. Невыполнение этого требования значительно сократило срок службы лампы.

Мгновенный старт

Мгновенный пусковой балласт не нагревает электроды, а использует относительно высокое напряжение (~ 600 В) для зажигания разрядной дуги. Это наиболее энергоэффективный тип, но он дает наименьшее количество циклов включения лампы, поскольку материал выдувается с поверхности холодных электродов при каждом включении лампы. ПРА с мгновенным запуском лучше всего подходят для приложений с длительными рабочими циклами, когда лампы не часто включаются и выключаются. Хотя они в основном использовались в странах с питанием от сети 100–120 вольт (для ламп мощностью 40 Вт и выше), на короткое время они были популярны в других странах, потому что лампа запускалась без мерцания переключателя пусковых систем. Популярность была недолгой из-за короткого срока службы лампы.

Быстрый старт

Балласт быстрого запуска подает напряжение и одновременно нагревает катоды. Он обеспечивает более длительный срок службы лампы и более длительный срок службы, но потребляет немного больше энергии, поскольку электроды на каждом конце лампы продолжают потреблять мощность нагрева во время работы лампы. Опять же, хотя он и популярен в странах с напряжением 100–120 вольт для ламп мощностью 40 Вт и выше, быстрый запуск иногда используется в других странах, особенно там, где мерцание пусковых систем переключателя нежелательно.

Диммируемый балласт

Балласт с регулируемой яркостью очень похож на балласт для быстрого пуска, но обычно имеет встроенный конденсатор, фактор силы ближе к единице, чем стандартный балласт для быстрого старта. А квадрак диммер типа может использоваться с диммером балласта, который поддерживает ток нагрева, позволяя контролировать ток лампы. Требуется резистор примерно 10 кОм, который необходимо подключить параллельно люминесцентной лампе, чтобы обеспечить надежное срабатывание квадрака при низкой освещенности.

Запрограммированный старт

Используется в электронных люминесцентных балластах высокого класса. Этот балласт сначала подает питание на нити, он позволяет катодам предварительно нагреться, а затем подает напряжение на лампы для зажигания дуги. Срок службы лампы обычно составляет до 100 000 циклов включения / выключения при использовании запрограммированных пусковых балластов. После запуска напряжение накала снижается для повышения эффективности работы.

[9] Этот балласт обеспечивает максимальный срок службы и в большинстве случаев начинается с ламп, поэтому он предпочтителен для приложений с очень частыми циклами включения питания, таких как зрительные кабинеты и туалеты с переключателем датчика движения.

Чрезвычайная ситуация

Электронный балласт со встроенной батареей предназначен для аварийного освещения выхода в случае отключения электроэнергии (обычно менее 2 часов). Их можно использовать в качестве альтернативы выходному освещению с питанием от резервного электрического генератора. Однако аварийные балласты требуют регулярных испытаний и имеют срок службы 10–12 лет.

Гибридный

Гибридный балласт имеет магнитопровод и катушку. трансформатор и электронный переключатель для электрод -контура подогрева. Подобно магнитному балласту, гибридный блок работает на сетевой частоте, например, в Европе 50 Гц. Эти типы балластов, которые также называют катодные балласты, отключите электрод -обогрев схема после того, как они запустят лампы.

Балластный коэффициент ANSI

Для осветительного балласта ANSI Фактор балласта используется в Северной Америке для сравнения светоотдачи (в люменах) лампы, работающей на балласте, и лампы, работающей на эталонном балласте ANSI. Эталонный балласт работает с лампой при номинальной мощности, указанной в стандарте ANSI.[10][11] Балластный фактор практических балластов необходимо учитывать в дизайн освещения; низкий балластный коэффициент может сэкономить энергию, но будет производить меньше света. «Балластный фактор». Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинал 19 марта 2013 г.. Получено 12 апреля, 2013.

внешняя ссылка

Электрический балласт

Электрический балласт представляет собой устройство, включенное последовательно с нагрузкой для ограничения силы тока в электрической цепи .

Известным и широко используемым примером является индуктивный балласт, используемый в люминесцентных лампах для ограничения тока через трубку, который в противном случае поднялся бы до разрушительного уровня из-за отрицательного дифференциального сопротивления вольт-амперной характеристики трубки.

Балласты сильно различаются по сложности. Они могут быть такими простыми, как резистор , катушка индуктивности или конденсатор (или их комбинация), соединенные последовательно с лампой; или такие сложные, как электронные балласты, используемые в компактных люминесцентных лампах (CFL) и газоразрядных лампах высокой интенсивности (HID лампы).

Электрический балласт — это устройство, которое ограничивает ток через электрическую нагрузку . Они чаще всего используются, когда нагрузка (например, дуговой разряд) имеет падение напряжения на клеммах при увеличении тока через нагрузку. Если бы такое устройство было подключено к источнику питания постоянного напряжения, оно потребляло бы все большее количество тока, пока не разрушится или не приведет к отказу источника питания. Чтобы предотвратить это, балласт обеспечивает положительное сопротивление или реактивное сопротивление , которое ограничивает ток. Балласт обеспечивает правильную работу устройства отрицательного сопротивления, ограничивая ток.

Балласты также можно использовать просто для ограничения тока в обычной цепи с положительным сопротивлением. До появления твердотельного зажигания автомобильные системы зажигания обычно включали балластный резистор для регулирования напряжения, подаваемого на систему зажигания.

Для простых маломощных нагрузок, таких как неоновая лампа , обычно используется постоянный резистор. Поскольку сопротивление балластного резистора велико, оно определяет ток в цепи даже при отрицательном сопротивлении , вносимом неоновой лампой.

Современный американский балласт для питания различных американских люминесцентных офисных ламп Т8 .

Типичный балласт дросселя серии 230 В, 50 Гц (индуктор), используемый в старом освещении. Этот пример из солярия. Требуется переключатель стартера (ниже).

Стартер лампы , необходимый для некоторых балластов индукторного типа. Он соединяет два конца лампы для их предварительного нагрева в течение одной секунды перед включением.

Люминесцентная лампа , прибор с отрицательным дифференциальным сопротивлением. [1] [2] Во время работы увеличение тока через люминесцентную лампу вызывает падение напряжения на ней. Если бы трубка была подключена непосредственно к линии электропередачи, падающее напряжение трубки вызывало бы протекание все большего и большего тока, пока она не разрушилась бы. [1] [3] Чтобы этого не произошло, люминесцентные лампы подключаются к линии электропередач через балласт . Балласт добавляет в цепь положительный импеданс (сопротивление переменному току), чтобы противодействовать отрицательному сопротивлению лампы, ограничивая ток.

[1]

Несколько американских магнитных балластов для люминесцентных ламп . Верх представляет собой серийный балласт быстрого пуска с высоким коэффициентом мощности для двух ламп мощностью 30–40 Вт. Средний балласт представляет собой балласт предварительного нагрева с низким коэффициентом мощности для одной лампы мощностью 30–40 Вт, а нижний балласт представляет собой простой индуктор, используемый с лампой предварительного нагрева мощностью 15 Вт.

Американский магнитный балласт для вывесок в алюминиевой рамке. Балласты для вывесок предназначены для более тяжелых условий эксплуатации, чем другие балласты, потому что более низкие температуры наружного воздуха увеличивают энергию, необходимую для запуска люминесцентной лампы. Их размер зависит от общей длины используемой трубы.

Типичный европейский дроссель серии 230 В для люминесцентных ламп мощностью 40 Вт T12 или 36 Вт T8 .

Электронный балласт компактной люминесцентной лампы

Электронные балласты для флуоресцентных вывесок

Электронные балласты для флуоресцентных вывесок

Поиск

Балласт для электронных вывесок