Ballast électronique VS Ballast magnétique en termes de génie électrique

Introduction :

Avez-vous déjà étudié la construction d'un tube lumineux ? Vous avez peut-être remarqué le ballast/starter électronique. Vous avez peut-être également remarqué à quel point l'utilisation de selfs électriques s'est lentement estompée. Nous discuterons des deux et apprendrons pourquoi leur utilisation est devenue obsolète.

Nous allons d'abord discuter de la structure de base et du fonctionnement d'un tube lumineux.

Parties d'un tube lumineux :

Un tube lumineux se compose des éléments suivants :

1. Lest
2. Démarreur de lumière tubulaire 
3. Changer
4. Tube de décharge

Fonctionnement d'un tube lumineux

1. Initialement, l'interrupteur sur ON, la lumière du tube connaîtra la pleine tension à travers le ballast et le démarreur de la lampe fluorescente et aucune décharge ne se produira, c'est-à-dire aucune sortie de la lampe.

2. Une décharge luminescente s'établira dans le démarreur en raison de la tension maximale et la bande biométallique fondra et la conduction commencera.

3. Le gaz dans le démarreur s'ionise puis, en raison de la pleine tension, il chauffe la bande biométallique qui se plie et se connecte au contact fixe. En conséquence, un courant important traverse le démarreur.

4. La tension diminuera progressivement en raison du courant et le courant circule dans le tube lorsque le tube s'allume avec une résistance inférieure à celle du démarreur.

5. La décharge de rayonnement ultraviolet des atomes de mercure qui excite le revêtement en poudre de phosphore pour émettre de la lumière visible. En fait, la lumière du tube ne contient pas le filament incandescent d'une ampoule à incandescence, mais contient à la place une vapeur de mercure qui émet une lumière ultraviolette lorsqu'elle est ionisée.

6. À ce stade, le démarreur devient inactif, c'est-à-dire pendant le fonctionnement du tube lumineux.

7. Gardez à l'esprit que le démarreur n'est utilisé que dans le type de ballast électrique et non dans le type électronique de tube lumineux.

Ballast magnétique : 

Le ballast magnétique est en fait une bobine inductive. Cela ressemble en fait à un transformateur, un fil de cuivre enroulé sur un matériau de base. Les inducteurs sont généralement utilisés pour s'opposer à une variation du courant qui les traverse.

Fonctionnement du ballast magnétique :

1. Pour que le tube lumineux fonctionne, les électrodes doivent être à haute température.

2. Au départ, le ballast s'opposera au courant lorsqu'il entrera d'abord directement dans le démarreur et évitera ainsi tout dommage.

3. Le démarreur est en série avec le ballast et fonctionne comme un interrupteur. Une fois que le courant dépasse la valeur nominale, le matériau du démarreur fond et forme un circuit ouvert.

4. Ainsi, le courant passe à travers le tube lumineux. Le courant élevé produit pour la décharge est créé par le courant opposé qui est stocké dans l'inductance, d'où l'allumage du circuit.

5. Lorsque l'air est présent, le courant qui le traverse s'ionise et la résistance diminue progressivement. En conséquence, le courant commence à augmenter.

6. La bobine d'inductance agira désormais comme une charge réactive qui limite le courant.

Pourquoi les ballasts magnétiques sont-ils remplacés ?

Maintenant, les ballasts magnétiques sont remplacés par les versions électroniques car ils ne sont pas aussi sophistiqués et présentent des inconvénients plus importants. Les ballasts magnétiques sont utilisés dans les douilles d'éclairage, c'est-à-dire entre la fiche de l'ampoule et le cordon d'alimentation.

Le courant dans les ballasts magnétiques traverse les bobines de cuivre avant de passer à l'ampoule. La plupart des courants sont captés dans le champ magnétique généré et seule une petite quantité de courant est transférée à l'ampoule. Le courant qui le traverse dépend de l'épaisseur et de la longueur de la bobine de cuivre. En raison du flux de courant incohérent à travers l'ampoule, celle-ci scintille et crée également ce bourdonnement que vous avez peut-être souvent entendu.

Ballast électronique :

Le ballast électronique contrôle la tension de démarrage et les courants de fonctionnement des appareils d'éclairage. Le ballast électronique fonctionne généralement avec notre source AC de 220V, fréquence 50-60 Hz. Le ballast électronique consiste en un redresseur qui convertit l'entrée AC en sortie DC. Le courant continu ainsi obtenu est filtré par des condensateurs. Ce courant filtré passe ensuite à travers une série de bobines d'induction et est envoyé à un oscillateur haute fréquence. Par conséquent, le courant de sortie est à une fréquence très élevée (environ 20-80 kHz).

Fonctionnement du ballast électronique :

Une fois la tension continue filtrée, elle passe à travers les bobines haute fréquence. Ici, l'oscillation dépend de la tension et de la fréquence d'entrée. Une petite quantité d'inductance peut être considérée ici, qui est associée au taux élevé de variation du courant et à la fréquence élevée. L'inductance peut être représentée par :I=L(dI/dT).

Environ plus de 440 V sont nécessaires pour que la lampe s'allume. Une fois l'interrupteur allumé, la lampe subit une tension d'environ 1000 V, de sorte que la décharge de gaz se produit instantanément. Une fois le processus de décharge démarré, la tension aux bornes de la lampe diminuera en dessous de 230-125 V. Ensuite, le ballast électronique permet à un courant limité de circuler à travers la lampe et d'éviter tout risque de court-circuit. Le ballast électronique agit comme un variateur pendant que la lampe fluorescente fonctionne afin de limiter le courant et la tension

Le ballast électronique ne produit pas de quantités substantielles de puissance réactive fondamentale. Cependant, il permet une plus grande efficacité en économisant de l'énergie. Ils alimentent moins de puissance dans la lampe par rapport au ballast magnétique. Cependant, ils sont beaucoup plus chers et sont plus sujets à certains types de dommages.

Dans cet appareil, un filtre EMI est utilisé pour bloquer toute interférence électromagnétique, un redresseur est utilisé pour convertir le courant alternatif en courant continu et un convertisseur résonnant en demi-pont est utilisé pour convertir le courant continu en une tension à onde carrée à haute fréquence.

Différence entre ballast électronique et ballast magnétique :

Les ballasts électroniques modifient la fréquence du courant sans aucune modification de la tension. Les ballasts magnétiques fonctionnent à une fréquence d'environ 60 Hz, tandis que les ballasts électroniques fonctionnent à une fréquence accrue d'environ 20 000 Hz. C'est pourquoi les lampes fluorescentes utilisant des ballasts électroniques ne scintillent pas et n'émettent aucun bourdonnement.

Les ballasts électroniques sont également plus petits en taille et en poids. Ils sont beaucoup plus économes en énergie que les ballasts magnétiques.

Les ballasts électroniques peuvent être utilisés pour les lampes connectées en parallèle ou en série. Dans ce cas, si une seule lampe s'éteint, cela n'affectera pas les performances des autres lampes utilisant le même ballast.