ศึกษาและการออกแบบวงจรบัลลาสต์แบบอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อการประหยัดพลังงานไฟฟ้าสำหรับการส่องสว่าง

Abstract

บทคัดย่อ

ปัจจุบันได้มีการนำบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์มาใช้งานร่วมกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ในระบบไฟฟ้าแสงสว่างมากขึ้น เนื่องจาก คุณสมบัติที่ดีกว่าหลายประการเมื่อเทียบกับบัลลาสต์แบบขดลวด แต่จากการศึกษาในเบื้องต้นพบว่า บัลลาสต์ที่มีอยู่ ในประเทศ ส่วนใหญ่ผลิตโดยไม่ได้คำนึงถึงมาตรฐานและไม่เข้าใจถึงหลักการและแนวคิดในการออกแบบ งานวิจัยนี้แสดงให้ เห็นถึงลำดับ แนวคิด ความเป็นมา และลักษณะขั้นตอนของการพัฒนาวงจรสำหรับบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ และแสดงให้ เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะของวงจรกับค่าคุณลักษณะทางไฟฟ้าที่ได้ ซึ่งเป็นที่มาในการกำหนดมาตรฐานของ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์และที่เกี่ยวข้อง สุดท้ายงานวิจัยนี้นำเสนอถึงขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์และออกแบบวงจร สำหรับบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ได้คุณลักษณะทางไฟฟ้าที่สำคัญของวงจรซึ่งเป็นไปตามเกณฑ์มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกำหนดไว้ แล้วทำการสร้างวงจรต้นแบบเพื่อทำการทดสอบ ผลการทดสอบที่ได้แสดงถึงการวิเคราะห์และออกแบบที่ถูกต้อง โดยวงจร ต้นแบบสำหรับบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ได้สร้างขึ้น เมื่อใช้งานร่วมกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาด 36 W จำนวน 2 หลอด ให้ ค่าคุณลักษณะทางไฟฟ้าที่สำคัญตามเกณฑ์และข้อกำหนดของมาตรฐานของ มอก. 1506-2541 และ IEC-929 โดยมีผลการ ทดสอบดังนี้ ค่าตัวประกอบกำลังวงจรเท่ากับ 0.997 (ล้าหลัง) , ค่าความผิดเพี้ยนของกระแสอินพุตเท่ากับ 2.03% ค่าตัว ประกอบยอดคลื่นของกระแสผ่านหลอดเท่ากับ 1.42 ค่าตัวประกอบการส่องสว่างเท่ากับ 0.952 และ 0.951 และมีค่ากำลัง สูญเสียเท่ากับ 3.7 W ต่อหลอด โดยให้ค่าประสิทธิภาพรวมของวงจรเท่ากับ 89%

คำสำคัญ : บัลลาสต์, พลังงานไฟฟ้า, การส่องสว่าง, มาตรฐาน

Abstract

Nowadays, high frequency electronic ballasts, instead of iron core ballasts, are increasingly used to drive fluorescent lamps because there are many advantage characteristics comparing with the core type. However, some of electronic ballasts that were made and sold in the market, the manufacturers did not deeply understand the concept of circuit topologies. This research presents the concepts of topology approaching the circuit of the electronic ballasts. These showed the relationship between electrical specifications and circuit topologies that come to meet standards. Finally, the research provides a design guideline for the high frequency electronic ballasts with 2-stages approach including practical considerations. Experimental results from 2 × 36 W lamp prototype electronic ballast were presented to demonstrate the good electrical characteristics that comply with the IEC-929 and TIS-1506-2541 standards. The test result showed that the circuit power-factor was 0.997 (Lagging), the total harmonic distortion of input-line current was 2.03%, the lamp current crest factor was 1.42 and the ballast lumen factors were 0.952 and 0.951. The circuit power loss was 3.7 W per lamp and the overall efficiency of the prototype circuit was 89%.

Keywords : Ballasts , Electrical Energy , Lighting System , Standard