- Principle and maintenance of 20~40W electronic ballast
https://en.eeworld.com.cn/news/mndz/eic132350.htmlตรงนี้มีภาพ! แต่ท่านจะมองไม่เห็น , ท่านต้อง สมัครสมาชิก หรือ
ลงชื่อเข้าระบบข้อเสียของบัลลาสต์แบบเหนี่ยวนำคือมีขนาดและน้ำหนักค่อนข้างมาก กินไฟสูง และมีเสียงดัง ในทางกลับกัน บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์มีข้อดีคือจุดติดด้วยแรงดันต่ำ ไม่กระพริบ ไม่มีเสียงรบกวน ประสิทธิภาพสูง ประหยัดพลังงาน และสามารถจุดติดได้ทันทีเมื่อเปิดใช้งาน ดังนั้น บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์จึงมีโอกาสในการพัฒนาที่กว้างกว่า
ภาพ แสดง โครงสร้าง ทางกายภาพของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์แสดงอยู่ในรูปที่ 1
ตรงนี้มีภาพ! แต่ท่านจะมองไม่เห็น , ท่านต้อง
สมัครสมาชิก หรือ
ลงชื่อเข้าระบบแผนผังวงจรที่วาดขึ้นโดยอิงจากวัตถุจริงแสดงอยู่ในรูปที่ 2
ตรงนี้มีภาพ! แต่ท่านจะมองไม่เห็น , ท่านต้อง
สมัครสมาชิก หรือ
ลงชื่อเข้าระบบรูปที่ 2 แผนผังวงจร
วงจรนี้ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ วงจรเรียงกระแสและกรอง วงจรสวิตช์กำลังและขับ และวงจรบัลลาสต์และโหลดไส้หลอด หน้าที่ของแต่ละส่วนประกอบในวงจรมีดังนี้:
① ไดโอดเรียงกระแส VD1~VD4 และตัวเก็บประจุตัวกรอง C1 และ C2 ต่ออนุกรมกันเพื่อสร้างวงจรเรียงกระแสและตัวกรองแบบบริดจ์ หน้าที่ของวงจรนี้คือการสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 310V ขณะไม่มีโหลดที่ปลายทั้งสองข้างของ C1 และ C2 หลังจากเรียงกระแสและกรองไฟกระแสสลับ 220V แล้ว เพื่อจ่ายพลังงานสำหรับวงจรอินเวอร์เตอร์ความถี่สูงในขั้นตอนถัดไป
② ทรานซิสเตอร์กำลัง VT1 และ VT2 ถูกใช้เป็นทรานซิสเตอร์สวิตช์ โดยทำงานในสถานะอิ่มตัวและสถานะตัด และความเร็วในการสวิตช์ต้องรวดเร็ว
③ตัวต้านทาน R1 และ R6 เป็นตัวต้านทานเริ่มต้น ซึ่งให้ไบแอสสำหรับการนำกระแสเริ่มต้นของ VT2 ส่งผลให้ VT1 และ VT2 เกิดการสั่นแบบกระตุ้นตัวเอง
ในขณะเดียวกัน ตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C3 ต่อขนานกันเพื่อสร้างวงจรสตาร์ทแบบลดแรงดัน ซึ่งสามารถลดการสูญเสียที่เกิดจากแรงดันเกินได้ในระดับหนึ่ง เพื่อให้มั่นใจว่าตัวเก็บประจุ C3 ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ ค่าแรงดันที่ทนได้ของตัวเก็บประจุควรมากกว่าสองเท่าของแรงดันไฟเลี้ยง ค่าแรงดันที่ทนได้ของ C3 คือ 630V
④ ไดโอด D5 และ D6 ใช้สำหรับป้องกันทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 การต่อไดโอดเหล่านี้แบบขนานระหว่างฐานและตัวปล่อยประจุของทรานซิสเตอร์จะช่วยลดผลกระทบของการเก็บประจุได้อย่างมาก ทำให้ความเร็วในการสวิตช์ของทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้น
⑤ หม้อแปลง T ทำหน้าที่เหนี่ยวนำสัญญาณร่วมกัน โดยประกอบขึ้นจากการพันลวดแกนเดี่ยว T1, T2 และ T3 รอบวงแหวนแม่เหล็ก เนื่องจากหลอดสวิตช์และวงจรขับเคลื่อนมีความเชื่อมโยงและพึ่งพาซึ่งกันและกันอย่างใกล้ชิด ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ต่างๆ จึงยากที่จะกำหนดได้ในระหว่างกระบวนการผลิต ในวงจรนี้ T1 มี 3 รอบ, T2 มี 3 รอบ และ T3 มี 5 รอบ
⑥ตัวเก็บประจุ C4 ต่อขนานระหว่างฐานและตัวปล่อยของ VT2 เพื่อป้องกันไม่ให้ศักย์ไฟฟ้าระหว่างฐานและตัวปล่อยเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน ซึ่งสามารถปกป้องทรานซิสเตอร์ VT2 ได้ในระดับหนึ่ง
⑦ตัวต้านทาน R2, R3, R4 และ R5 เป็นตัวต้านทานป้องกันที่ใช้เพื่อป้องกันทรานซิสเตอร์ แต่ผลของมันมีจำกัด
⑧ตัวเก็บประจุ C5 เป็นตัวเก็บประจุเริ่มต้น ซึ่งมีหน้าที่ในการบล็อกกระแสตรงและปล่อยให้กระแสสลับผ่านไปได้ โดยป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 310V เข้าสู่หลอดฟลูออเรสเซนต์โดยตรง และยอมให้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูง 20kHz ผ่านไปได้
⑨ ขดลวดโช้ค L และตัวเก็บประจุเรโซแนนซ์ C6 ประกอบกันเป็นวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม ซึ่งใช้ในการสตาร์ทหลอดฟลูออเรสเซนต์และจำกัดกระแสการทำงานของหลอด
หน้าที่พื้นฐานของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์คือการแปลงไฟความถี่อุตสาหกรรม 50Hz ให้เป็นไฟความถี่สูง 20kHz และให้แสงสว่างแก่หลอดฟลูออเรสเซนต์โดยตรง กระบวนการทำงานคือ: หลังจากเปิดเครื่อง แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 310V หลังจากการแปลงและกรองแล้วจะต่อขนานผ่าน C3 และ R1 จากนั้นต่ออนุกรมกับ R5 ทำให้เกิดพัลส์กระแสแคบๆ ไปที่ฐานของ VT2 เพื่อให้ VT2 ทำงานก่อน ในช่วงเวลาที่ VT2 ทำงาน เส้นทางการไหลของกระแสคือ: +V→ C5→ ไส้หลอดที่ปลายด้านบนของหลอด→ C6→ ไส้หลอดที่ปลายด้านล่างของหลอด→ ขดลวดโช้ค L→ หม้อแปลง T3→ คอลเลคเตอร์-อีมิเตอร์ของ VT2→ กราวด์ เพื่อสร้างวงจรและชาร์จตัวเก็บประจุเรโซแนนซ์ C6 เนื่องจากผลของการเหนี่ยวนำของขดลวด T3 ของหม้อแปลง T ที่มีต่อ T1 และ T2 แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำบน T1 จะทำให้ทรานซิสเตอร์ VT1 ทำงาน และแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำบน T2 จะทำให้ VT2 หยุดทำงาน ในช่วงการนำกระแสอิ่มตัวของ VT1 เส้นทางการไหลของกระแสจะเป็นดังนี้: ตัวเก็บประจุเรโซแนนซ์ C6 → ไส้หลอดที่ปลายด้านบนของหลอด → C5 → คอลเลคเตอร์-อีมิเตอร์ของ VT1 → หม้อแปลง T3 → ขดลวดโช้ค L → ไส้หลอดที่ปลายด้านล่างของหลอด → C6 กระแสที่ไหลคือวงจรคายประจุของ C6 ด้วยความช่วยเหลือของผลคู่ขนานของหม้อแปลง T ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 จะเปิดสลับกันและส่งแรงดันพัลส์รูปคลื่นสี่เหลี่ยมออกมา แรงดันนี้จะสร้างเรโซแนนซ์แบบอนุกรมผ่านขดลวดโช้ค L ตัวต้านทานไส้หลอด และ C6 ทำให้เกิดพัลส์แรงดันสูงที่ปลายทั้งสองข้างของ C6 ซึ่งจะทำให้ไอปรอทในหลอดฟลูออเรสเซนต์แตกตัวเป็นไอออนและสร้างเส้นทางการนำไฟฟ้าและทำให้หลอดสว่างขึ้น หลังจากวงจรเริ่มสั่น ตัวเก็บประจุ C4 จะคายประจุอย่างรวดเร็วผ่านไดโอด D6 และทรานซิสเตอร์ VT2 เพื่อป้องกันไม่ให้ VT2 ไม่สามารถออกจากสถานะการนำกระแสอิ่มตัวได้ เมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์สว่างขึ้น ความต้านทานภายในจะลดลงอย่างรวดเร็ว ตัวต้านทานภายในนี้ต่อขนานกับปลายทั้งสองของ C6 ดังนั้นปลายทั้งสองของ C6 จึงลดลงเหลือแรงดันใช้งานปกติ (ประมาณ 80V) ซึ่งช่วยรักษาระดับการเปล่งแสงที่เสถียรและเป็นปกติของหลอดฟลูออเรสเซนต์
ปรากฏการณ์ความผิดปกติคือ แผงวงจรทั้งหมดไหม้เป็นสีดำ และตัวเครื่องก็ไหม้เป็นสีดำเช่นกัน ดังแสดงในรูปที่ 3
ตรงนี้มีภาพ! แต่ท่านจะมองไม่เห็น , ท่านต้อง
สมัครสมาชิก หรือ
ลงชื่อเข้าระบบฉันใช้แปรงจุ่มแอลกอฮอล์เช็ดแผงควบคุม จากนั้นจึงใช้ผ้าสะอาดเช็ดแผงวงจรให้สะอาดอีกครั้ง
เมื่อใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสอบวงจรเรียงกระแสและวงจรกรอง เราพบว่าส่วนนี้ของวงจรอยู่ในสภาพดี
หลังจากตรวจสอบวงจรแล้ว พบว่าตัวต้านทาน R2, R3, R4 และ R5 ไหม้และขาดการเชื่อมต่อ ใช้มัลติมิเตอร์บล็อก Rx10K ตรวจสอบ R1 และ R5 แล้วไม่พบความเสียหาย ใช้มัลติมิเตอร์บล็อก Rxlk ตรวจสอบตัวต้านทาน PN junction สองตัวของทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 แล้วพบว่า VT1 และ VT2 ลัดวงจร สาเหตุของความล้มเหลวเกิดจากความร้อนสูงเกินไปและการไหม้ของชิ้นส่วน เชื่อว่าสาเหตุมาจากสองปัจจัย: ปัจจัยภายนอกคือ ด้านหนึ่ง ตัวต้านทาน R1, R2, R3, R4, R5, R6, ทรานซิสเตอร์ VT1, VT2, ไดโอด D5 และ D6 ติดตั้งแน่นเกินไป ทำให้เกิดการไหม้ อีกด้านหนึ่ง ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 มีกำลังไฟน้อยเกินไปและไม่มีแผ่นระบายความร้อน กำลังไฟของตัวต้านทาน R2, R3, R4 และ R5 ก็ต่ำเช่นกัน ทำให้เกิดความร้อนสูงได้ง่ายขณะทำงาน ปัจจัยภายในได้แก่: ทรานซิสเตอร์ทำงานในบริเวณอิ่มตัวและบริเวณตัดกระแส เวลาเปิดและเวลาปิดเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดความเร็วในการสวิตช์ของทรานซิสเตอร์ เวลาในการเก็บประจุเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความเร็วในการสวิตช์ เวลาในการเก็บประจุเป็นลักษณะเฉพาะตัวของทรานซิสเตอร์ ไม่สามารถทำให้เป็นศูนย์ได้ แต่สามารถทำให้มีค่าน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นจึงมีการต่อไดโอดระหว่างฐานและตัวปล่อย และเลือกทรานซิสเตอร์ที่มีพารามิเตอร์ที่สอดคล้องกันมากที่สุด ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของการเก็บประจุลงอย่างมาก ทำให้ความเร็วในการสวิตช์เพิ่มขึ้นและลดความร้อนที่เกิดจากโหลดไม่สม่ำเสมอ การสูญเสียของทรานซิสเตอร์เองจะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การเสื่อมของพารามิเตอร์ ประสิทธิภาพการสวิตช์ที่แย่ลง และคุณลักษณะการแตกตัวรองที่ลดลง ซึ่งจะยิ่งทำให้เกิดความร้อนในทรานซิสเตอร์มากขึ้น วงจรที่เลวร้ายนี้จะนำไปสู่การแตกตัวและการไหม้ของทรานซิสเตอร์ในที่สุด นอกจากนี้ ในระหว่างกระบวนการทำงาน เวลาในการเก็บประจุของหลอดทั้งสองอาจไม่สม่ำเสมอ หรือรูปคลื่นแรงดันคอลเลคเตอร์อาจไม่สมมาตร ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนจากการโหลดที่ไม่เท่ากันของหลอดทั้งสอง ในกรณีร้ายแรง หลอดอาจเสียหายก่อนกำหนด ทำให้วงจรไหม้ สำหรับ D5 และ D6 นั้น มีแรงดันทนสูงกว่า เส้นผ่านศูนย์กลางของลวดพันขดลวด T ของหม้อแปลงวงแหวนแม่เหล็กหนา และฉนวนดี ไม่มีรอยเสียหาย จึงง่ายต่อการหาสาเหตุและส่วนประกอบที่เสียหาย บัดกรี R2, R3, R4 และ R6 ที่ไหม้ออก แล้วเปลี่ยนด้วยตัวต้านทานที่มีค่าเท่ากัน สำหรับทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 ให้เลือกหลอดที่มีพารามิเตอร์เหมือนกันทุกประการเดิมทีใช้ไอซีรุ่น 13005 สองตัว ให้ถอดออกแล้วเปลี่ยนด้วยไอซีรุ่น 13005 ที่เหมือนกันสองตัว (หรือสามารถใช้ไอซีรุ่น 13003 ที่เหมือนกันสองตัวแทนได้) ประกอบวงจรกลับเข้าที่ และตรวจสอบรอยบัดกรีและชิ้นส่วนต่างๆ บนแผงวงจรอย่างละเอียดเพื่อหาการลัดวงจร การสัมผัส การหลวม และการแตกหัก
หลังจากปรับเทียบเสร็จแล้ว หลอดฟลูออเรสเซนต์ก็กลับมาทำงานตามปกติ หลังจากที่บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานตามปกติแล้ว ให้เปิดเครื่องทิ้งไว้ 10 นาที แล้วปิดเครื่อง จากนั้นให้ลองสัมผัสชิ้นส่วนต่างๆ ทันทีเพื่อดูว่ามีชิ้นส่วนใดอุณหภูมิสูงขึ้นผิดปกติหรือไม่ ชิ้นส่วนสำคัญคือทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 อุณหภูมิที่สูงขึ้นเล็กน้อยถือว่าปกติ นอกจากนี้ โปรดทราบว่าไม่ควรใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นสูง และไม่ควรเปิดและปิดเครื่องบ่อยๆ
แหล่งอ้างอิง: หลักการและการบำรุงรักษาบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ 20~40 วัตต์
