Klasifikasi Ballast Elektronik

Ballas elektronik dapat diklasifikasikan dalam beberapa tipe sesuai topologi resonator dan sistem inverter yang digunakan dari ballast elektronik. Beberapa tipe atau klasifikasi ballas elektronik tersebut dapat diuraikan tiap tipe sebagai berikut.

Resonant Ballast

Ballast jenis ini menggunakan resonant tank untuk mensuplai lampu. resonant tank akan memfilter harmonisa pada orde tinggi, sehingga arus yang melalui lampu mendekati sinusoida. Dalam perancangan tugas akhir ini, digunakan resonant ballast bertopologi voltage-fed.

Voltage Fed Resonant Ballast

Rangkaian disuplai oleh tegangan DC hasil dari penyearahan tegangan AC saluran jala-jala. Tegangan dengan bentuk kotak didapat dari pensaklaran komponen mosfet dengan duty cycle 50%, dan digunakan untuk mensuplai rangkaian resonan yang dipasang seri. Rangkaian resonan memfilter tegangan atas dan mensuplai lampu dengan tegangan sinusoida. Macam topologi voltage fed resonant ballast sebagai berikut :

Topologi half bgridge
Topologi full bridge
Topologi push pull

Half Bridge Series Resonant Inverter

Rangkaian inverter setengah jembatan resonan seri terdiri dari dua buah saklar, induktor resonansi (Lr), kapasitor resonansi (Cr). Arus pada rangkaian akan mencapai nilai maksimal ketika frekuensi sumber sama dengan frekuensi resonansi dan akan semakin berkurang jika frekuensi sumbernya ditambah atau dikurangi. Ketika frekuensi lebih rendah dari frekuensi resonansi, reaktansi induktif akan lebih kecil. Karena reaktansi lebih bersifat kapasitif, arus akan lebih tinggi dan tegangan akan lebih kecil. Jika frekuensi dinaikkan, reaktansi akan bersifat induktif sehingga arus akan lebih kecil dan tegangan akan naik.

Series Resonant Inverter

Zero Voltage Switching (ZVS) pada Inverter Setengah Jembatan Resonansi Seri

Zero Voltage Switching adalah pensaklaran dengan frekuensi di atas frekuensi resonansi (f>f0). ZVS dapat menghilangkan rugi turn on kapasitif dan cocok digunakan untuk operasi pada frekuensi yang tinggi karena ZVS beroperasi pada kontrol turn-off yang konstan. Tegangan keluaran inverter setengah gelombang adalah setengah dari VDC dengan bentuk gelombang kotak.

Rangkaian Resonansi Seri dengan Masukkan Gelombang Kotek dari Inverter

Gelombang kotak yang dihasilkan inverter dikopling ke beban melalui bloking Cl dan induktor Ll untuk mengatur arus yang melalui beban (Rl). Daya yang disalurkan ke beban (R) Pada gambar diatas dapat dihitung dengan :

$P_{1}=\frac{2V^{2}_{bus}R_{1}}{\pi^{2}\left [ \left ( \omega _{s}L_{l}-\frac{1}{\omega _{s}C_{l}} \right )^{2}+R^{2}_{l} \right ]}$

Dengan ωs = 2πfs, fs adalah frekuensi pensaklaran. Sehingga untuk mengatur daya dapat dilakukan dengan mengatur besarnya frekuensi pensaklaran. Semakin besar frekuensi pensaklaran, maka daya keluaran akan semakin kecil dan sebaliknya, semakin kecil frekuensi pensaklaran, maka daya keluaran semakin besar.

Berbagi Artikel "Klasifikasi Ballast Elektronik":