เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

 

            ปัจจุบันมีการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ในการให้แสงสว่างกันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากประสิทธิภาพในการให้แสงสว่างสูงถึง 75 ลูเมนต่อวัตต์ในขณะที่หลอดไส้ให้แสงสว่างได้เพียง 12 ลูเมนต่อวัตต์ การต่อวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์เพื่อการใช้งานนั้นโดยทั่วไปใช้อุปกรณ์เสริมอีก 3 อย่างคือ

  1.) บัลลาสต์ชนิดขดลวด  คือบัลลาสต์ที่มีขดลวดพันอยู่บนแกนเหล็ก  มีหน้าที่เพิ่มแรงดันในการจุดหลอดให้ติด และรักษากระแสไฟฟ้าที่วิ่งผ่านหลอดให้เหมาะสมกับขนาดวัตต์ของหลอด

  2.) สตาร์ตเตอร์  ช่วยในการเริ่มจุดหลอดฟลูออเรสเซนต์ให้ทำงาน

  3.) ตัวเก็บประจุ  มีหน้าที่เพิ่มค่าประกอบกำลัง (Power Factor) ของวงจร  แต่บางครั้งก็ไม่ใส่ตัวเก็บประจุในวงจรเพื่อลดต้นทุนในการติดตั้ง

            บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ (Ballast Electronics) เป็นอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งซึ่งทำหน้าที่เหมือนกับอุปกรณ์เสริมทั้ง 3 อย่างข้างต้นพร้อมกัน โดยที่บัลลาสต์อิเล็คทรอนิคส์จะสร้างความถี่สูงถึง 50 กิโลเฮิร์ท (kHz) จ่ายให้กับหลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งหลอดฟลูออเรสเซนต์จะตอบสนองความถี่สูงได้ดีกว่าความถี่ 50Hz ที่ใช้อยู่ในบ้าน เป็นผลให้สามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ไม่น้อยกว่า 30% และยังยืดอายุการใช้งานของหลอดได้นานกว่า 25% เมื่อเทียบกับการต่อวงจรโดยใช้บัลลาสต์ชนิดขดลวด การใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ยังมีข้อดีอื่นๆอีกเช่นหลอดเปิดติดทันที, แสงสว่างที่ออกมาไม่กระพริบให้รำคาญสายตา, ไม่มีเสียงฮัมรบกวนสมาธิขณะทำงาน, ไม่สะสมความร้อนเหมือนบัลลาสต์ชนิดขดลวดและหลอดยังคงติดแม้แรงดันไฟฟ้าตก

            บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่จำหน่ายในเมืองไทยจะใช้แรงดันไฟฟ้า 220V ความถี่ 50Hz มีข้อมูลที่สำคัญอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควรทราบดังนี้

  1.) ปริมาณของกระแสขณะทำงาน (Irms และ Ipeak) ปริมาณของกระแสยิ่งน้อยเท่าใดความสูญเสียเนื่องจากความร้อนที่เกิดบนสายไฟก็ยิ่งน้อยลง

  2.) ค่าประกอบกำลัง (Power Factor)  เป็นค่าที่บอกว่าบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้อยู่สามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันให้สอดคล้องกันได้มากน้อยเพียงไร บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพสูงจะมีค่า Power Factor ใกล้เคียง 1.0  ในขณะที่บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์คุณภาพต่ำจะมีค่า Power Factor ต่ำ  เมื่อติดตั้งบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีค่าPower Factor ต่ำจำนวนมาก จะทำให้สูญเสียพลังงานไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าและในตัวบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์เอง ซึ่งพลังงานที่สูญเสียนี้จะเป็นสัดสวนผกผันกับค่า Power Factor

  3.) ค่า THD (Total Harmonics Distortion) เป็นค่าที่บอกว่าบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้อยู่มีสัญญาณรบกวนความถี่สูงมากน้อยเพียงไร สัญญาณรบกวนความถี่สูงที่เกิดจากบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์จะไหลเข้าไปในระบบไฟฟ้า และจะไหลผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีอยู่ในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆในบ้านทำให้เกิด

ความร้อนขึ้น มีผลให้อายุการใช้งานของเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านลดลง บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพสูงจะมีค่า THD ต่ำ

 

 

 ข้อมูลทางไฟฟ้าแสดงคุณภาพของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ได้ดังนี้

 

  กระแส     Power Factor THD บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์
สูง ต่ำ สูง คุณภาพต่ำ
ต่ำ สูง ต่ำ คุณภาพสูง

 

คุณสมบัติทางไฟฟ้าของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ KPE (model: BL02)

                        [18W] 

 

V

Hz

Irms

Ipeak

PF

THD (%)

KPE

220

50

0.08

0.17

0.95

27

ทั่วไปในท้องตลาด

220

50

0.14

0.21

0.60

70

 

                        [32W (หลอดกลม)]

 

V

Hz

Irms

Ipeak

PF

THD (%)

KPE

220

50

0.14

0.30

0.95

27

ทั่วไปในท้องตลาด

220

50

0.24

0.65

0.60

70

 

                        [36W]

 

V

Hz

Irms

Ipeak

PF

THD (%)

KPE

220

50

0.16

0.35

0.95

27

ทั่วไปในท้องตลาด

220

50

0.26

0.71

0.60

70

 

การคัดเกรดบัลลาสต์แบบง่ายๆ

 

เกรดA  {บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ราคาประมาณ  500  บาทขึ้นไป}

    คุณสมบัติ 

        - ประะหยัดพลังงานมากกว่า  30%

        - ยืดอายุหลอดไฟมากกว่า  25%

        - กระแสไฟฟ้าไหลน้อย

        - สัญญาณรบกวนน้อยมาก

        - ถ้าไฟตก แสงสว่างคงที่

 

เกรดB {บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ราคาประมาณ  300 - 500  บาท (KPE) }

    คุณสมบัติ

        - ประหยัดพลังงานมากกว่า  30%

        - ยืดอายุหลอดไฟมากกว่า  25%

        - กระแสไฟฟ้าไหลน้อย

        - สัญญาณรบกวนน้อย

 

เกรดC {บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ราคาประมาณ  150 - 300  บาท (ทั่วไปในท้องตลาด)}

    คุณสมบัติ

        - ประหยัดพลังงานมากกว่า  30%

        - ยืดอายุหลอดไฟมากกว่า  25%

 

เกรดD {บัลลาสต์แกนเหล็ก}

    คุณสมบัติ

        - กินไฟมากเพราะร้อน

        - อายุหลอดสั้นเพราะกระแสจ่ายให้หลอดมาก

 

ระยะเวลาคุ้มทุนของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อเทียบกับบัลลาสต์แกนเหล็ก

ระยะเวลาคุ้มทุนคือ ช่วงระยะเวลาที่ประหยัดราคาค่าไฟฟ้าลงได้เท่ากับส่วนต่างของราคาการลงทุนซื้อบัลลาสต์อิเลคทรอนิกส์ที่มากไปกว่าราคาบัลลาสต์แกนเหล็ก

วิธีคำนวณ

๑.      หาอัตราการประหยัดพลังงานไฟฟ้าของหลอดบัลลาสต์อิเลคทรอนิกส์เมื่อเทียบกับหลอดธรรมดาที่ใช้หลอดไฟฟ้าในหนึ่งหน่วยเวลาเท่ากัน ( ใช้ข้อมูลจากการทดลอง )

๒.    เทียบส่วนหาระยะเวลาเมื่อค่าการประหยัดไฟฟ้าเท่ากับส่วนเกินของการลงทุน

ข้อมูลอื่น ๆ ที่ใช้ในการคำนวณ

- คิดจากบัลลาสต์ KPE ขนาด 36W

- อัตตราค่าไฟฟ้าหน่วยละ 3 บาท

- ใช้หลอดไฟฟ้าวันละ 8 ชั่วโมง

- อัตตราการใช้ไฟฟ้าของหลอดไฟได้มาจากการทดลองจริงกับ Kilowatt-hour meter

 

 

 

กราฟแสดงระยะเวลาคุ้มทุนของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์KPE

 

การเปรียบเทียบแรงดันและกระแสของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

 

                บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์KPE

 

   Vrms=216.7V

   Irms=165mA

   Ipeak=400mA

   THD=30%

   PF=0.897 (0.05)

 

 

                บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปในท้องตลาด

 

   Vrms=216.7V

   Irms=264mA

   Ipeak=750mA

   THD=71%

   PF=0.606(0.05)

 

 

 

 

 

รูปร่างของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์KPE

 

                                      (36/40W)

 

 

                                                               อ.ดร. กฤษ  เฉยไสย

                                  อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า

                                                  มหาวิทยาลัยขอนแก่น

                                    (Ph.D. Power Electronics, Japan)

 

 


Back to Dr. Krit Homepage                                                                    | Top |