طراحی و ساخت بالاست الکترونیکی با قابلیت تنظیم ذاتی توان

لامپ های سدیم فشار بالا یک گروه از لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز هستند که به دلیل بهره نوری بالا، عمر طولانی و حجم کم به صورت گسترده در روشنایی معابر و محوطه های عمومی مورد استفاده قرار می گیرند. لامپ های سدیم فشار بالا به دلیل مقاومت منفی به یک سیستم جانبی به نام بالاست برای پایداری نیاز دارند. بالاست های الکترونیکی در مقایسه با بالاست های مغناطیسی دارای مزایای زیادی از جمله مصرف انرژی کمتر ، عملکرد بهتر لامپ، حجم و وزن کمتر بالاست می باشند، اما قیمت بالا و ضریب اطمینان کم مانع استفاده گسترده از بالاست های الکترونیکی معتارف در سیستم های روشنایی شده است. به منظور فراهم شدن زمینه برای استفاده وسیع از بالاست های الکترونیکی در سیستم های روشنایی ، در این رساله یک بالاست الکترونیکی با هدف بهبود مشخصات فنی، افزایش ضریب اطمینان و کاهش قیمت ارائه می گردد. فرسودگی لامپ باعث افزایش ولتاژ لامپ و در نتیجه افزایش مقاومت لامپ و تغییر توان ورودی به لامپ می گردد. در بالاست های الکترونیکی متعارف با استفاده از مدار کنترل توان به صورت حلقه بسته می توان تاثیر فرسودگی بر توان ورودی به لامپ را کاهش داد. اما استفاده از مدار کنترل حلقه بسته توان باعث افزایش قیمت و کاهش ضریب اطمینان بالاست می گردد. در این رساله یک روش برای طراحی بالاست الکترونیکی ارائه می گردد. این بالاست دارای قابلیت تنظیم ذاتی توان در کل طول عمر لامپ بوده و بدون استفاده از مدار کنترل حلقه بسته، توان ورودی به لامپ در توان نامی تنظیم می گردد. طراحی بالاست بر پایه بهبود شش شاخص کیفیت شامل قابلیت اطمینان، طول عمر لامپ، تنظیم شار نوری لامپ، صرفه جویی در مصرف انرژی، کیفیت جریان ورودی و قیمت انجام می شود. بدین منظور محدودیت های عملی و استانداردها در طراحی بالاست در نظر گرفته می شود. یکی از مزایای بالاست های الکترونیکی نسبت به بالاست های مغناطیسی این است که کم کردن نور لامپ در بالاست های الکترونیکی آسان تر از بالاست های مغناطیسی است. در یک سیستم روشنایی ممکن است در برخی ساعات نیاز به نور کامل لامپ نباشد در صورتیکه بالاست دارای قابلیت کاهش نور باشد قادر خواهد بود تا در مصرف انرژی صرفه جویی نماید. در این رساله یک بالاست الکترونیکی با قابلیت تنظیم ذاتی توان و با امکان کاهش نور ارائه می گردد. نتایج نشان می دهد که این بالاست قادر است با در نظر گرفتن استانداردها و محدودیت های عملی ، در صورت نیاز شار نوری لامپ را کاهش داده و به میزان 20 درصد در مصرف انرژی صرفه جویی نماید. به منظور طراحی و تحلیل بالاست های الکترونیکی یک مدل ریاضی برای بالاست ارائه و برای طراحی بالاست ها از روش حداقل مربعات خطا استفاده می گردد. با استفاده از روش های ارائه شده یک بالاست الکترونیکی بدون قابلیت کاهش نور و یک بالاست الکترونیکی با قابلیت کاهش نور برای لامپ 250 وات سدیم فشار بالا طراحی شده است. نتایج عملی به دست آمده، نتایج تحلیل های تئوری را تایید می کند.