บัลลาสต์ คืออะไร ?

               บัลลาสต์เป็นอุปกรณ์ที่จําเป็นสําหรับการใช้งานควบคุมการทํางานของหลอดก๊าซดีสชาร์จ นอกจากจะช่วยในการทํางานของวงจรไฟฟ้าแสงสว่างให้สมบูรณ์แล้ว ยังมีผลต่อการควบคุมฟลักซ์การส่องสว่าง อายุการใช้งานของหลอด และการใช้พลังงานไฟฟ้าในวงจรด้วยบัลลาสต์มีหน้าที่หลักที่สําคัญ 2 ประการ คือ

ก) ประการแรก ช่วยสร้างให้เกิดแรงดันเพียงพอในการจุดหลอดก๊าซดีสชาร์จให้ติดควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าผ่านหลอดขณะสตาร์ทและทํางาน

ข) ประการที่สอง จ่ายกำลังไฟฟ้าให้หลอดอย่างเหมาะสม นอกจากนั้นอาจมีหน้าที่อื่นๆ เช่น การปรับหรี่แสงสว่างเป็นต้น

     1. บัลลาสต์แกนเหล็ก (Electromagnetic Ballast) โครงสร้างเป็นขดลวดพันรอบแกนเหล็ก (core & coil)
ซึ่งชนิดที่นิยมใช้ในประเทศไทยเป็นแบบตัวเหนี่ยวนํา (inductor) หรือเรียกว่า โช้ก (choke) โดยทําหน้าที่หลักทั้ง 2 ประการของบัลลาสต์ คือ สร้างแรงดันสูงเหนี่ยวนําเพื่อใช้จุดหลอดให้ติดและจํากัดกระแสให้หลอดอย่างเหมาะสมต้องเลือกให้เหมาะสมกบหลอดแต่ละประเภท แต่ละชนิด และแต่ละขนาด ซึ่งบัลลาสต์เป็นอุปกรณ์ที่จําเป็นสําหรับหลอดก๊าซดีสชาร์จเพราะเมื่อหลอดไฟผานขั้นตอนการจุดติดแล้วนั้น ค่าความต้านทานของหลอดจะลดลงอย่างมาก จึงต้องนําบัลลาสต์มาต่ออนุกรมในวงจรเพื่อทําหน้าที่เป็นตัวต้านทานมิให้กระแสไหลเกินพิกัดจนไส้หลอดขาด 

การใช้งานร่วมกันระหว่างหลอดไฟฟ้าและบัลลาสต์จะต้องเป็นชนิดที่ออกแบบให้ใช้งานร่วมกันได้  หากใช้งานผิดชนิดกันย่อมทําให้เกิดผลเสียหายหลายอย่าง เช่น จุดหลอดติดยาก หลอดเสื่อมสภาพเร็ว อายุใช้งานสั้น กำลังสูญเสียในบัลลาสต์สูงซึ่งจะทําให้อายุงานบัลลาสต์สั้นลงได้ การใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ จะต้องเลือกใช้บัลลาสต์ที่มีประสิทธิภาพสูงและเหมาะสมกบหลอดไฟ สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

     1.1 บัลลาสต์แกนเหล็กทั่วไป (Conventional ballast) ในการทํางานบัลลาสต์ซึ่งเป็นขดลวดพันอยู่รอบแกนเหล็กเพื่อสร้างค่าความเหนี่ยวนําสูง ซึ่งมีผลทําให้มีค่าความต้านทานสูงเกิดกาลังสูญเสียมากตามไปด้วยโดยมีค่ากําลังสูญเสียประมาณ 8 - 12 วัตต์ สําหรับบัลลาสต์ที่ใช้กับหลอด 36 หรือ 40 วัตต์ และหลอด 18 หรือ 20 วัตต์ การสูญเสียดังกล่าวจะเปลี่ยนไปในรูปของความร้อน ทําให้อุณหภูมิบัลลาสต์ขณะใช้งานอาจสูงถึง 75 – 90 °C จะทําให้ฉนวนที่เคลือบขดลวดค่อยๆ เสื่อมสภาพและเสื่อมอายุการใช้งานตามเวลา โดยทั่วไปบัลลาสต์แกนเหล็กแบบทั่วไปตามมาตรฐาน มอก. มีอายุการใช้งานประมาณ 10 ปี ใช้งาน (หากใช้งานไม่ตลอด 24 ชม.ต่อวัน ก็อาจใช้งานได้นานถึง  30 ปี ตลอดอายุอาคาร)

     1.2 บัลลาสต์แกนเหล็กแบบกําลังสูญเสียตํ่า (low loss ballast) เป็นบัลลาสต์แกนเหล็กประสิทธิภาพสูงที่ลดการสูญเสียพลังงานในบัลลาสต์เหลือเพียงประมาณ 5 - 6 วัตต์ โดยการใช้เส้นลวดที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและใช้แกนเหล็กที่มีคุณภาพดี

      ปัจจุบันประเทศไทยมีโครงการจัดตั้งภายใต้ความร่วมมือระหว่างบริษัทผู้ผลิต และ/หรือนําเข้าผลิตภัณฑ์บัลลาสต์ สํานักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.) การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย การไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค รวมทั้งหน่วยงานที่เกี่ยวข้องต่างๆ เพื่อให้ข้อมูลที่ชัดเจนแก่ประชาชน เกี่ยวกับค่าความสูญเสียพลังงานของบัลลาสต์ และระดับประสิทธิภาพของบัลลาสต์นั้นๆ เพื่อให้ผู้ประกอบการพัฒนาผลิตภัณฑ์บัลลาสต์ให้เป็นอุปกรณ์ที่ประหยัดพลังงานไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่ง และเพื่อเป็นทางเลือกให้กับประชาชนในการใช้บัลลาสต์ที่มีคุณภาพสูงขึ้น สูญเสียพลังงานน้อยลงและสามารถหาซื้อได้ในราคาที่เหมาะสม

เพื่อให้เกิดการยอมรับในมาตรฐานระดับประสิทธิภาพและคุณภาพของบัลลาสต์ประหยัดไฟฟ้า โดยกำหนดชื่อกลางเพื่อเรียกบัลลาสต์ดังกล่าววา่ “บัลลาสต์เบอร์ 5 นิรภัย” ซึ่งจะต้องผลิตภัณฑ์ที่ผาน  การทดสอบและรับรองจากสํานักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุสาหกรรม มอก. 23 - 2521 และต้องมีค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสียในตัวบัลลาสต์ตํ่ากว่า 6 W ที่กระแสไฟฟ้าทดสอบไม่ตํ่ากว่า 0.398A สําหรับบัลลาสต์ที่ใช้กับหลอด 36 W และกระแสทดสอบไม่ตํ่ากวา 0.343 A สําหรับบัลลาสต์ที่ใช้กับหลอด  18 W ในสภาวะ Hot Loss ผลิตภัณฑ์ที่ผานเกณฑ์การทดสอบจะได้รับการติดฉลากเบอร์ 5 ลักษณะดังรูป

 ตัวอย่างฉลากบัลลาสต์กำลังสูญเสียตํ่า หรือ "บัลลาสต์เบอร์ 5 นิรภัย"

ที่มีค่ากำลังไฟฟ้าสูญเสียในตัวบัลลาสต์ตํ่ากว่า 6 W ใช้สําหรับหลอดผอมขนาด 18 W หรือ 36 W

      2. บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic ballast) การทํางานของบัลลาสต์ชนิดนี้เหมือนบัลลาสต์แกนเหล็กมี
โช้กทําหน้าที่หลักทั้ง 2 ประการของบัลลาสต์ แต่การจะลดการสูญเสียกาลังไฟฟ้าในโช้กได้โดยการลดขนาดโช้กให้เล็กลงนั้น จําเป็นต้องใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ทําการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายปกติความถี่ 50 Hz เป็นความถี่สูงไม่น้อยกว่า 20,000 Hz (เกณฑ์ 20 kHz เป็ นความถี่สูงขั้นตํ่า ที่หูคนทัวไปจะไม่ได้ยินเสียงการทํางาน) ซึ่งการใช้ความถี่สูงก็จะทําให้สามารถลดขนาดโช้กของบัลลาสต์ให้มีขนาดเล็ก นํ้าหนักเบา มีการสูญเสียตํ่า และประหยัดไฟได้มากกว่าบัลลาสต์แกนเหล็กได้ ปัจจุบันมีการพัฒนาบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานในระดับความถี่ kHz – MHz ดังรูป

รูปแผนผังแสดงส่วนทํางานหน้าที่ต่าง ๆ ของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์จะประกอบด้วยส่วนสร้างความถี่สูง (HF Generator) และ ส่วนโช้ก (Lamp Controller)
โดยมีวงจรควบคุม (Ballast Controller) ควบคุมการทํางาน ส่วนวงจรกาจัดคลื่นรบกวน (Filter for Interference Suppression) นั้นเป็นวงจรที่อาจมีในบัลลาสต์ที่มีราคาสูงและจัดว่ามีคุณภาพดี ซึ่งบัลลาสต์ราคาถูกบางรุ่นอาจไม่มีวงจรส่วนนี้ ดังรูป บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์จะมีการสูญเสีย 1-2 วัตต์

รูปตัวอย่างภาพอุปกรณ์ภายในกล่องบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปแล้วจะมีค่าตัวประกอบกําลังตํ่าจึงต้องใช้อุปกรณ์ปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลัง อุปกรณ์ปรับปรุงตัวประกอบกำลังจะถูกต่อระหว่างแหล่งจ่ายไฟและบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ปรับปรุงตัวประกอบกาลังถูกออกแบบให้อยู่ในรูปขดลวดเหนี่ยวนําหรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ก็ได้ ในขณะที่อุปกรณ์ปรับปรุงตัวประกอบกำลังชนิดวงจรอิเล็กทรอนิกส์มักจะประกอบเข้าเป็นส่วนหนึ่งของบัลลาสต์

การเปรียบเทียบข้อดี ข้อเสีย และพลังงานที่ใช้ของบัลลาสต์

การใช้บัลลาสต์ชนิดต่าง ๆ ตั้งแต่เปรียบเทียบข้อดี ข้อเสีย ของบัลลาสต์แกนเหล็ก (ตารางที่1) และบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ (ตารางที่2) ในด้านการใช้งานและเปรียบเทียบกาลังสูญเสียในบัลลาสต์ของหลอดชนิดต่างๆ ข้อมูลทางไฟฟ้าของอิกนิเตอร์ที่ใช้กบหลอดก๊าซดีสชาร์จความดันสูง เปรียบเทียบลักษณะกระแสผ่านหลอดและแรงดันคร่อมหลอดเมื่อใช้บัลลาสต์ต่างชนิด เปรียบเทียบลักษณะกระแสผ่านหลอดและแรงดันคร่อมหลอดเมื่อใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีคุณภาพตํ่าและมีคุณภาพสูง เพื่อใช้เป็นแนวทางในการเลือกใช้งานให้เหมาะสม

ตารางที่ 1 ข้อดี-ข้อเสีย ของบัลลาสต์แกนเหล็ก

ตารางที่ 2 ข้อดี-ข้อเสีย ของบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์

หากมีคำถามเพิ่มเติมติดต่อ คุณอ้อย ฝ่ายขาย  โทร/แอดไลน์ 094-3864646   

ดูรายละเอียดของสินค้า >>> แคตตาล๊อตสินค้า Silverlight

ขอขอบพระคุณข้อมูลจาก :คู่มือผู้รับผิดชอบด้านพลังงาน (โรงงาน) พ.ศ. 2561