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Als Vorschaltgerät (engl. ballast) wird die bei Gasentladungslampen und Leuchtstoffröhren zur Strombegrenzung erforderliche Vorrichtung bezeichnet.
Ein Vorschaltgerät ist zwingend zum Betrieb einer Gasentladungslampe erforderlich. Ansonsten würde der Entladungsstrom durch die zu ihrer Funktion erforderliche Stoßionisation immer weiter ansteigen, bis die Lampe zerstört wird oder die Sicherung anspricht.
Es kann als separates Bauelement in der Leuchte eingebaut sein, oder auch im Leuchtmittel (z.B. bei sog, Energiesparlampen) integriert sein. In diesem Fall kann das Leuchtmittel direkt am Stromnetz betrieben werden.
Vorschaltgeräte können auch die bei manchen Lampen erforderliche Zünd- (je nach Lampentyp Impulse von einigen hundert Volt bis mehrere kV) und Starteinrichtung (Vorheizung der Kathoden bei Leuchtstofflampen) enthalten.
Vorschaltgeräte gibt es in verschiedenen Bauarten, die nachfolgend erläutert werden:
Konventionelles Vorschaltgerät (KVG)
Konventionelles_Vorschaltgerät.jpeg Bei konventionellen Vorschaltgeräten handelt es sich um eine Induktivität bzw. Drossel (Elektrotechnik) , meist ein mit Kupferdraht bewickelter Eisenkern. Sie ist in Reihe zur Lampe geschaltet und begrenzt bei der Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz den Strom der Lampe auf ihren Nennwert. Das Vorschaltgerät muss daher zur Lampe passen. Es gibt z. Zt. in der EU Überlegungen die KVG gesetzlich zu verbieten.
Verlustarmes Vorschaltgerät (VVG)
Die sog. Verlustarmen Vorschaltgeräte sind eine Weiterentwicklung der KVG. Die VVG zeichnen sich durch eine geringere Verlustleistung aus. Sie haben allerdings keine große Bedeutung erlangt, weil sie zum Teil größere Abmessungen als die KVGs aufweisen und in der Herstellung materialaufwendiger sind. Die Verluste werden durch einen größeren Wicklungsquerschnitt und hochwertigere Kernwerkstoffe bzw. durch geringere magnetische Flussdichten verringert.
Elektronisches Vorschaltgerät (EVG)
EVG-chtaube050410.jpg von 18 bis 58 W]] EVG_offen-chtaube050410.jpg Es gibt im Gegensatz zu den als konventionelle Vorschaltgeräte bezeichneten Drosseln (KVG) auch elektronische Vorschaltgeräte (EVG).Diese werden in zwei Kategorien aufgeteilt. Erstens in Kaltstart EVG und Zweitens in Warmstart EVG. Kaltstart EVG haben die Eigenschaft sofort, mit dem Einschalten des Schalters, die Leuchtstoffröhre ohne Verzögerung zu zünden. Bei Warmstart EVG dagegen wird zuerst für einen Zeitraum von ca. 2 Sekunden die Glühwendel der Leuchtstoffröhre vorgeheizt und dann erst gezündet. Beide Zündvorgänge erfolgen im Gegensatz zum Konventionellen Vorschaltgerät (KVG) flackerfrei. Die EVG betreiben die Gasentladungslampe mit höherer Frequenz, sind kleiner und leichter und die Lampe erreicht an ihnen einen höheren Wirkungsgrad.
Nachteilig sind der hohe Einschaltstromstoß und die Netzrückwirkungen im HF-Bereich, bedingt durch die hohen Schaltfrequenzen von 30...100 kHz. Auch erreicht die Zuverlässigkeit noch nicht die Werte eines KVG. Ein weiteres Problem stellt der Betrieb mehrerer EVG mit einem FI-Schutzschalter dar. Da die EVGs einen netzfrequenten Strom über den Schutzleiter ableiten. Der Ableitstrom muss zwar bei weniger als 0,5mA liegen. Dennoch sollte bei einer Neuinstallation mit FI-Schutzschalter darauf geachtet werden, dass dieser Impulsstromfest ist. Als Planungswert sollte für ein sicheres Betreiben nur der halbe Auslösestrom des FI-Schalters angesetzt werden. Bsp.: Bei einem FI-Schalter mit einem Auslösestrom von 30mA wäre der halbe Auslösestrom 15mA. Rechnung: 15mA/0,5mA(pro EVG) = 30 EVG.
Vorteile der EVG sind das optimale Strommanagement der Lampe beim Start und bei verschiedenen Temperaturen sowie die geringeren Eigenverluste gegenüber KVG. Manche EVG bieten die Möglichkeit, die Lampe zu dimmen oder je nach Tageslichteinfall die Leistung zu regeln.
Eine wichtige Eigenschaft der EVG ist die oberwellen- und blindstromfreie Lastcharakteristik am Netz. EVG haben einen Leistungsfaktor nahe eins, benötigen daher keine Blindstromkompensation und verursachen geringere Netzoberwellen als KVG.
Siehe auch
Weblinks
- hueco.de - FAQ zu EVG und Handhabung vom Hersteller HÜCO.
- osram.de - Erläuterungen vom Hersteller OSRAM.
- bagelectronics.com - Internetseite des Herstellers BAG electronics - Der Erfinder der Multi-Lamp EVG (2001)
- backlight4you.com - Allgemeine Handhabungshinweise zur Verwendung von Vorschaltgeräten.
- Celma.org - Verband der nationalen Verbände der Hersteller von Leuchten und elektrotechnischen Komponenten für Leuchten in der Europäischen Union.
- * - Erläuterungen vom Hersteller UV Electric.
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