Tipos de balastros

Por ing. Hernán Hernández

La función de un balastro es la de suministrar la corriente y la tensión necesarias para la operación eficiente de una lámpara. Podemos clasificar a los balastros en dos tipos: los tradicionales magnéticos, conformados con chapa de hierro al silicio y alambre de cobre; y los electrónicos construidos por componentes de estado sólido.

Debido a que los balastros son vitales para la operación de lámparas fluorescentes y algunas LED, éstos han tenido un importante desarrollo tecnológico.

MAGNÉTICOS O ELECTRÓNICOS

Los balastros magnéticos consisten básicamente en núcleos de láminas de acero rodeadas por bobinas de cobre o aluminio. Este arreglo transforma potencia eléctrica en una forma apropiada para arrancar y regular la corriente en lámparas fluorescentes.

El tercer componente principal de la mayoría de los balastros magnéticos es el capacitor. El capacitor en dichos balastros corrige el factor de potencia, de tal forma que puede utilizar la energía de manera más eficiente. Los balastros magnéticos que están equipados con el capacitor se les considera de alto factor de potencia.

El balastro electrónico -por otra parte- ha sido beneficiado por el avance de la electrónica, su construcción es totalmente diferente al magnético. Enciende y regula las lámparas fluorescentes en altas frecuencias, generalmente mayores a 20 kHz usando lógicamente componentes electrónicos de estado sólido en vez del arreglo magnético.

Usar este tipo de componentes ha traído beneficios sobre todo para la iluminación fluorescente, uno de ellos es que ha sido posible eliminar el efecto visible del parpadeo de la lámpara en el encendido; otro es la eliminación del ruido en el balastro que se producía debido a los efectos magnéticos y como gran plus la posibilidad de un rango mayor de atenuación cuando se adicionan controles de iluminación al sistema.

Si bien los balastros magnéticos siguen siendo muy usados en distintas partes debido a su simplicidad de fabricación y bajo costo, son de dimensiones mayores y peso considerable para un bajo rendimiento, en comparación con los electrónicos que al operar en alta frecuencia permiten un mayor rendimiento, control de potencia de salida, mayor vida útil de la lámpara y reducido volumen; estas características se reflejan también en un mayor precio.

La búsqueda de nuevas formas para mantener un factor de potencia alto y balastros de bajo costo se ha convertido en línea de investigación en el área de electrónica de potencia, que se va desarrollando mediante posgrados y maestrías.

OPERACIÓN DE LOS BALASTROS

Continuando con el tema de los balastros para lámparas fluorescentes, éstos cumplen con tres funciones:
1. Proveer la tensión adecuada para establecer un arco entre los dos electrodos que encienden la lámpara.
2. Regular la corriente eléctrica que fluye a través de la lámpara para estabilizar la brillantez.
3. Proveer la tensión adecuada para la corriente de operación de la lámpara; también pueden compensar variaciones en la tensión de suministro.
Los balastros electrónicos se integran por grupos de componentes electrónicos que convierten tensión alterna a directa, pasando por un convertidor de AC-DC, el cual funciona como etapa de corrección de factor de potencia. La salida se conecta entonces a un inversor para obtener nuevamente tensión a corriente alterna pero con una alta frecuencia que alimentará a la lámpara, lo anterior se muestra en la Figura 1.

Aunque siguen vigentes, los balastros magnéticos presentan diversos problemas, mismos que se han venido solucionando con la adición de componentes electrónicos.

PARÁMETROS DE EFICIENCIA

Existen parámetros eléctricos que permiten analizar o determinar la eficiencia del balastro, por ejemplo el factor de potencia, bien sabemos que es la razón entre la potencia activa y la reactiva (W y VA, respectivamente) que consume una carga eléctrica; su valor puede estar entre 0 y 1, siendo una característica de la carga eléctrica y el cual se busca tenga un valor cercano a 1 para entender que el dispositivo es eficiente, ya que la mayor parte de la energía que recibe el dispositivo eléctrico es aprovechada para efectuar su función.

Otro de los parámetros indicados es el conocido como valor cresta, que es la razón entre la corriente pico que demanda un equipo y su corriente media, esta medida es no lineal de consumo eléctrico y mientras más alto sea el factor de cresta podrá soportar mayores corrientes pico demandadas por las cargas conectadas sin sufrir deterioro.

Por último, mencionaremos como parámetro la distorsión armónica total o THD, un término bastante técnico pero que en forma simple se explica como la distorsión armónica máxima que puede tener la señal senoidal y que puede ser originada por el balastro.

Dejaremos este tema por el momento, recuerda enviarnos tus sugerencias a través de las redes sociales.