Le ballast

Les lampes à décharge ont besoin de l'électronique auxiliaire pour garantir la tension correcte d'allumage, et pour régler l'écoulement électrique dans l'ampoule.

Le ballast est l’appareil qui s’occupe de tout ça, parce que :

au début, le ballast fonctionne comme un démarreur pour l'arc voltaïque, fournissant une impulsion à haute tension (crête de 1-5 kilovolt pendant la phase d'allumage) ;
ensuite, cela fonctionne comme limiteur/régulateur de l'écoulement électrique dans le circuit.

Un ballast est nécessaire dans les appareils qui ont un différentiel négatif de résistance quant à l'alimentation. Des exemples sont les lampes à décharge, en lesquelles la résistance électrique descend à mesure que l'écoulement électrique augmente, et ainsi un plus grand écoulement électrique est produit dans la lampe. Si ce genre de dispositif est branché à une source d'électricité à tension constante, il absorberait une quantité d'énergie toujours croissante, jusqu'à se détruire. Le ballast fournit donc un différentiel positif de résistance qui stabilise l'écoulement électrique à un niveau approprié.

Des ballasts peuvent également être employés pour réduire l'écoulement électrique dans un circuit normal à résistance positive, comme les lampes à LED. Bien que ces appareils d'éclairage aient un différentiel positif de résistance, ils ne peuvent pas régler leur consommation d'énergie quand ils sont branchés à une alimentation à tension contrôlée, ce qui force à utiliser un ballast pour commander l'écoulement électrique à travers le LED.

Dans le passé, en outre que les deux électrodes entre lesquels l'arc électrique était formé, quelques lampes avaient une troisième électrode qui donnait l'impulsion démarrante quand la lampe était allumée. S'il n'y avait aucune troisième électrode, l'impulsion démarrante à haute tension était produite par un démarreur qui chauffait les électrodes jusqu'à une température environ de 1000°C, entraînant une décharge électrique et l'ionisation des gaz, jusqu'à l'allumage complet de la lampe.

Plus récemment, les ballasts électroniques (voir ci-dessous), ont rendu inutile l'utilisation des démarreurs. En outre que les démarreurs, dans le passé les appareils d'éclairage avaient des ballasts magnétiques, alors que aujourd’hui les ballasts électroniques sont devenus plus populaires et accessibles. Le ballast magnétique était plus simple et moins cher que le ballast électronique, mais il était beaucoup plus encombrant et lourd. En outre, il émettait un léger bourdonnement et il faisait clignoter le faisceau lumineux. Finalement, le ballast magnétique avait besoin d'un démarreur séparé qui avant l'allumage préchauffait les connecteurs de la lampe pour 1 seconde.

Les ballasts électroniques utilisent des circuits basés sur semi-conducteurs pour transformer la fréquence du réseau électrique à une fréquence de 20.000 hertz ou plus, éliminant les clignotements des faisceaux lumineux. Les ballasts électroniques sont plus précis que les magnétiques et incluent le démarreur dans un seul boitier. En outre, comparé à les magnétiques, les ballasts électroniques permettent d’économiser, produisant jusqu'à 40% de lumen/watt de plus, augmentant la vie de la lampe et produisant beaucoup moins de chaleur.

Aujourd’hui, sont employés aussi les ballasts digitaux qui ont un microchip pour commander et régler les lampes HID. Leur microchip a des algorithmes de commande pour fournir l'impulsion correcte pendant l'allumage et l'écoulement électrique nécessaire pendant l'opération normale de la lampe.