Ballast et driver : définitions
Les termes en italique sont définis dans cette page.
Alimentation : dans l’éclairage, nom pouvant être donné au driver, c’est à dire au boitier électronique qui permet d’alimenter les lampes ou modules LED.
Amorceur : composant qui permet – à l’aide d’un ballast magnétique – de provoquer la forte différence de potentiel dans le gaz de la lampe afin de l’ioniser et d’initier l’éclairage. Cette appellation correspond aux lampes halogénures métalliques ou sodium. Pour les lampes fluorescentes, le nom de starter est utilisé, → voir plus de détails.
Ballast : en électricité le terme « ballast » est employé pour tout composant dont le but est de réduire l’intensité. En éclairage, ce terme a désigné petit à petit ce composant pour la solution magnétique (ballast magnétique) et la solution complète d’alimentation des lampes à décharge pour la solution électronique (ballast électronique). A noter que le ballast magnétique génère également la forte tension d’amorçage.
Bilame : élément mécanique composé de deux lames de métaux différents soudées entre elles. Les métaux possèdent des coefficient de dilatation différents qui provoquent une déformation de l’objet suite à des variations de température. Cet élément est présent historiquement dans les clignotants de voiture ou dans les starters conventionnels des lampes à décharge : dans ces deux cas, le passage du courant électrique chauffe le bilame qui se déforme et ouvre le circuit. Le courant ne passe plus, le bilame se refroidit et referme le circuit qui laisse de nouveau passer le courant : le bilame agit donc comme un interrupteur automatique, → voir plus de détails.
Bobine : appelé également solénoïde, inductance voire self, ce composant électrique est constitué d’un enroulement de fil conducteur, éventuellement autour de tôles (qui constituent le noyau) comme c’est le cas des ballasts ferromagnétiques. Ces fonctions et applications sont nombreuses mais dans l’éclairage, la bobine est utilisée d’une part pour sa faculté à générer une forte tension (pour l’amorçage des lampes à décharge suivant la formule U=-L di/dt) et d’autre part pour limiter l’intensité du courant électrique, → voir plus de détails.
CEM (Compatibilité Electro Magnétique) : faculté d’un appareil à bien s’insérer dans son environnement électromagnétique, d’une part en n’étant pas perturbé lui-même et d’autre part sans perturber de sa part les autres appareils environnants. L’émission d’ondes électromagnétiques est normée et peut être mesurée (par exemple dans une chambre anéchoïque).
Chute de tension : baisse de tension du signal électrique due à la résistance des fils électriques (pertes en ligne). Cette baisse de tension peut avoir des conséquences lors que le signal est trop sensible, comme par exemple pour le signal de commande 1-10V : si le câble est trop long, les luminaires ne pourront pas varier de la même manière, ceux qui sont loin auront un signal plus faible que les premiers et donc un flux lumineux plus atténué également.
Classe d’efficacité énergétique (EEI : Energy Efficiency Index) : classification adoptée par LightingEurope (regroupement du CELMA et de ELC depuis le 5 décembre 2012) pour les ballasts des lampes et tubes fluorescents et des lampes sodium haute pression et halogénures métalliques en fonction de leur consommation, → voir la page performance. Une classification a également été mise en place pour les sources LED, → voir la page dédiée.
Condensateur : composant électrique permettant de stocker des charges électriques opposées sur ses armatures. Ce composant est utilisé dans les luminaires pour compenser le déphasage provoqué par les ballasts magnétiques, → voir plus de détails.
Courant de fuite : courant électrique parasite, généralement de faible intensité et provoquant des pertes énergétiques (il peut également être dangereux pour les personnes). Ces courants peuvent être provoqués par des défauts divers comme des impuretés, un diélectrique insuffisant ou de mauvaise qualité (défaut d’isolation) ou de l’humidité par exemple.
CTI (Comparative Tracking Index) : permet de mesurer le risque de courants de fuite d’un circuit électronique (barrette LED par exemple) en mesurant le voltage le plus élevé auquel aucune défaillance ne s’est produite sur cinq échantillons après ajout de 50 gouttes (de chlorure d’ammonium par exemple), voir également PTI. Plus le nombre est élevé plus le circuit est de qualité, c’est à dire que plus les chances d’avoir un court circuit entre deux pistes électriques sont faibles.
Décharge électrostatique (DES, ESD en anglais) : passage d’un courant électrique sur un temps très court – généralement non désiré et possiblement gênant voire destructeur – entre deux objets ayant un potentiel électrique différent. Des protections adéquates sont nécessaires pour que ce phénomène ne détériore pas les LED (dispositifs spécifiques comme des tapis et des bracelets mis à la terre utilisés dans les usines de fabricants de luminaires pour ne pas générer de décharge entre les personnes et lesdites barrettes LED) : c’est d’ailleurs une des raisons pour lesquelles il est déconseillé de changer une barrette LED sur chantier.
Déphasage : en électricité, différence de phase – notée φ – entre deux signaux sinusoïdaux lorsque le régime est alternatif. Un circuit « inductif » (comprenant des bobines comme les ballasts magnétiques) provoque un déphasage entre la tension et l‘intensité. Un circuit « capacitif » (comprenant des condensateurs) provoque un déphasage opposé au précédent entre la tension et l’intensité. Afin d’éviter ce déphasage qui génère une énergie réactive préjudiciable, des condensateurs sont placés dans le circuit électrique des luminaires à ballast magnétique, → voir plus de détails.
Différence de potentiel : soustraction mathématique entre deux potentiels électriques. De la même manière que le potentiel est comparé à l’altitude, la différence de potentiel est comparée à une différence d’altitude entre deux points et permet de déterminer l’énergie potentielle électrique, comme la hauteur d’une chute d’eau permet de déterminer l’énergie potentielle d’une rivière. La différence de potentiel électrique est appelée couramment tension et s’exprime en Volt (V).
Driver : boitier électronique – appelé également alimentation – inséré entre le réseau électrique (230V et 50Hz) et les sources LED, → voir la page dédiée.
EEI (Energy Efficiency Index) : → voir classe d’efficacité énergétique.
Energie : en physique, un système possède de l’énergie s’il est capable de générer un mouvement, de la chaleur, de l’électricité, de la lumière… L’énergie correspond à la puissance multipliée par le temps et s’exprime couramment en Joules (J) ou en kilowatt-heure (kWh).
Energie/puissance réactive : énergie/puissance électrique imaginaire liée au déphasage entre l’intensité et la tension apparaissant en régime alternatif dans un réseau comportant des composants capacitifs (condensateur par exemple) ou inductifs (bobine par exemple). Le fait de générer une telle puissance peut contraindre à dimensionner de façon exagérée (donc chère et inutile) le réseau et peut provoquer son instabilité : des composants peuvent être alors rajouter au circuit uniquement pour réduire le déphasage donc l’énergie réactive, c’est le cas du condensateur lorsqu’un ballast magnétique est utilisé pour les lampes à décharge.
EOS (Electrical Overstress) : voir surcharge électrique.
ESD (ElectoStatic Discharge) : voir décharge électrostatique.
Facteur de puissance : caractéristique d’un composant électrique notée λ, sans unité et comprise entre 0 et 1. En régime alternatif, le facteur de puissance correspond au cosinus du déphasage (λ=cos(φ)). Cette notion permet notamment de mesurer le déphasage entre l’intensité et la tension dans un courant électrique : un facteur de puissance de 1 signifie que la tension et le courant sont en phase donc que le courant est « propre » de ce point de vue. Par contre si le facteur de puissance est inférieur à 1, un déphasage existe entre la tension et l’intensité, ce qui peut générer de l’énergie réactive. La valeur du facteur de puissance est indiquée sur les ballasts magnétiques et électroniques ainsi que sur les alimentations LED, → voir plus de détails.
Fréquence : en électricité, nombre de période dans une seconde lorsque le courant est alternatif. Cette grandeur s’exprime en Hertz (Hz).
Harmonique : en électricité, les harmoniques sont des courbes sinusoïdales de plus grandes fréquences que la sinusoïde principale (représentation du courant alternatif) qui viennent se superposer à cette dernière. Cela crée des perturbations sur le réseau principal qui sont à limiter (voir THD). Elles peuvent être générées par certains type d’appareils électriques comme les ordinateurs, les télévisions, les ballasts ou les drivers LED, voir le détail.
Hertz (Hz) : unité de fréquence, 1 Hz correspondant à un événement par seconde.
Intensité : en électricité, charge électrique traversant un fil pendant une seconde, mesurée en Ampère (A). Si le courant ne passe pas, l’intensité est nulle, comme par exemple aux bornes d’une prise électrique où aucun appareil n’est branché.
Neutre : en électricité, le neutre sert de référence aux différentes phases. La manière dont ce potentiel est relié à la terre dépend du régime de neutre (TT, IT,TN…).
Neutre (fil de) : fil électrique de couleur bleue. Dans le régime de neutre couramment utilisé en France, il est relié à la terre et en principe au potentiel 0V : il est donc théoriquement inoffensif mais il est toujours déconseillé de le toucher en pratique car il peut être dangereux en cas d’inversion de fils (neutre et phase).
Phase : en électricité et notamment en courant alternatif, mesure angulaire d’un signal sinusoïdal. « En phase » signifie que les signaux passent au même moment par la valeur 0.
Phase (fil de) : fil électrique de couleur variable (rouge, marron, noir…) sur lequel la tension électrique est mise en évidence. C’est le fil qui porte le potentiel électrique donc celui qui peut être dangereux pour l’homme, donc à ne pas toucher.
Potentiel : en électricité, le terme « potentiel » caractérise un état électrique en un point de l’espace. Dans le langage courant, il peut être utilisé indûment pour signifier différence de potentiel. En effet, un potentiel seul est rarement intéressant et cette notion s’exprime mieux par une différence de deux points (comme l’altitude fait référence au niveau de la mer pris conventionnellement à 0).
PTI (Proof Tracking Index) : permet de mesurer le risque de courants de fuite d’un circuit électronique (barrette LED par exemple) en déterminant le voltage auquel cinq échantillons ont résisté sans perte à 50 gouttes (de chlorure d’ammonium par exemple), voir également CTI. Plus le nombre est élevé plus le circuit est de qualité, c’est à dire que plus les chances d’avoir un court circuit entre deux pistes électriques sont faibles.
Puissance : en physique, la puissance correspond à une énergie par unité de temps et est exprimée en Watt (W). Elle est calculée dans des conditions simples en électricité par la multiplication de la tension par l’intensité (P=UxI), tout comme dans le cas d’une chute d’eau où elle est égale à la hauteur de la chute multipliée par le débit de la rivière.
SELV (Safety Extra-Low Voltage) : caractéristique de certains drivers LED qui permettent d’alimenter des barrettes LED sous basse tension de sécurité (<50V ), ce qui permet de ne pas avoir besoin de protection complémentaire contre le risque électrique (comparable à la Classe électrique III pour les luminaires). A contrario, les barrettes alimentées par un driver NON SELV doivent avoir une protection supplémentaire contre le risque électrique : il est indispensable d’éviter tout contact direct humain lorsqu’elles sont sous tension.
Starter : composant qui permet – à l’aide d’un ballast magnétique – de provoquer la forte différence de potentiel dans le gaz de la lampe afin de l’ioniser et d’initier l’éclairage. Cette appellation correspond aux lampes fluorescentes. Pour les lampes halogénures métalliques ou sodium, le nom d’amorceur est utilisé, → voir le détail de fonctionnement.
Surcharge électrique (EOS en anglais) : phénomène se produisant lorsqu’une quantité de courant trop importante passe au travers de fils électriques. Cela peut provoquer des effets possiblement destructeurs comme des surchauffes ou décharges électrostatiques.
Tension : en électricité, appellation courante de la différence de potentiel électrique entre deux points d’un réseau mesurée en Volt (V). La tension est de 230 V par exemple entre les deux bornes d’une prise même si aucun appareil n’est branché (donc sans circulation de « courant »).
Terre : en électricité, concept qui assimile la planète terre à un conducteur électrique de potentiel 0 Volt. Concrètement, cela permet d’avoir un repère de potentiel électrique entre les différentes installations et en pratique il suffit de mettre un conducteur suffisamment profond dans le sol pour apporter ce potentiel nul dans une installation électrique.
Terre (fil de) : fil électrique de couleur jaune et verte relié à la terre, c’est-à-dire par définition au potentiel 0 Volt : il est donc théoriquement inoffensif mais il est toujours déconseillé de le toucher en pratique car il peut être dangereux en cas d’inversion de fils (terre et phase).
THD (Taux de Distorsion Harmonique ou Total Harmonic Distortion en anglais) : mesure des harmoniques générées par un appareil électrique, typiquement un ballast ou un driver dans l’éclairage. Généralement, la valeur de 10% est limite et un THD<10% est bon alors qu’un THD>10% n’est pas acceptable.
Triphasé : courant électrique formé par trois courants identiques mais déphasés de manière égale sur une période. Ce type de courant est très fréquent dans les installations de fortes puissances car il permet des gains importants en production et en transport d’électricité. Dans une installation électrique d’un bâtiment alimenté en « triphasé », il est important d’équilibrer les phases.
Définitions: Source et lampe, Gradation, Optique, Luminaire, Photométrie et éclairagisme, Installation et maintenance, Lumière, Couleurs, Vision, Thermique, Ecologie, Matériaux, Process.
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