Как сделать электронный трансформатор для галогенных ламп своими руками

Подключение галогенных ламп через трансформатор

Технология подключения зависит от места расположения ламп, стадии ремонта и проекта. Принципиальные схемы подключения трансформатора к галогенным источникам света разделяются на следующие виды:

• одноклавишная цепь питания ламп, использующая один импульсный блок;
• одноклавишная разветвленная цепь питания, использующая два или более блоков.

Рекомендуется пользоваться следующим техническим приемом. Если в цепи одноклавишного выключателя находится более 4-5 ламп, то есть предполагаемая площадь освещения большая, лучше проектировать разветвленную проводку, содержащую два трансформатора.

Плюс этой схемы трансформатора для галогенных ламп состоит в том, что при внезапно вышедшем из строя электронном блоке, подача напряжения прекратится только на одну ветвь. В случае с общим устройством, погаснут все лампочки сразу, понадобится срочная замена блока, что не всегда возможно сделать.

Процесс монтажа электропроводки с одним блоком производят обычным путем. Трансформатор имеет клеммы входа и выхода, на них, соответственно имеется маркировка нулевого и фазного проводов. Через соединение проводов в распределительной коробке, куда подключен одноклавишный выключатель, размыкающий фазовый провод, подается электропитание.

Лампы от понижающего блока подключают параллельно, при этом нужно добиться (учесть в проекте), чтобы длина проводов между трансформатором и каждой лампочкой была одинаковая. Это делается для того, чтобы в низковольтных цепях предупредить разность в падении напряжения.

То есть, если одна лампа соединена проводами длиной 30см, а вторая 3м, то первая будет гореть ярче, а в более длинной цепи возможен нагрев проводов. Проектировать проводку нужно так, чтобы длина любого участка цепи «трансформатор-лампа» равнялась примерно 2 м. Выбор сечения кабеля по току при такой длине должен производиться, исходя из минимального значения в 1.5 мм2.

Монтаж проводки с двумя трансформаторами производят так, чтобы от распределительной коробки питался каждый электронный блок со своей ветвью ламп отдельно. От понижающего устройства каждой ветви подключают лампы параллельно, учитывая приведенные выше рекомендации.

Схемы с большим количеством лампочек могут подключаться с использованием распределительной коробки между выходом трансформатора и лампами. Такой подход актуален при недостатке выходных клемм на самом устройстве или связан с местом его размещения.

В случае такого проекта, категорически запрещается использовать провод на участке между трансформатором и распределительной коробкой без расчета его сечения, так как низковольтные цепи пропускают через себя гораздо больший ток, чем цепи с питающим напряжением 220в при одинаковых значениях потребляемой мощности.

Например, трансформатор для галогенных ламп 12в питает напряжением 7 осветительных приборов, мощностью 35Вт каждый. Лампы подключены параллельно через распределительную коробку, требуется узнать сечение провода между выходом блока и распределителем.

Расчет тока: 10∙35/12=29А, то есть, согласно таблицам сечения электрических кабелей нужен провод сечением не менее 4 мм2.

Чтобы избежать подобных нагрузок, рекомендуется использовать несколько трансформаторов на небольшие группы ламп.

Перед установкой понижающего устройства нужно выделить доступное место для его установки, с таким расчетом, чтобы соблюдались следующие пункты:

• обеспечение легкого и быстрого доступа;
• объем замкнутого пространства не менее 10л (для отвода тепла);
• минимальное расстояние до ближайшего галогенового источника света должно быть не менее 250 мм (это позволит избежать дополнительного нагрева).

Электрические кабели используются медные и многожильные. Если возникает потребность их удлинения, то используются клеммные колодки или зажимы. Не допускается контакт оголенных частей провода с крепежными элементами мебельных или потолочных конструкций.

Производители, выпускающие электронные понижающие трансформаторы: Osram, VS, Comtech, Tashibra, Delux. Продукция фирмы Osram считается одной из лучших в сфере электротехники. Покупая устройства малоизвестных китайских фирм, нужно быть готовым к тому, что изделия могут оказаться сомнительного качества и с малым сроком службы.

Что представляет собой симистор

У тиристора есть недостаток, усложняющий его применение в сети переменного тока – он пропускает через себя только одну полуволну и на выходе вместо переменного напряжения получается постоянное пульсирующее. Поэтому эти приборы используются парами или вместе с диодным мостом. От этого недостатка свободен симистор.

Симистор внешне похож на тиристор. Также, как и тиристор, он открывается импульсом тока, протекающего через управляющий электрод, но этот прибор пропускает через себя обе полуволны и способен работать в сети переменного тока.

Принципиальная схема симисторного регулятора тока для активной и индуктивной нагрузки Устройство симисторного регулятора аналогично тиристорному. Отличие в том, что симистор управляет обоими полярностями и поэтому нет необходимости использовать диодный мост или встречно-параллельное включение элементов.

Кроме того, для симистора не имеет значение полярность управляющего напряжения, что позволяет упростить схему импульсного управления.

Модели с диодным мостом

Трансформатор (12 Вольт) данного типа производится на базе селективных триггеров. Показатель порогового сопротивления у моделей в среднем равняется 35 Ом. Для решения проблем с понижением частоты устанавливаются трансиверы. Непосредственно диодные мосты используются с различной проводимостью. Если рассматривать однофазные модификации, то в этом случае резисторы подбираются на две обкладки. Показатель проводимости не превышает 8 мк.

Тетроды у трансформаторов позволяют значительно повысить чувствительность реле. Модификации с усилителями встречаются очень редко. Основной проблемой трансформаторов данного типа является отрицательная полярность. Возникает она вследствие повышения температуры реле. Чтобы исправить ситуацию, многие эксперты рекомендуют использовать триггеры с проводниками.

Технические характеристики

Вольтаж галогенок бывает не только 220 и 12 вольт. В продаже можно найти лампочки на 24 и даже на 6 вольт. Мощность тоже может быть различной – 5, 10, 20 ватт. Галогеновые лампы от 220 В включаются прямо в сеть. Тем, которые работают от 12 В, необходимы специальные устройства, преобразующие ток из сети для 12 вольт, – так называемые трансформаторы или специальные блоки питания.

Двенадцативольтовые галогенки работают очень хорошо. Раньше, в 90-е годы, применялся трансформатор больших размеров на 50 Гц, который обеспечивал работу только одной галогеновой лампы. В современном освещении применяются импульсные высокочастотные преобразователи. По размерам очень маленькие, но могут потянуть 2 – 3 лампы одновременно.

На современном рынке встречаются как дорогие, так и дешевые блоки питания. В процентном соотношении дорогих продается около 5 %, а дешевки намного больше. Хотя, в принципе, дороговизна – это еще не гарантия надежности. В крутых преобразователях, к сожалению, не используются высококачественные детали, а лишь применяются хитроумные схемные «навороты», способствующие нормальной работе блока питания хотя бы в течение гарантийного срока. Как только он заканчивается, устройство сгорает.

Расчет

Существует несколько видов расчетов, которыми пользуются профессионалы. Для новичков все они достаточно сложные, поэтому рекомендуем так называемый упрощенный вариант. В его основе лежат четыре формулы.

Формула закона трансформации

Итак, закон трансформации определяется нижеследующей формулой:

U1/U2=n1/n2, где:

• U1 – напряжение на первичной обмотке,
• U2 – на вторичной,
• n1 – количество витков на первичной обмотке,
• n2 – на вторичной.

Так как разбирается именно сетевой трансформатор, то напряжение на первичной обмотке у него будет 220 вольт. Напряжение же на вторичной обмотке – это необходимый для вас параметр. Для удобства расчета берем его равным 22 вольт. То есть, в данном случае коэффициент трансформации будет равен 10. Отсюда и количество витков. Если на первичной обмотке их будет 220, то на вторичной 22.

Представьте, что прибор, который будет подсоединен через трансформатор, потребляет нагрузку в 1 А. То есть, на вторичную обмотку действует именно этот параметр. Значит, на первичную будет действовать нагрузка 0,1 А, потому что напряжение и сила тока находятся в обратной пропорциональности.

А вот мощность, наоборот, в прямой зависимости. Поэтому на первичную обмотку будет действовать мощность: 220×0,1=22 Вт, на вторичную: 22×1=22 Вт. Получается, что на двух обмотках мощность одинаковая.

Что касается количества витков, то рассчитать их на один вольт не составит большого труда. В принципе, это можно сделать методом «тыка». К примеру, наматываете на первичную обмотку десять витков, проверяете на ней напряжение и полученный результат делите на десять. Если показатель совпадает с необходимым для вас напряжением на выходе, то, значит, вы попали в яблочко. Если напряжение снижено, значит, придется увеличить количество витков, и наоборот.

И еще один нюанс. Специалисты рекомендуют наматывать витки с небольшим запасом. Все дело в том, что на самих обмотках всегда присутствуют потери напряжения, которые необходимо компенсировать. К примеру, если вам нужно напряжение на выходе 12 вольт, то расчет количества витков проводится из расчета напряжения в 17-18 В. То есть, компенсируются потери.

Площадь сердечника

Как уже было сказано выше, мощность блока питания – это сумма мощностей всех его вторичных обмоток. Это основа выбора самого сердечника и его площади. Формула такая:

S=1,15 * √P

В этой формуле мощность устанавливается в ваттах, а площадь получается в сантиметрах квадратных. Если сам сердечник имеет Ш-образную конструкцию, то сечение берется среднего стержня.

Количество витков в первичной обмотке

Здесь используется следующая формула:

n=50*U1/S, понятно, что U1 равно 220 В.

Кстати, эмпирический коэффициент «50» может изменяться. К примеру, чтобы блок питания не входил в насыщение и тем самым не создавал лишних помех (электромагнитных), то лучше в расчете использовать коэффициент «60». Правда, это увеличит число витков обмотки, трансформатор станет немного больше в размерах, но при этом снизятся потери, а, значит, режим работы блока питания станет легче

Здесь важно, чтобы количество обмоток уместилось

Сечение провода

И последняя четвертая формула касается сечения используемого медного провода в обмотках.

d=0,8*√I, где d – это диаметр провода, а «I» – сила тока в обмотке.

Расчетный диаметр необходимо также округлить до стандартной величины.

Итак, вот четыре формулы, по которым проводится подбор трансформатора тока

Здесь неважно покупаете ли вы готовый прибор или собираете его самостоятельно. Но учтите, что такой расчет подходит только для сетевого трансформатора, который будет работать от сети в 220 В и 50 Гц

Обозначение трансформатора на схеме.

Для высокочастотных приборов используются совершенно другие формулы, где придется проводить расчет потерь трансформатора тока. Правда, формула коэффициента трансформации и у него точно такая же. Кстати, в этих устройствах устанавливается ферромагнитный сердечник.

Схема подключения

Трансформатор Тесла собирается и подключается в соответствии с электрической схемой. Монтаж маломощного устройства следует проводить в несколько этапов:

1. Установить источник питания с чётким соблюдением соответствия контактов.
2. Прикрепить радиатор к транзистору.
3. Собрать электрическую схему, используя фанеру, деревянную коробку или кусок пластика в качестве диэлектрической подложки.
4. Изолировать катушку от схемы пластиной диэлектрика, имеющей отверстия для подключения проводов.
5. Установить первичную обмотку, исключив её падение и соприкосновение с другой обмоткой. В центре предусмотреть отверстие для вторичной катушки, обеспечив расстояние между ними не менее 1 см.
6. Закрепить вторичную обмотку, осуществить необходимые соединения, руководствуясь схемой.

Сборка более мощного трансформатора происходит по аналогичной схеме. Чтобы добиться большой мощности, потребуется:

• Увеличить размеры катушек и сечения обмоток в 1,1−2,5 раза.
• Установить источник переменного тока с напряжением 3−5 кВт.
• Добавить терминал в виде тороида.
• Обеспечить хорошее заземление.

Максимальная мощность, которую может достигать правильно собранный трансформатор Тесла, доходит до 4,5 кВт. Такой показатель может быть достигнут с помощью уравнивания частот обоих контуров.

Собранную своими руками катушку Тесла обязательно необходимо проверить. Во время проверочного подключения следует:

1. Установить переменный резистор в среднюю позицию.
2. Отследить наличие разряда. При его отсутствии нужно поднести к катушке люминесцентную лампу или лампу накаливания. Её свечение будет свидетельствовать о наличии электромагнитного поля и о работоспособности трансформатора. Также исправность прибора можно определить по самостоятельно зажигающимся радиолампам и вспышкам на конце излучателя.

↑ Переделываем? Конечно!

Тем более, что это совсем не сложно.
Выпаиваем трансформатор. Разогреваем его для удобства разборки, чтобы перемотать вторичную обмотку для получения желаемых выходных параметров так, как показано на этом фото или с помощью любых других технологий.

В данном случае трансформатор выпаян лишь для того, чтобы поинтересоваться его моточными данными (кстати: Ш-образный магнитопровод с круглым керном, стандартных для компьютерных БП габаритов с 90 витками первичной обмотки, намотанными в 3 слоя проводом диаметром 0,65мм и 7-ю витками вторичной обмотки с впятеро сложенным проводом диаметром приблизительно 1,1мм; все это без малейшей межслойной и межобмоточной изоляции — только лак) и освободить место для другого трансформатора.

Для экспериментов мне было проще использовать кольцевые магнитопроводы. Занимают меньше места на плате, что дает (при необходимости) возможность использования дополнительных компонентов в объеме корпуса. В данном случае использовалась пара ферритовых колец с внешним, внутренним диаметрами и высотой, соответственно 32Х20Х6мм, сложенных вдвое (без склеивания) — Н2000-НМ1. 90 витков первички (диаметр провода — 0,65мм) и 2Х12 (1,2мм) витков вторички с необходимой межобмоточной изоляцией.

Обмотка связи содержит 1 виток монтажного провода диаметром 0,35мм.

Все обмотки наматываются в порядке, соответствующем нумерации обмоток. Изоляция самого магнитопровода — обязательна. В данном случае магнитопровод обмотан двумя слоями изоленты, надежно, кстати, фиксируя сложенные кольца.

Перед установкой трансформатора на плату ЭТ, выпаиваем токовую обмотку коммутирующего трансформатора и используем ее в качестве перемычки, запаяв туда же, но уже не пропуская через окно кольца трансформатора.

Устанавливаем намотанный трансформатор Tr2 на плату, запаяв выводы в соответствии со схемой на рис 4. и пропускаем провод обмотки III в окно кольца коммутирующего трансформатора. Используя жесткость провода, образуем подобие геометрически замкнутой окружности и виток обратной связи готов. В разрыв монтажного провода, образующего обмотки III обоих (коммутирующего и силового) трансформаторов, припаиваем достаточно мощный резистор (>1Вт) сопротивлением 3-10 Ом.

На схеме в рис 4 штатные диоды ЭТ не используются. Их следует удалить, как, впрочем, и резистор R1 в целях повышения КПД блока в целом. Но можно и пренебречь несколькими процентами КПД и оставить перечисленные детали на плате. По крайней мере, в момент проведения экспериментов с ЭТ, эти детали оставались на плате. Резисторы, установленные базовых цепях транзисторов следует оставить — они выполняют функции ограничения тока базы при запуске преобразователя, облегчая его работу на емкостную нагрузку.

Транзисторы непременно следует установить на радиаторы через изолирующие теплопроводящие прокладки (повзаимствованные, например, у неисправного компьютерного БП), предотвратив, тем самым их случайный мгновенный разогрев и обеспечив некоторую собственную безопасность в случае прикосновения к радиатору во время работы устройства.

Кстати, электрокартон, используемый в ЭТ для изоляции транзисторов и платы от корпуса, не является теплопроводным. Поэтому при «упаковке» готовой схемы БП в штатный корпус, между транзисторами и корпусом следует установить именно такие прокладки. Лишь в этом случае будет обеспечен хоть какой-то теплоотвод. При использовании преобразователя с мощностями свыше 100Вт на корпус устройства необходимо установить дополнительный радиатор. Но это, так, — на будущее.

А пока, закончив монтаж схемы, выполним еще один пункт безопасности, включив его вход последовательно через лампу накаливания мощностью 150-200 Вт. Лампа, в случае нештатной ситуации (КЗ, например) ограничит ток через конструкцию до безопасной величины и в худшем случае создаст дополнительное освещение рабочего пространства.

В лучшем случае, при некотрой наблюдательности лампой можно пользоваться, как индикатором, например, — сквозного тока. Так, слабое (или несколько более интенсивное) свечение нити лампы при ненагруженном или слабо нагруженном преобразователе, будет свидетельствовать о наличии сквозного тока. Подтверждением может послужить температура ключевых элементов — разогрев в режиме сквозного тока будет довольно быстрым. При работе исправного преобразователя видимое на фоне дневного света свечение нити 200-ваттной лампы проявится лишь на пороге 20-35 Вт.

Трансформаторы для галогеновых ламп

Разбор будет проведен на примере блока питания . На выходе этот трансформатор имеет ни много ни мало – 5 ампер. Для такой небольшой коробочки значение потрясающее. Корпус сделан герметичным способом, с отсутствием всякого рода вентиляции. Наверное, поэтому некоторые экземпляры таких блоков питания плавятся от высокой температуры.

Схема преобразователя в первом варианте очень простая. Настолько минимален набор всех деталей, что вряд ли из нее можно что-то выкинуть. При перечислении видим:

• мост из диодов;
• RC цепь с динистором, чтобы запустился генератор;
• генератор, собранный на полумостовой схеме;
• трансформатор, понижающий входное напряжение;
• низкоомный резистор, который служит в качестве предохранителя.

При большом перепаде напряжения такой преобразователь на 100% «сдохнет», приняв весь «удар» на себя. Все выполнено из довольно дешевого набора деталей. Лишь к трансформаторам нет никаких нареканий, потому что они сделаны на совесть.

Второй вариант выглядит очень слабым и недоработанным. В эмиттерные цепи вставлены резисторы R5 и R6 для ограничения тока. При этом совершенно не продумана блокировка транзисторов в случае резкого повышения тока (ее просто нет!). Сомнение вызывает электрическая цепь (на схеме она красным цветом).

выпускает галогеновые лампы мощностью до 60 ватт. Сила тока блока питания на выходе получается 5 ампер. Это многовато для такой лампочки.

При снятии крышки обратите особое внимание на размеры радиатора. Для выходных 5 ампер они очень маленькие

Электронный трансформатор для галогенных ламп 12в схема, get 0902

Возьмём для примера стандартный электронный трансформатор маркированный 12V 50Ватт, который используется для питания настольного светильника. Принципиальная схема будет такая:

Схема электронного трансформатора работает следующим образом. Напряжение сети выпрямляется с помощью выпрямительного моста до полусинусоидаьльного с удвоенной частотой. Элемент D6 типа DB3 в документации называется «TRIGGER DIODE”, — это двунаправленный динистор в котором полярность включения значения не имеет и он используется здесь для запуска преобразователя трансформатора. Динистор срабатывает во время каждого цикла, запуская генерацию полумоста. Открытие динистора можно регулировать. Это можно использовать например для функции регулировки яркости подключенной лампы. Частота генерации зависит от размера и магнитной проводимости сердечника трансформатора обратной связи и параметров транзисторов, обычно составляет в пределах 30-50 кГц.

В настоящее время начался выпуск более продвинутых трансформаторов с микросхемой IR2161, которая обеспечивает как простоту конструкции электронного трансформатора и уменьшение числа используемых компонентов, так и высокими характеристиками. Использование этой микросхемы значительно увеличивает технологичность и надежность электронного трансформатора для питания галогенных ламп. Принципиальная схема приведена на рисунке.

Особенности электронного трансформатора на IR2161:Интеллектуальный драйвер полумоста; Защита от короткого замыкания нагрузки с автоматическим перезапуском ;Защита от токовой перегрузки с автоматическим перезапуском ;Качание рабочей частоты для снижения электромагнитных помех ;Микромощный запуск 150 мкА;Возможность использования с фазовыми регуляторами яркости с управлением по переднему и заднему фронтам ;Компенсация сдвига выходного напряжения увеличивает долговечность ламп;Мягкий запуск, исключающий токовые перегрузки ламп.

Входной резистор R1 (0,25ватт) – своеобразный предохранитель. Транзисторы типа MJE13003 прижаты к корпусу через изоляционную прокладку металлической пластинкой. Даже при работе на полную нагрузку транзисторы греются слабо. После выпрямителя сетевого напряжения отсутствует конденсатор, сглаживающий пульсации, поэтому выходное напряжение электронного трансформатора при работе на нагрузку представляет собой прямоугольные колебания 40кГц, модулированные пульсациями сетевого напряжения 50Гц. Трансформатор Т1 (трансформатор обратной связи) – на ферритовом кольце, обмотки подключенные к базам транзисторов содержат по пару витков, обмотка, подключенная к точке соединения эмиттера и коллектора силовых транзисторов – один виток одножильного изолированного провода. В ЭТ обычно используются транзисторы MJE13003, MJE13005, MJE13007. Выходной трансформатор на ферритовом Ш-образном сердечнике.

Чтоб задействовать электронный трансформатор в импульсном источнике питания, нужно подключить на выход выпрямительный мост на ВЧ мощных диодах (обычные КД202, Д245 не пойдут) и конденсатор для сглаживания пульсаций. На выходе электронного трансформатора ставят диодный мост на диодах КД213, КД212 или КД2999. Короче нужны диоды с малым падением напряжения в прямом направлении, способные хорошо работать на частотах порядка десятков килогерц.

Преобразователь электронного трансформатора без нагрузки нормально не работает, поэтому его нужно использовать там, где нагрузка постоянна по току и потребляет достаточный ток для уверенного запуска преобразователя ЭТ. При эксплуатации схемы надо учитывать, что электронные трансформаторы являются источниками электромагнитных помех, поэтому должен ставиться LC фильтр, предотвращающий проникновение помехи в сеть и в нагрузку.

Лично я использовал электронный трансформатор для изготовления импульсного источника питания лампового усилителя. Так-же представляется возможным питать ими мощные УНЧ класса А или светодиодные ленты, которые как раз и предназначены для источников с напряжением 12В и большим выходным током. Естественно подключение такой ленты производится не напрямую, а через токоограничительный резистор или с помощью коррекции выходной мощности электронного трансформатора.

https://go-radio.ru/elektronniy-transformator.htmlhttps://fb.ru/article/239899/shema-elektronnogo-transformatora-dlya-galogennyih-lamp-v-kak-ustroen-elektronnyiy-transformatorhttps://www.radiokot.ru/articles/84/https://master-houses.ru/transformator-dlya-galogennyh-lamp/https://radioskot.ru/publ/bp/skhema_ehlektronnogo_transformatora_dlja_galogennykh_lamp/7-1-0-110

Как проверять электронные трансформаторы?

На самом деле, чтобы разобраться с причиной поломки не нужно обладать огромным багажом знаний, достаточно иметь под рукой мультиметр (стандартный китайский, как на рисунке №2) и знать, какие цифры должен выдавать на выходе каждый из компонентов (конденсатор, диод и т.д.).

Рис 2: Мультиметр.

Мультиметр может измерить постоянное, переменное напряжение, сопротивление. Также он может работать в режиме прозвонки. Желательно, чтобы щуп мультиметра был обмотан скотчем, (как на рисунке №2), это убережёт его от обрывов.

Чтобы правильно производить прозвонку различных элементов трансформера рекомендую всё-таки выпаивать их (многие пытаются обойтись без этого) и исследовать отдельно, поскольку в противном случае показания могут быть неточными.

Диоды

Нельзя забывать, что диоды прозваниваются только в одну сторону. Для этого мультиметр устанавливается в режим прозвонки, красный щуп прикладывается к плюсу, чёрный к минусу. Если всё в норме, то прибор издаёт характерный звук. При наложении щупов на противоположные полюса не должно происходит вообще ничего, а если это не так, то можно диагностировать пробой диода.

Транзисторы

При проверке транзисторов, их также нужно выпаивать и прозванивать переходы база-эмиттер, база-коллектор, выявляя их проходимость в одну, и в другую сторону. Обычно, роль коллектора в транзисторе выполняет задняя железная часть.

Обмотка

Нельзя забывать проверять обмотку, как первичную, так и вторичную. Если возникают проблемы с определением того, где первичная обмотка, а где вторичная, то помните, что первичная обмотка даёт большее сопротивление.

Конденсаторы (радиаторы)

Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах (пикофарадах, микрофарадах). Для его исследования тоже используется мультиметр, на котором выставляется сопротивление в 2000 кОм. Положительный щуп прикладывается к минусу конденсатора, отрицательный к плюсу. На экране должны появляться всё возрастающие цифры вплоть до почти двух тысяч, которые сменяются единицей, что расшифровывается как бесконечное сопротивление. Это может свидетельствовать об исправности конденсатора, но лишь в отношении его способности накапливать заряд.

Ещё один момент: если в процессе прозвонки возникла путаница с тем, где расположен «вход», а где «выход» трансформатора, то нужно просто перевернуть плату и на обратной стороне на одном конце платы вы увидите небольшую маркировку «SEC» (второй), которой обозначается выход, а на другом «PRI» (первый) — вход.

Увеличение мощности электронного трансформатора ЭТ

Электронный трансформатор является сетевым импульсным блоком питания с весьма хорошими показателями. Такие блоки питания лишены защиты от КЗ на выходе, но эту недоработку можно исправить. Сегодня решил представить весь процесс увеличения мощности электронных трансформаторов для галогенных ламп. Китайский ЭТ с мощностью 150 ватт, мы превратим в мощный ИБП, который может быть использован практически для любых целей. Вторичная обмотка импульсного трансформатора, в моем случае содержит всего один виток. Обмотка намотана 10-ю жилами провода 0,5мм. Блок питания умощнен до 300 ватт, следовательно, его можно использовать для питания мощных усилителей НЧ, таких как Холтон, Ланзар, Маршалл Лич и т.п. При желании, можно на основе такого ИБП собрать мощный лабораторный блок питания. Мы знаем, что многие ИБП такого типа не включаются без нагрузки, такой недостаток имеют электронные трансформаторы Tashibra с мощностью 105 ватт.

↑ Схема ЭТ Taschibra (Ташибра, Tashibra)

Несмотря на большое количество опубликованных схем электронного трансформатора, не поленюсь еще раз выложить ее на обозрение. Смотрим рис1, иллюстрирующий начинку «Tashibra».
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Схема справедлива для ЭТ «Tashibra» 60-150Вт. Издевательство же производилось на ЭТ 150Вт. Предполагается, однако, что ввиду идентичности схем, результаты экспериментов с легкостью можно проецировать на экземпляры как с меньшей, так и с большей мощностью.

И еще раз напомню, чего же не хватает «Tashibra» для полноценного блока питания. 1. Отсутствие входного сглаживающего фильтра (он же — противопомеховый, предотвращающий попадание продуктов преобразования в сеть), 2. Токовая ПОС, допускающая возбуждение преобразователя и его нормальную работу лишь при наличии определенного тока нагрузки, 3. Отсутствие выходного выпрямителя, 4. Отсутствие элементов выходного фильтра.

Попробуем исправить все перечисленные недостатки «Tasсhibra» и попытаемся добиться его приемлемой работы с желаемыми выходными характеристиками. Для начала даже не будем вскрывать корпус электронного трансформатора, а просто добавим недостающие элементы…

1. Входной фильтр: конденсаторы С`1, C`2 с симметричным двухобмоточным дросселем (трансформатором) T`1 2. диодный мост VDS`1 со сглаживающим конденсатором C`3 и резистором R`1 для защиты моста от зарядного тока конденсатора.

Сглаживающий конденсатор обычно выбирается из расчета 1,0 — 1,5мкФ на ватт мощности, а параллельно конденсатору следует подключить разрядный резистор сопротивлением 300-500кОм для безопасности (прикосновение к выводам заряженного относительно высоким напряжением конденсатора — не очень приятно). Резистор R`1 можно заменить термистором 5-15Ом/1-5А. Такая замена в меньшей степени снизит КПД трансформатора.

На выходе ЭТ, как показано в схеме на рис3, подсоединим цепь из диода VD`1, конденсаторов C`4-C`5 и дросселя L1, включенного между ними, — для получения фильтрованного постоянного напряжения на выходе «пациента». При этом, на полистироловый конденсатор, размещенный непосредственно за диодом, приходится основная доля поглощения продуктов преобразования после выпрямления. Предполагается, что электролитический конденсатор, «спрятанный» за индуктивностью дросселя, будет выполнять лишь свои прямые функции, предотвращая «провал» напряжения при пиковой мощности подключенного к ЭТ устройства. Но и параллельно ему рекомендуется установить неэлектролитический конденсатор.

После добавления входной цепи в работе электронного трансформатора произошли изменения: амплитуда выходных импульсов (до диода VD`1) несколько возросла за счет повышения напряжения на входе устройства за счет добавления C`3 и модуляция частотой 50Гц уже практически отсутствует. Это — при расчетной для ЭТ нагрузке. Однако этого недостаточно. «Tashibra» не желает запускаться без существенного тока нагрузки.

Установка на выходе преобразователя нагрузочных резисторов для возникновения какого-либо минимального значения тока, способного запустить преобразователь, лишь снижает общий КПД устройства. Запуск при токе нагрузки около 100мА производится на очень низкой частоте, которую достаточно сложно будет отфильтровать, если блок питания предполагается для совместного применения с УМЗЧ и другим аудио-оборудованием с небольшим током потребления в режиме отсутствия сигнала, например. Амплитуда импульсов при этом также — меньше, чем при полной нагрузке.

Изменение частоты в режимах различной мощности — довольно сильное: от пары до нескольких десятков килогерц. Это обстоятельство накладывает существенные ограничения на использование «Tashibra» в таком (пока еще) виде при работе со многими устройствами.

Но — продолжим. Встречались предложения подключения дополнительного трансформатора к выходу ЭТ, как это показано, например, на рис2.

Предполагалось, что первичная обмотка дополнительного трансформатора способна создать ток, достаточный для нормальной работы базовой схемы ЭТ. Предложение, однако, заманчиво лишь тем, что не разбирая ЭТ, с помощью дополнительного трансформатора можно создать набор необходимых (по своему вкусу) напряжений. На самом деле тока холостого хода дополнительного трансформатора недостаточно для запуска ЭТ. Попытки увеличения тока (вроде лампочки на 6,3ВХ0,3А, подключенной к дополнительной обмотке), способного обеспечить НОРМАЛЬНУЮ работу ЭТ, приводили лишь к запуску преобразователя и зажиганию лампочки.

Но, быть может, кого-то заинтересует и этот результат, т.к. подключение дополнительного трансформатора справедливо и во многих других случаях для решения множества задач. Так, например, дополнительный трансформатор можно использовать совместно со старым (но рабочим) компьютерным БП, способного обеспечить значительную мощность на выходе, но имеющего ограниченный (зато — стабилизированный) набор напряжений.

Можно было бы и далее продолжать искать истину в шаманстве вокруг «Tashibra», однако, я счел для себя эту тему исчерпанной, т.к. для достижения необходимого результата (устойчивый запуск и выход на рабочий режим при отсутствии нагрузки, а, значит, и — высокий КПД; небольшое изменение частоты при работе БП от минимальной до максимальной мощности и устойчивый запуск при максимальной нагрузке) гораздо эффективней — влезть внутрь «Tashibra» и произвести все необходимые изменения в схеме самого ЭТ таким образом, как это показано на рис 4. Тем более, чт ос полсотни подобных схем мною было собрано еще во времена эры компьютеров «Спектрум» (именно для этих компьютеров). Различный УМЗЧ, запитанные аналогичными БП, где-то работают и сейчас. БП, выполненные по этой схеме, проявили себя с наилучшей стороны, работая, будучи собранными из самых различных комплектующих и в различных вариантах.

Что необходимо знать для правильного подбора устройства?

Выбор электронного трансформатора предусматривает расчет суммарной мощности, потребляемой галогенными лампами, и ее соответствие с выходной мощностью понижающего устройства.

При этом необходимо учитывать определенный запас, то есть полная мощность потребителей должна быть меньше полной мощности трансформатора на 5-10% от максимального значения на выходе из устройства. Например, схема предполагает наличие 5 ламп, каждая из которых потребляет 35 Вт, то суммарное потребление составляет 175 Вт, для работы необходим трансформатор мощностью не менее 200Вт.

Перед выбором электронного преобразователя напряжения, нужно знать схему будущей проводки для питания ламп, так как если источников света много, то применяют либо один блок питания требуемой мощности, либо несколько устройств, у которых суммарная мощность покрывает потребность ламп.

Трансформаторы могут отличаться по своим размерам, это тоже нужно учесть перед покупкой.

Принцип работы импульсного трансформатора

Поскольку трансформация касается токов высокой частоты, конструкция импульсных приборов отличается малыми размерами сердечника магнитопровода и небольшим количеством трансформаторных обмоток. Это дает возможность существенно снизить размеры и вес данных устройств по сравнению с обычным трансформатором. При этом выходная мощность обоих приборов будет одинаковой.

Для выпрямления напряжения используется диодный мост и сглаживающие конденсаторы. Электрический ток проходит через транзисторный ключ, находящийся в открытом состоянии и далее – через первичную обмотку. В этот момент происходит насыщение магнитопровода сердечника и создание ЭДС на сигнальной обмотке. Ток обмотки заряжает конденсатор, у которого на обкладках повышается напряжение, способное закрыть транзистор.

Постепенно на сигнальной обмотке напряжение уменьшается и пропадает. В результате, через нее происходит разрядка конденсатора и последующее открытие транзистора. Такой цикл повторяется постоянно с высокой частотой, составляющей десятки тысяч Герц.

К обычным лампам накаливания напряжение, поступающее со вторичной обмотки может быть подключено напрямую. Если же требуется запитать электронные устройства постоянным напряжением 12 вольт, то для его преобразования используются выпрямительные диоды. Под влиянием тока вторичной обмотки происходит образование противодействующего магнитного потока. В свою очередь, он способствует росту реактивного сопротивления в первичной обмотке и воздействует на сигнальную обмотку. За счет этого выходное напряжение стабилизируется.

В случае перегорания нити в цепи нагрузки возникает обрыв. Это приводит к нарушению баланса магнитных потоков и сбоям генерации импульсов. Следовательно, электронным трансформаторам необходима нагрузка, подключенная к выходу, при наличии которой они могут нормально функционировать. Отсутствие такой нагрузки быстро выводит прибор из строя. Поэтому при выборе нужной модели трансформатора необходимо знать возможный диапазон мощности ламп, которые требуется подключить. Эти данные должны соответствовать допустимым значениям, указанным в техническом паспорте устройства.

Общая структура

Структурная схема блока питания с трансформаторным действием имеет следующий тип:

При этом в некоторых зарядных устройствах трансформаторного типа не используются последние два элемента. По сути основными являются трансформатор и выпрямитель, именно они отвечают за снижение напряжения, но фильтр и стабилизатор обеспечивают дополнительную защиту и регулировку значений в подаваемом на устройство напряжении.

На рынке электроники сегодня наиболее популярными являются однополярные трансформаторные блоки питания. Схема данного устройства выглядит следующим образом:

О конструкции самого трансформатора и принципах его работы поговорим далее. Двухполюсный блок питания данной категории имеет следующую схему:

В отличии от первой схемы, в этой применяется трансформатор с одинаковыми парными вторичными обмотками, которые последовательно соединяются.

Трансформатор

Один из основных элементов конструкции трансформатора – сердечник. В блоках питания он может быть Ш-образный либо U-образный, в редких случаях применяются тороидальные сердечники. На них располагаются трансформаторные обмотки из двух слоев: вторичная поверх первичной.

Конструкция

При сборке конструкции используется специальная формула, которая позволяет вычислить необходимые габариты трансформатора:

(1/N)~F*S*B

В этой формуле используются следующие значения:

• N – число витков на 1 вольт;
• F – уровень частоты в переменном напряжении;
• S – сечение магнитопровода;
• B – индукция магнитного поля в магнитопроводе.

Их внешний вид представлен на картинке ниже:

Для расчета вторичной обмотки можно использовать следующий прием. Наматывается 10 витков, собирается трансформатор и с соблюдением техники безопасности, стандартным методом первичная обмотка подключается к электросети. Затем производятся замеры уровня напряжения на выводе из вторичной обмотки. Полученные значения делятся на 10, после этого 12 делится на 10. Так определяется число витков необходимое для выработки напряжения в 12В.

Расчет и выбор трансформаторов

В продаже преобразователи различной мощности. Перед покупкой, надо осуществить вычисление, какой мощности нужен преобразователь. Надо определиться, какое количество лампочек будет задействовано в освещении и какой энергии, а также схему освещения. Зная нужное количество лампочек, определяется общая мощность.

В продаже 12В преобразователи имеются с мощностями: 60, 70, 105, 150, 210, 250, 400.

Для примера возьмем комнату, которой установлено 11 галогенных лампочек по 12В с мощностью в 20 Вт. Если будут установлены на одну люстру с одним трансформатором, то надо 11*20+10%=242 Вт. То есть, покупать надо адаптер на 250 Вт. Если же лампочки поделены на две группы (5 и 6), то для группы в 5 лампочек нужен прибор 5*20+10%=110 Вт, для 6 лампочек 6*20+10%=132 Вт. То есть, для двух случаев целесообразно купить адаптер на 150 Вт. Такое округление из-за того, что мощность прибора не должна быть меньше вычисления.

При выборе из двух видов надо учесть, что электронные более легкие и малогабаритные, нешумные, содержат защиту от замыканий, перегрузок, более стабильны. Все эти преимущества способствуют увеличению работоспособности галогенных ламп.

Выбирая прибор надо учесть выходное напряжение (рабочее напряжение подключаемых ламп) и номинальную мощность (сумма мощностей всех ламп).

Большую роль играет и длина провода, соединяющего прибор с лампами. Она не должна быть длиннее, чем 3 метра. Чем больше длина, тем больше теряется мощности при передаче тока.

Подключение устройства в схему электроснабжения галогенных светильников

В случае подсоединения трансформаторов рекомендуется придерживаться схематического расположения отдельных источников света, когда их количество более двух. К тому же требуется выбрать подходящее место для установки преобразователя.

Основные требования к подключению

Инструкции любых трансформаторов непременно содержат главные правила, ими запрещается пренебрегать при выполнении монтажных работ:

• Понижающий прибор и лампу требуется соединять с кабелем, длина которого не превышает 1,5 м, а сечение от 1 мм2. В ином случае яркость лампы будет недостаточной, свет — неравномерным, есть риск нагревания провода.
• Если подключается два и больше светильников, требуется непременно применить схему «звезда»: к каждой лампе подсоединяется отдельный кабель. Последние должны быть одинаковые.
• Если предполагается длина кабеля больше 1,5 м, то его сечение увеличивается в пропорциональном соотношении.
• Расстояние до светильника не меньше 0,2 м.
• Корректно высчитать мощность ламп, соответствие последних понижающему электроприбору.

Внимание! Категорически запрещается включать трансформаторы без нагрузки

Требования по установке

Допустимо использование нескольких схем подключения галогенных ламп через трансформатор:

Одна из самых простых: применяется один выключатель (с 1-ой клавишей) и трансформатор. Проводники крепятся на клеммы «входа» L и N. Для присоединения ламп на «выходе» предпочитают провода из меди (минимальное сечение 1,2 мм2). Подключение галогенных ламп 12В — параллельное.

Разделение общего количества светильников на две одинаковые половины, подсоединение к разным трансформаторам. В вышеописанном примере 4 лампы по 40 Вт, мощность 2-х — 80 Вт. Следственно, следует использовать трансформатор 105 Вт. Рекомендуется отдельный понижающий прибор питать своими проводами. Когда последние соединятся в распределительном боксе, это существенно облегчит возможный в будущем ремонт. При подключении допустимо применить 1-клавишный или 2-клавишный выключатель. После выполнения всех работ лампочки возможно запитать раздельно. Когда один трансформатор выйдет из рабочего состояния, это позволит сберечь денежные средства и оставить систему работающей.

Схема подключения двух галогенных лампочек (и более)

Важная информация! Трансформаторы во время работы нагреваются. Поэтому их нужно устанавливать на поверхностях из материалов, которые устойчивы к воспламенению, не плавятся.

Эксплуатационный ресурс, надёжность галогенных и светодиодных ламп перекроют издержки на монтаж трансформаторного устройства. А защитные свойства последнего обеспечат более продолжительную службу таких источников света, чем обычных лампочек накаливания.

Сборка по схеме своими руками

Каждый электронный трансформатор содержит инструкцию, в которой указаны правила подключения. Основным является то, что между лампочкой и пробором должен быть кабель не более 1,5 метра в длину, 1 кв.мм сечением. Если не выполнить данное условие, яркость будет потеряна, будет происходить перегрев провода.

При подсоединении от двух галогенных ламп используется схема-звезда. Она подразумевает подключение отдельного кабеля к каждой лампочке, при этом его длина одинаковая. При расстоянии более 1,5 метра следует увеличивать сечение кабеля. Предусматривается тот факт, что расстояние до лампочки не должно быть меньше 20 см.

Оптимальный вариант для выключателя с одной или двумя клавишами – деление лампочек на две идентичные части. Подключение проводится к двум преобразователям 12В. Каждый из приборов проводится через отдельную проводку. Такое соединение в коробке распределения облегчит ремонт (при необходимости).

На рисунке приведена схема подключения точечных галогенных светильников 12В.

Устройство и принцип работы трансформаторов

Электронные трансформаторы служат для снижения стандартного электрического тока с 220 В до 12 В в условиях обслуживания галогенных ламп. Прибор представляет собой двухтактный автогенератор (импульсный блок питания) с довольно простым устройством. Он выполняется по полумостовой схеме и имеет форму небольшой коробки с 4 выходящими из нее кабелями: двумя на вход с напряжением в 220В и двумя на выход с напряжением в 12 В. Корпус чаще всего выполнен из алюминия или поликарбоната, закреплен двумя-тремя болтами.

Схема электронного трансформатора

В зависимости от конструкции и производителя внутри находится кольцевой с двумя обмотками или ш-образный сердечник из феррита. Первый тип с кольцевым сердечником проще переделать под свои нужды (из преобразователей делают ИБП и блоки питания для других электронных устройств) В роли силовой части прибора выступают биполярные транзисторы, включенные по схеме полумоста. Их рабочая частота в противофазе составляет 30-35 кГц.

Конструкцию дополняют транзисторы, через которые перекачивается вся мощность. Установленные в трансформаторе диоды используются для защиты транзисторов от обратного напряжения.

В современные осветительные приборы нередко заранее встраиваются преобразователи, их также монтируют в мебель, под потолки и за гипсокартонные плиты, что обеспечивает небольшую удаленность от ламп. В данном случае становятся очевидными преимущества именно электронных преобразователей, которые имеют небольшой вес и скромные размеры, обеспечивают постоянное напряжение, что не дает светильникам быстрее выходить из строя и терять свои качества. Многие понижающие трансформаторы для галогенных ламп дополняются защитой от короткого замыкания, плавным пуском освещения и автоматической подстройкой выходного напряжения.

Что такое трансформатор для ламп

Чтобы обеспечить защиту от скачков напряжения, применяется трансформатор для нормализации напряжения. Производится устройство в двух видах:

• Обмоточный. Прост в применении (подключить может каждый, даже без навыков в этой области), доступен. Содержит катушки, между которыми образуется связь, обеспечивая тем самым принцип работы прибора. Недостатки: большая масса, крупногабаритный, неудобство использования в домашних условиях, сильное нагревание при постоянной работе.
• Электронный. Обширная зона применения, так как имеет малый вес, размер, не нагревается при постоянном использовании. Единственный недостаток – стоимость. Производятся некоторые электронные трансформаторы для галогенных ламп с защитой от перепадов напряжения.

Данные защитные приборы не являются обязательной мерой применения. Но с ними обеспечена долговечность галогенным лампам.

Основная область применения

Необходимость подобного масштабирования сопротивления существует практически во всех областях, связанных с передачей электрических сигналов и энергии. Но наибольшее применение согласующие трансформаторы получили в следующих сферах:

1. В усилителях низкой частоты (звуковых усилителях) в качестве межкаскадных и выходных трансформаторов. Необходимость в подобных устройствах была связана с тем, что старые усилители изготавливались на ламповой компонентной базе. При этом практически все лампы отличались высоким внутренним сопротивлением и подключение к ним 4 или 8-омных динамиков напрямую к ним было невозможно. Даже с появлением транзисторов, операционных усилителей ситуация в корне не изменилась, так как без согласования сопротивлений увеличивался уровень искажений сигнала.
2. В качестве входных согласующие трансформаторы применяются в звуковоспроизводящей аппаратуре для подключения микрофонов, звукоснимателей различных типов. Сопротивление этих устройств варьируется в пределах от десятка до сотни ом, а для подключения к усиливающей аппаратуре требуются значения, которые будут на порядок больше.
3. Еще одна сфера связана с передачей радиосигнала. Трансформаторы этого типа используются для согласования сигнала при подключении антенн к приемным и передающим устройствам. Без их применения получить качественный сигнал не удается. Отметим, что в этих целях используются высокочастотные согласующие трансформаторы.

Также читайте: Назначение диэлектрических ковриков в электроустановках

На этом область применения не ограничивается. Так, даже обычный сварочный трансформатор в какой-то степени можно считать согласующим, что обусловлено требованиями к величине нагрузки на электрические сети.