Трансформатор для галогенных ламп: для чего нужен, расчет и выбор

В виду существенного преимущества галогенных лампочек перед лампами накаливания в части срока службы и эффективности, они все больше вытесняют устаревшие модели осветительного оборудования. Однако большинство обывателей сталкивается с проблемой электромонтажных работ, связанных с галогенными светильниками в виду особенностей их эксплуатации. Так как подключение галогенных приборов должно выполняться через специальный преобразователь. Именно таким устройством выступает трансформатор для галогенных ламп, у которого имеется особое назначение в схеме питания.

Для чего галогенке трансформатор?

В стремлении повысить эксплуатационные характеристики тех или иных электрических приборов происходит постоянное усовершенствование, как процессов производства, так и принципов работы. Эмпирическим путем было определено, что галогеновые лампы будут служить значительно дольше, если их электроснабжение будет производиться от пониженного напряжения. Оптимальным номиналом считается 6 В,12 В и 24 В которые от бытовой сети напрямую получить нельзя.

Из всех способов преобразования переменного напряжения на практике прижился именно понижающий трансформатор. В нем реализован принцип взаимодействия электромагнитного поля обмотки высокого напряжения с витками на низкой стороне. В результате чего напряжение одной величины преобразуется в пониженное напряжение на выходной обмотке. Преимуществом этого метода является гальваническая развязка, обеспечивающая безопасность при эксплуатации галогенных осветительных устройств.

↑ Усовершенствование Tasсhibra — конденсатор в ПОС вместо резистора!

К сожалению, у меня не было возможности для испытания БП с большим нагрузочным током, но, полагаю, что и описания произведенных экспериментов достаточно для того, чтобы обратить внимание многих на такие, вот, простые схемки преобразователей питания, достойных для использования в самых различных конструкциях.

Заранее приношу извинения за возможные неточности, недоговоренности и погрешности. Исправлюсь в ответах на ваши вопросы.

Расчет и выбор

Чтобы подобрать конкретную модель понижающего трансформатора для галогенных ламп вам необходимо учитывать два основных параметра: мощность и напряжение на выходе, входное напряжение принимается за константу. Их можно проверить в паспорте или на корпусе, как показано на рисунке:

Кроме этого нужно учитывать особенности двух принципиально отличающихся типов устройств – электромагнитные и электронные преобразователи. Для определения перспективы использования каждого из них в вашем случае, для начала, разберемся в преимуществах обоих.

Электромагнитные

К преимуществам электромагнитных электрических машин следует отнести:

• Относительно более низкую себестоимость;
• Простую конструкцию;
• Высокую степень надежности такого устройства.

Но наряду с этими плюсами, они также имеют и недостатки в сравнении с электронными понижающими приспособлениями – наличие шума во время работы и довольно крупные габариты, что ограничивает сферу применения. Также замечена чувствительность к скачкам и переходным процессам в сети.

Электронные

Электронные трансформаторы отличаются принципом работы, так как в них происходит полупроводниковое преобразование электрической энергии. Помимо этого они комплектуются устройством плавного пуска, контроля рабочих температур, перегрузки и прочими защитами.

Также к их преимуществам следует отнести:

• Относительно малую шумовую нагрузку, производимую во время работы;
• Компактность – габарит этого трансформатора для галогенных ламп значительно меньше;
• Адаптация к работе на холостом ходу.

За счет внедрения разнообразных технологий импульсные преобразователи обеспечивают более долгосрочную службу галогеновых лампочек, чем обмоточные трансформаторы. Однако имеют и некоторые недостатки: относительно большая стоимость, меньшая надежность и ограничение по минимальной мощности.

Выбор физических параметров трансформатора

Определившись с типом трансформатора для галогенных ламп, необходимо выбрать нужную разность потенциалов и номинал. Напряжение на входе каждого из них составляет 220В, однако для подключения галогенных осветительных приборов номинал может варьироваться на 6, 12 или 24 Вольта. Поэтому напряжение нужно подбирать исходя из характеристик ламп, которые вы будете использовать.

Величина мощности выбирается по принципу, не менее требуемой для питания электроламп. При выборе номинала трансформатора выходную мощность преднамеренно увеличивают для запаса электрической прочности. В противном случае может произойти перегрев, полное отключение или даже выход со строя.

Для расчета вам необходимо учитывать следующие параметры:

• Мощность одной лампы;
• Число подключаемых к трансформатору ламп;
• Схема подключения.

Для примера рассмотрим вариант подключения девяти электрических ламп с мощностью в 10 Вт. Исходя из этого, вам понадобиться 9 × 10 = 90 Вт, а с учетом запаса прочности 90 + 9 = 99 Вт, соответственно, необходимо выбирать электромагнитные или электронные устройства не менее 100 Вт. После этого составляется схема освещения на галогенных светильниках.

Недостатки предлагаемых рынком моделей ЭТ

• отсутствие в простейших китайских моделях специальной защиты от перегруза;
• вызванная этим необходимость обязательной доработки схемы;
• во многих рыночных образцах отсутствует входное фильтрующее устройство, что вынуждает добавлять в нее сглаживающий электролитический конденсатор (он ставится после «мощного» дросселя).

К перечисленным недостаткам обычно относят «жесткий» режим работы высоковольтных транзисторов, включенных по ключевой схеме.

При случайном замыкании по выходу (КЗ) эти элементы просто «сгорают», что приводит к необходимости срочного обновления всего электронного модуля. Нередко при этом выходит из строя и выпрямитель на полупроводниковых диодах, также нуждающийся в замене.

Заниматься ремонтом ЭТ нецелесообразно, поскольку стоит он практически копейки. Гораздо проще и дешевле приобрести новый модуль и переделать его под свои нужды.

Варианты и схемы подключения

Следует сразу оговориться, что будет практичнее, если в схемах подключения вы будете использовать параллельное соединение ламп, чтобы к каждому прибору освещения подводилось напряжение от низковольтного импульсного источника. Первый вариант питания галогенных светильников будет предусматривать одинаково параллельное включение к одному трансформатору всех приборов освещения.

Как видите на схеме, питание от внешней сети подводится к входу трансформатора, который обозначается как Input, а с выходных клемм (Output) снимается пониженное напряжение 12В. Далее вывод каждой из клемм подводится к точкам A и B на схеме, от которых они соединяются с контактами ламп, как показано на рисунке. В этом случае каждая лампа имеет независимое питание и при перегорании любой из них остальные продолжат светиться, но все они будут зависеть от исправности источника.

Также существует схема включения нескольких групп от разных импульсных блоков. В качестве примера мы рассмотрим схему из двух устройств и четырех низковольтных галогенных ламп для каждого из них.

Как видите на рисунке, здесь применяется два трансформатора, между которыми разделяется потребляемая мощность от ламп. Преимуществом этой схемы является возможность независимого включения каждой группы осветительных приборов. Выключатель рассчитан на две клавиши, отдельно для каждого преобразователя, но можно использовать один сразу для обеих групп. Такой метод позволяет взять трансформатор для галогенных ламп вдвое меньшей мощности для каждой группы, но и требует больших затрат на реализацию схемы.

Склеивание в сравнении с зажимным соединением

Выбор между склеиванием и зажимным соединением зависит в основном от возможностей и предпочтений производителя, но есть также требования конкретного приложения, которые могут определить тот или иной способ как более желательный.

• Преимущества склеивания Простота автоматизации производства.
• Однородность поперечного сечения сердечника (насыщение).
• Малая высота сборки (не выступает дуга зажима).
• Меньшие размеры выреза в печатной плате (интегрированная версия).
• Фиксация сердечника на печатной плате (отсутствует дребезг, шум).

Рекомендации и советы

При монтаже трансформатора для галогенных ламп необходимо учитывать ряд нюансов, которые помогут вам избежать неприятных ошибок и их последствий:

• подключая высокую и низкую сторону, не перепутайте выводы, иначе агрегат придется выбросить – Input ввод для высокой стороны 220В, Output – вывод с низкой, могут иметь сокращение In и Out или PRI и SEC соответственно;

• трансформаторы в процессе эксплуатации сильно греются, поэтому галогенные лампы должны располагаться не менее чем в 200мм от них;
• если трансформатор будет располагаться в нише, то объем пространства для одного устройства должен быть не менее 12л, иначе он будет перегреваться при номинальных нагрузках;
• во избежание возгорания трансформатор обязательно устанавливается на пластину из негорючего материала;
• диммер плохо совмещается с импульсным током, поэтому для регулировки яркости светового потока выбирайте специальные модели трансформаторов, на которых указана возможность диммирования, пример такого обозначения приведен на рисунке:

Применение

Первой областью применения планарных трансформаторов было преобразование мощности. Соответственно, при этом использовались средне- и высокочастотные мощные ферриты. Индуктивность дросселя сетевого фильтра можно увеличить, заменив мощный феррит материалом с высокой магнитной проницаемостью. В импульсной передаче сигналов широкополосный трансформатор, находящийся между импульсной генераторной ИС и кабелем, обеспечивает развязку и согласование импедансов. В случае S- или T-интерфейса это также должен быть феррит с высокой магнитной проницаемостью. В ассортимент продукции компании FERROXCUBE были добавлены сердечники из высокопроницаемого феррита 3E6. Список приложений, в которых использование планарной технологии может дать преимущества, приведен ниже.