Как сделать блок питания из электронного трансформатора?
 После всего сказанного в предыдущей статье (смотрите Как устроен электронный трансформатор?), кажется, что сделать импульсный блок питания из электронного трансформатора достаточно просто: поставить на выход выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, при необходимости стабилизатор напряжения и подключить нагрузку. Однако это не совсем так.
Дело в том, что преобразователь не запускается без нагрузки или нагрузка не достаточна: если к выходу выпрямителя подключить светодиод, разумеется, с ограничительным резистором, то удастся увидеть, лишь только одну вспышку светодиода при включении.
Чтобы увидеть еще одну вспышку, потребуется выключить и включить преобразователь в сеть. Чтобы вспышка превратилась в постоянное свечение надо подключить к выпрямителю дополнительную нагрузку, которая будет просто отбирать полезную мощность, превращая ее в тепло. Поэтому такая схема применяется в том случае, когда нагрузка постоянна, например, двигатель постоянного тока или электромагнит, управление которыми будет возможно только по первичной цепи.
Если для нагрузки необходимо напряжение более, чем 12В, которое выдают электронные трансформаторы потребуется перемотка выходного трансформатора, хотя есть и менее трудоемкий вариант.
Вариант изготовления импульсного блока питания без разборки электронного трансформатора
Схема такого блока питания показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Двухполярный блок питания для усилителя
Блок питания изготовлен на основе электронного трансформатора мощностью 105Вт. Для изготовления такого блока питания понадобится изготовить несколько дополнительных элементов: сетевой фильтр, согласующий трансформатор Т1, выходной дроссель L2, выпрямительный мост VD1-VD4.
Блок питания в течение нескольких лет эксплуатируется с УНЧ мощностью 2х20Вт без нареканий. При номинальном напряжении сети 220В и токе нагрузки 0,1А выходное напряжение блока 2х25В, а при увеличении тока до 2А напряжение падает до 2х20В, что вполне достаточно для нормальной работы усилителя.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на кольце К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8мм, сложенного вдвое и свитого жгутом. Вторичная обмотка содержит 2х22 витка со средней точкой, тем же проводом, также сложенным вдвое. Чтобы обмотка получилась симметричной, мотать следует сразу в два провода – жгута. После обмотки для получения средней точки соединить начало одной обмотки с концом другой.
Также самостоятельно придется изготовить дроссель L2 для его изготовления понадобится такое же ферритовое кольцо, как и для трансформатора Т1. Обе обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8мм и содержат по 10 витков.
Выпрямительный мост собран на диодах КД213, можно применить также КД2997 или импортные, важно лишь, чтобы диоды были рассчитаны на рабочую частоту не менее 100КГц. Если вместо них поставить, например, КД242, то они будут только греться, а требуемого напряжения получить от них не удастся. Диоды следует установить на радиатор площадью не менее 60 - 70см2, используя при этом изолирующие слюдяные прокладки.
Электролитические конденсаторы C4, C5 составлены из трех параллельно соединенных конденсаторов емкостью по 2200 микрофарад каждый. Обычно так делается во всех импульсных источниках питания для того, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов. Кроме этого полезно также параллельно им установить керамические конденсаторы емкостью 0.33 - 0,5мкФ, которые будут сглаживать высокочастотные колебания.
На входе блока питания полезно установить входной сетевой фильтр, хотя будет работать и без него. В качестве дросселя входного фильтра использован готовый дроссель ДФ50ГЦ, применявшийся в телевизорах 3УСЦТ.
Все узлы блока монтируют на плате из изоляционного материала навесным монтажом, используя для этого выводы деталей. Всю конструкцию следует поместить в экранирующий корпус из латуни или жести, предусмотрев в нем отверстия для охлаждения.
Правильно собранный источник питания в наладке не нуждается, начинает работать сразу. Хотя, прежде чем ставить блок в готовую конструкцию следует его проверить. Для этого на выход блока подключается нагрузка – резисторы сопротивлением 240Ом, мощностью не менее 5Вт. Включать блок без нагрузки не рекомендуется.
Еще один способ доработки электронного трансформатора
Случаются ситуации, что хочется применить подобный импульсный блок питания, но нагрузка оказывается очень «вредной». Потребление тока либо очень мало, либо меняется в широких пределах, и блок питания не запускается.
Подобная ситуация возникла, когда попытались в светильник или люстру со встроенными электронными трансформаторами, вместо галогенных ламп поставить светодиодные. Люстра просто отказалась с ними работать. Что же делать в таком случае, как заставить все это работать?
Чтобы разобраться с этим вопросом давайте, посмотрим на рисунок 2, на котором показана упрощенная схема электронного трансформатора.
Рисунок 2. Упрощенная схема электронного трансформатора
Обратим внимание на обмотку управляющего трансформатора Т1, подчеркнутую красной полосой. Эта обмотка обеспечивает обратную связь по току: если тока через нагрузку нет, или он просто мал, то трансформатор просто не заводится. Некоторые граждане, купившие это устройство, подключают к нему лампочку мощностью 2,5Вт, а потом несут обратно в магазин, мол, не работает.
И все же достаточно простым способом можно не только заставить работать устройство практически без нагрузки, да еще и сделать в нем защиту от короткого замыкания. Способ подобной доработки показан на рисунке 3.
Рисунок 3. Доработка электронного трансформатора. Упрощенная схема.
Для того, чтобы электронный трансформатор мог работать без нагрузки или с минимальной нагрузкой следует обратную связь по току заменить обратной связью по напряжению. Для этого следует убрать обмотку обратной связи по току (подчеркнутую красным на рисунке 2), а вместо нее запаять в плату проволочную перемычку, естественно, помимо ферритового кольца.
Далее на управляющий трансформатор Тр1, это тот, который на маленьком кольце, наматывается обмотка из 2 - 3 витков. А на выходной трансформатор один виток, и далее получившиеся дополнительные обмотки соединяется, как указано на схеме. Если преобразователь не заведется, то надо поменять фазировку одной из обмоток.
Резистор в цепи обратной связи подбирается в пределах 3 - 10Ом, мощностью не менее 1Вт. Он определяет глубину обратной связи, которая определяет ток, при котором произойдет срыв генерации. Собственно это и есть ток срабатывания защиты от КЗ. Чем больше сопротивление этого резистора, тем при меньшем токе нагрузки будет происходить срыв генерации, т.е. срабатывание защиты от КЗ.
Из всех приведенных доработок, эта, пожалуй, самая лучшая. Но это не помешает дополнить ее еще одним трансформатором как в схеме по рисунку 1.
Электронные трансформаторы: назначение и типовое использование
Применение электронного трансформатора
 Для того чтобы улучшить условия электробезопасности систем освещения в некоторых случаях рекомендуется использование ламп не на напряжение 220В, а значительно ниже. Как правило, такое освещение устраивается во влажных помещениях: подвалах, погребах, ванных комнатах.
Для этих целей в настоящее время применяются в основном галогенные лампыс рабочим напряжением 12В. Питание таких ламп осуществляется через электронные трансформаторы, о внутреннем устройстве которых будет рассказано несколько позже. А пока несколько слов о штатном использовании этих устройств.
Внешне электронный трансформатор представляет собой небольшую металлическую или пластмассовую коробочку, из которой выходят 4 провода: два входных с надписью ~220В, и два выходных ~12В.
Все достаточно просто и понятно. Электронные трансформаторы допускают регулирование яркости с помощью диммеров (тиристорных регуляторов) конечно же со стороны входного напряжения. К одному диммеру допускается подключение сразу нескольких электронных трансформаторов. Естественно, возможно и включение без регуляторов. Типовая схема включения электронного трансформатора показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Типовая схема включения электронного трансформатора.
К достоинствам электронных трансформаторов, прежде всего, следует отнести их малые габариты и вес, что позволяет устанавливать их практически где угодно. Некоторые модели современных осветительных приборов, рассчитанные на работу с галогенными лампами, содержат встроенные электронные трансформаторы, иногда даже по несколько штук. Такая схема применяется, например, в люстрах. Известны варианты, когда электронные трансформаторы устанавливаются в мебели для устройства внутренней подсветки полок и вешалок.
Для устройства освещения помещений трансформаторы могут устанавливаться за подвесным потолком или за гипсокартонными плитами стенных покрытий в непосредственной близости от галогенных ламп. При этом длина соединительных проводов между трансформатором и лампой не более 0,5 - 1 метра, что обусловлено большими токами (при напряжении 12В и мощности 60Вт ток в нагрузке не менее 5А), а также высокочастотной составляющей выходного напряжения электронного трансформатора.
Индуктивное сопротивление провода увеличивается с увеличением частоты, а также его длины. В основном длина и определяет индуктивность провода. При этом общая мощность подключенных ламп, не должна превышать указанную на этикетке электронного трансформатора. Для повышения надежности всей системы в целом лучше, если мощность ламп будет, ниже на 10 - 15% мощности трансформатора.
Рис. 2. Электронный трансформатор для галогенных ламп фирмы OSRAM
Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о типовом использовании этого устройства. Есть одно условие, о котором не следует забывать: электронные трансформаторы не запускаются без нагрузки. Поэтому лампочка должна быть подключена постоянно, а включение освещения производится выключателем, установленным в первичной сети.
Но на этом область применения электронных трансформаторов не ограничивается: несложные доработки, часто не требующие даже вскрытия корпуса, позволяют на базе электронного трансформатора создавать импульсные блоки питания (ИБП). Но прежде, чем говорить об этом, следует познакомиться с устройством собственно трансформатора поближе.
В следующей статье мы более подробно познакомимся с одним из электронных трансформаторов фирмы Taschibra, а также проведем небольшое исследование работы трансформатора.
Трансформаторы для галогеновых ламп
 Точечные встраиваемые светильникисегодня стали такой же обыденно нормальной вещью в интерьере дома, квартиры, офиса как и обыкновенная люстра или люминесцентный светильник.
Многие наверняка обращали внимание на то, что иногда лампочки, если их несколько, в этих самых светильника точечных светятся по разному. Некоторые лампы светят довольно ярко, другие же горят, в лучшем случае, в половину накала. В этой статье мы попробуем разобраться с сутью проблемы.
Итак, для начала немного теории. Галогеновые лампочки устанавливаемые в точечные встраиваемые светильник рассчитана на рабочее напряжение 220 В и 12 В. Для того, чтобы подключить лампочки рассчитанные на напряжение 12 В, необходимо специальное устройство- трансформатор.
 Трансформаторы для галогеновых ламп, представленные на нашем рынке, в большинстве своем – электронные. Также есть тороидальные трансформаторы, но в данной статье мы на них особо останавливаться не будем. Отметим лишь, что они более надежны чем электронные, но при условии , что у Вас относительно стабильное напряжение, и правильно подобрана сбалансирована мощность трансформатор-лампа.
Электронный трансформатор для галогенных ламп обладает рядом преимуществ по сравнению с обыкновенным трансформатором. К этим преимуществам можно отнести: плавный пуск ( не у всех трансов он есть), защиту от короткого замыкания (также не у всех), малый вес, малые размеры, постоянное напряжение на выходе (у большинства), автоматическая регулировка выходного напряжения. Но все это будет правильно работать лишь при грамотном монтаже.
 Так уж получилось, что многие электрики-самоучки или люди, которые занимается прокладывание проводов, мало читают книжек по электротехнике и уж тем более инструкции, которые прилагаются практически ко всем устройствам, в данном случае понижающим трансформаторам. В этой самой инструкции черным по белому написано, что:
1) длина провода от трансформатора к лампе должна быть не более 1.5 метров, при условии, что сечение провода не менее 1 мм кв.
2) если требуется к одному трансформатору подключить 2 и более ламп, подключение осуществляется по схеме «звезда»;
3) если нужно увеличить длину провода от трансформатора к светильнику, то необходимо пропорционально длине увеличивать и сечение провода;
4) необходимо подсчитать и правильно подобрать мощность устанавливаемых ламп и соответственно мощность трансформатора.
 Соблюдение столь несложных правил избавит Вас от многих вопросов и проблем, возникающих в процессе монтажа освещения.
Не особо вдаваясь в законы физики, рассмотрим каждый из пунктов.
1) Если Вы увеличите длину проводам - лампа будет светить более тускло, а провод может начать греться.
2) Что такое схема «звезда»? Это значит, что к каждой лампе следует провести отдельный провод и, что немаловажно, длина всех проводов должна быть одной длины, независимо от расстояния трансформатор->лампа, иначе свечение всех лампочек будет разным.
3) См.п.1.
4) Каждый трансформатор для галогенных ламп рассчитан на определенную мощность. Нет необходимости брать трансформатор мощностью 300 Вт и запитать на него лампочку мощностью в 20 Вт.
Во-первых- бессмысленно и во - вторых не будет согласования трансформатор-> лампа, и что нибудь из этой цепочки обязательно сгорит. Дело только во времени.
К примеру, для трансформатора мощностью 105 Вт, можно использовать 3 лампы по 35 Вт, 5 по 20Вт, но это при условии применения качественных трансформаторов.
 Надежность трансформатора во многом зависит от производителя. Большинство электрооборудования представленного у нас на рынке производится, сами знаете где, в Китае. Цена, как правило, соответствует качеству. При выборе трансформатора внимательно ознакомьтесь с инструкцией (при наличии таковой), или с тем, что написано на коробочке или самом трансформаторе.
Как правило, производитель пишет максимальную мощность, на которую способен этот прибор. На практике же, от этой цифры необходимо отнять порядка 30 %, тогда есть шанс, что трансформатор прослужит какое-то время.
В случае если вся проводка уже проведена и нет возможности переделать проводку по схеме «звезда», оптимальным вариантом будет, если каждую лампочку запитать отдельным, своим трансформатором. Поначалу это обойдется немного дороже, чем один транс на 3-4 лампы, но в дальнейшем, в процессе эксплуатации, Вы поймете преимущества данной схемы.
В чем же преимущество? Если выйдет из строя один трансформатор, не будет светить всего лишь одна лампочка, что, согласитесь, достаточно удобно, ведь основное освещение по прежнему остается в работе.
 Если вам необходимо регулировать силу света, то есть, использовать диммер, от электронного трансформатора придется отказаться, так как большинство электронных трансформаторов не рассчитаны на работу с диммером. В данном случае можно применить тороидальный понижающий трансформатор.
Если это кажется Вам немного накладно, на каждую лампочку «вешать» отдельный трансформатор, вместо лампочек рассчитанных на 12 В, установите лампы на 220 В, снабдив их при это устройством плавного пуска, или, если позволяет конструкция светильников, поменяйте лампы на другие, к примеру эконом-лампы MR-16 светодиодные. Более подробно мы описывали это в предыдущей статье.
 Выбирая трансформатор для галогеновых лампочек, остановите свой выбор на качественных, более дорогих трансформаторах. Такие трансформаторы оснащены множеством защит: от короткого замыкания, от перегрева, снабжены устройством плавного пуска ламп, что существенно, в 2-3 раза продлевает срок службы лампочек. И, кроме того, качественные трансформаторы проходят множество проверок на безопасность эксплуатации, на пожаробезопасность, на соответствие евростандартам, чего нельзя сказать о более дешевых моделях, которые, в большинстве своем, появляются у нас неизвестно откуда.
В любом случае, все достаточно сложные технические вопросы, к которым можно отнести и выбор трансформаторов для галогеновых ламп, лучше доверить профессионалам.
|
