Устройството има доста проста схема. Обикновен автоосцилатор, който е направен с помощта на полумостова верига, работната честота е около 30 kHz, но този индикатор силно зависи от изходното натоварване.
Веригата на такова захранване е много нестабилна, няма защита срещу късо съединение на изхода на трансформатора, може би точно поради това веригата все още не е намерила широко приложение в радиолюбителските среди. Въпреки че наскоро имаше популяризиране на тази тема на различни форуми. Хората предлагат различни опции за модифициране на такива трансформатори. Днес ще се опитам да комбинирам всички тези подобрения в една статия и да предложа опции не само за подобрения, но и за укрепване на ЕТ.
Няма да навлизаме в основите на това как работи веригата, но нека се заемем веднага с работата.
Ще се опитаме да усъвършенстваме и увеличим мощността на китайския електрически автомобил Taschibra със 105 вата.
Като начало искам да обясня защо реших да поема захранването и промяната на такива трансформатори. Факт е, че наскоро един съсед ме помоли да му направя зарядно устройство за акумулатор на кола, което да е компактно и леко. Не исках да го сглобявам, но по-късно попаднах на интересни статии, които обсъждаха преправянето на електронен трансформатор. Това ми даде идеята - защо да не опитам?
Така бяха закупени няколко ЕТ от 50 до 150 вата, но експериментите с преобразуване не винаги бяха завършени успешно; от всички оцеля само 105-ватовият ЕТ. Недостатъкът на такъв блок е, че неговият трансформатор няма пръстеновидна форма и следователно е неудобно да се развиват или пренавиват завоите. Но нямаше друг избор и този конкретен блок трябваше да бъде преработен.
Както знаем, тези устройства не се включват без товар, това не винаги е предимство; Планирам да получа надеждно устройство, което може да се използва свободно за всякакви цели, без страх, че захранването може да изгори или да се повреди по време на късо съединение.
Подобрение №1
Същността на идеята е да се добави защита от късо съединение и също така да се елиминира гореспоменатия недостатък (активиране на верига без изходен товар или с товар с ниска мощност).
Разглеждайки самото устройство, можем да видим най-простата UPS схема; бих казал, че веригата не е напълно разработена от производителя. Както знаем, ако свържете накъсо вторичната намотка на трансформатор, веригата ще се повреди за по-малко от секунда. Токът във веригата се увеличава рязко, превключвателите незабавно се провалят, а понякога дори и основните ограничители. По този начин ремонтът на веригата ще струва повече от себестойността (цената на такъв ET е около $2,5).
Трансформаторът за обратна връзка се състои от три отделни намотки. Две от тези намотки захранват веригите на основния превключвател.
Първо премахнете комуникационната намотка на трансформатора на ОС и инсталирайте джъмпер. Тази намотка е свързана последователно с първичната намотка на импулсния трансформатор.
След това навиваме само 2 оборота на силовия трансформатор и един оборот на пръстена (OS трансформатор). За навиване можете да използвате тел с диаметър 0,4-0,8 mm.
След това трябва да изберете резистор за операционната система, в моя случай той е 6,2 ома, но резистор може да бъде избран със съпротивление от 3-12 ома, колкото по-високо е съпротивлението на този резистор, толкова по-ниска е защитата от късо съединение текущ. В моя случай резисторът е жичен, което не препоръчвам да правите.Избираме мощността на този резистор да бъде 3-5 вата (можете да използвате от 1 до 10 вата).
По време на късо съединение на изходната намотка на импулсен трансформатор, токът във вторичната намотка пада (в стандартните ET вериги, по време на късо съединение, токът се увеличава, дезактивирайки ключовете). Това води до намаляване на тока на намотката на OS. Така генерирането спира и самите ключове се заключват.
Единственият недостатък на това решение е, че в случай на дългосрочно късо съединение на изхода, веригата се проваля, тъй като ключовете се нагряват доста силно. Не излагайте изходната намотка на късо съединение с продължителност повече от 5-8 секунди.
Сега веригата ще започне без натоварване; с една дума, имаме пълноправен UPS със защита от късо съединение.
Подобрение №2
Сега ще се опитаме до известна степен да изгладим мрежовото напрежение от токоизправителя. За целта ще използваме дросели и изглаждащ кондензатор. В моя случай беше използван готов индуктор с две независими намотки. Този индуктор беше премахнат от UPS на DVD плейъра, въпреки че могат да се използват и домашни индуктори.
След моста трябва да се свърже електролит с капацитет 200 μF с напрежение най-малко 400 волта. Капацитетът на кондензатора се избира въз основа на мощността на захранването 1 μF на 1 ват мощност. Но както си спомняте, нашето захранване е проектирано за 105 вата, защо кондензаторът се използва при 200 μF? Ще разберете това много скоро.
Подобрение №3
Сега за основното - увеличаване на мощността на електронния трансформатор и реално ли е?Всъщност има само един надежден начин да го захраните без много модификации.
За захранване е удобно да използвате ET с пръстеновиден трансформатор, тъй като ще е необходимо да пренавиете вторичната намотка, поради тази причина ще сменим нашия трансформатор.
Мрежовата намотка е опъната през целия пръстен и съдържа 90 навивки тел 0,5-0,65 mm. Намотката е навита на два сгънати феритни пръстена, които са извадени от ЕТ с мощност 150 вата. Вторичната намотка се навива въз основа на нуждите, в нашия случай е проектирана за 12 волта.
Предвижда се мощността да се увеличи до 200 вата. Ето защо беше необходим електролит с резерв, който беше споменат по-горе.
Заменяме полумостовите кондензатори с 0,5 μF; в стандартната схема те са с капацитет 0,22 μF. Биполярните ключове MJE13007 са заменени с MJE13009.
Силовата намотка на трансформатора съдържа 8 намотки, намотката е извършена с 5 нишки от тел 0,7 мм, така че имаме проводник в първичната част с общо напречно сечение 3,5 мм.
Продължавай. Преди и след дроселите поставяме филмови кондензатори с капацитет 0,22-0,47 μF с напрежение най-малко 400 волта (използвах точно тези кондензатори, които бяха на ET платката и които трябваше да бъдат заменени, за да увелича мощността).
След това сменете диодния токоизправител. В стандартните схеми се използват конвенционални токоизправителни диоди от серията 1N4007. Токът на диодите е 1 ампер, нашата схема консумира много ток, така че диодите трябва да се сменят с по-мощни, за да се избегнат неприятни резултати след първото включване на веригата. Можете да използвате буквално всякакви токоизправителни диоди с ток от 1,5-2 ампера, обратно напрежение от поне 400 волта.
Всички компоненти с изключение на платката на генератора са монтирани на макетна платка. Ключовете бяха закрепени към радиатора чрез изолационни уплътнения.
Продължаваме нашата модификация на електронния трансформатор, добавяйки токоизправител и филтър към веригата.
Дроселите са навити на пръстени от прахообразно желязо (свалени от компютърно захранване) и се състоят от 5-8 оборота. Удобно е да го навиете с помощта на 5 нишки тел с диаметър 0,4-0,6 mm всяка.
Избираме изглаждащ кондензатор с напрежение 25-35 волта; като токоизправител се използва един мощен диод на Шотки (диодни възли от компютърно захранване). Можете да използвате всякакви бързи диоди с ток от 15-20 ампера.
Халогенните лампи могат да се считат за подобрена версия на обичайните лампи с нажежаема жичка. Те работят по същия начин, но поради някои характеристики на халогените са по-икономични, издръжливи и произвеждат приятна за окото, но в същото време ярка светлина.
Производителите предлагат две опции за халогенни осветителни устройства: високо и ниско напрежение. За да работи последният правилно, е необходим трансформатор за халогенни лампи. Ще ви кажем как да изберете и правилно да свържете посоченото устройство.
Халогенните лампи успешно се конкурират със светодиодите. Въпреки по-добрите експлоатационни характеристики на последните, често печелят халогените, което се обяснява с тяхната по-ниска цена и съответно наличността, както и някои характеристики на светлинния лъч на светодиодите, които могат да уморят очите.
Основният „коз“ на светодиодите е работата без отопление, което прави възможно широкото им използване. Халогенните лампи имат същото предимство, но само за лампи с ниско напрежение. Те могат да бъдат инсталирани в зони, чувствителни към високи температури. Например в лампи, вградени в тавана.
Но трябва да разберете, че халогенните лампи с ниско напрежение могат да работят само с трансформатори. Последните са необходими за преобразуване на мрежовото напрежение до приемлива стойност за лампата. Обикновено това е 12 V.
В допълнение, трансформаторът предпазва източника на светлина от пренапрежения, прегряване и късо съединение, а също така може да осигури възможност за плавно включване на осветлението. Трябва да се признае, че средно лампите с трансформатори издържат много по-дълго. Въпреки че много зависи от тяхното качество.
Халогенните лампи с ниско напрежение не могат да работят от мрежово напрежение 220 V, така че трябва да се свързват само чрез понижаващ трансформатор
Какви видове трансформатори има?
Трансформаторите са устройства от електромагнитен или електронен тип. Те се различават донякъде по принципа на работа и някои други характеристики.
Електромагнитните опции променят параметрите на стандартното мрежово напрежение до характеристики, подходящи за работа, в допълнение към определената работа, също извършват преобразуване на ток.
Тороидално електромагнитно устройство
Най-простият тороидален трансформатор е сглобен от две намотки и сърцевина. Последният се нарича още магнитна верига. Изработен е от феромагнитен материал, обикновено стомана. Намотките са поставени върху пръта.
Първичният е свързан към източника на енергия, вторичният съответно към потребителя. Няма електрическа връзка между вторичната и първичната намотка.
Въпреки ниската цена и експлоатационната си надеждност, днес рядко се използва тороидален електромагнитен трансформатор при свързване на халогенни лампи
Така мощността се прехвърля между тях само по електромагнитен път. За увеличаване на индуктивното свързване между намотките се използва магнитна верига. Когато се прилага променлив ток към клемата, свързана към първата намотка, той произвежда променлив тип магнитен поток вътре в сърцевината.
Последният се свързва с двете намотки и индуцира електродвижеща сила или емф в тях. Под негово влияние във вторичната намотка се създава променлив ток с напрежение, различно от това, което е било в първичната намотка.
В зависимост от броя на навивките се определя вида на трансформатора, който може да бъде повишаващ или понижаващ и коефициента на трансформация. За халогенни лампи винаги се използват само понижаващи устройства.
Предимствата на навиващите устройства са:
- Висока експлоатационна надеждност.
- Лесен за свързване.
- Ниска цена.
Въпреки това, тороидалните трансформатори могат да бъдат намерени в съвременните схеми доста рядко. Това се обяснява с факта, че поради своите конструктивни характеристики такива устройства имат доста впечатляващи размери и тегло. Поради това е трудно да ги прикриете, когато подредите мебелите или осветлението на тавана, например.
Може би основният недостатък на тороидалните електромагнитни трансформатори е тяхната масивност и значителни размери. Те са изключително трудни за прикриване, ако е необходим скрит монтаж
Също така, недостатъците на устройствата от този тип включват нагряване по време на работа и чувствителност към възможни падания на напрежението в мрежата, което се отразява негативно на експлоатационния живот на халогенните лампи.
В допълнение, намотките на трансформаторите могат да бръмчат по време на работа, това не винаги е приемливо; Поради това устройствата се използват предимно в нежилищни помещения или в промишлени сгради.
Импулсно или електронно устройство
Трансформаторът се състои от магнитна сърцевина или сърцевина и две намотки. В зависимост от формата на сърцевината и начина на поставяне на намотките върху нея се разграничават четири вида такива устройства: прътови, тороидални, бронирани и бронирани.
Броят на завъртанията на вторичната и първичната намотка също може да бъде различен. Чрез промяна на техните съотношения се получават понижаващи и повишаващи устройства.
Дизайнът на импулсен трансформатор съдържа не само намотки със сърцевина, но и електронен пълнеж. Благодарение на това е възможно да се интегрират системи за защита срещу прегряване, плавен старт и други.
Принципът на работа на импулсен трансформатор е малко по-различен. Към първичната намотка се прилагат къси еднополярни импулси, поради което сърцевината е постоянно в състояние на намагнитване.
Импулсите на първичната намотка се характеризират като краткотрайни правоъгълни сигнали. Те генерират индуктивност със същите характерни капки.
Те от своя страна създават импулси на вторичната намотка.
Тази функция дава на електронните трансформатори редица предимства:
- Лек и компактен.
- Високо ниво на ефективност.
- Възможност за вграждане на допълнителна защита.
- Разширен диапазон на работно напрежение.
- Без нагряване и шум по време на работа.
- Възможност за регулиране на изходното напрежение.
Сред недостатъците си струва да се отбележи регулираното минимално натоварване и доста високата цена. Последното е свързано с определени трудности в процеса на производство на такива устройства.
Правила за избор на понижаващо оборудване
Когато избирате трансформатор за халогенни източници на светлина, трябва да вземете предвид много фактори. Струва си да започнете с две важни характеристики: изходното напрежение на устройството и неговата номинална мощност.
Първият трябва стриктно да съответства на работното напрежение на лампите, свързани към устройството. Вторият определя общата мощност на източниците на светлина, с които ще работи трансформаторът.
На корпуса на трансформатора винаги има маркировка, чрез изучаване на която можете да получите пълна информация за устройството
За точно определяне на необходимата номинална мощност е препоръчително да направите просто изчисление. За да направите това, трябва да добавите мощностите на всички източници на светлина, които ще бъдат свързани към устройството за понижаване. Към получената стойност добавете 20% от „резерва“, необходим за правилната работа на устройството.
Нека илюстрираме с конкретен пример. За осветяване на хола се предвижда да се монтират три групи халогенни лампи: седем броя във всяка. Това са точкови устройства с напрежение 12 V и мощност 30 W. За всяка група ще са необходими три трансформатора. Нека изберем правилния. Нека започнем с изчисляване на номиналната мощност.
Нека изчислим и установим, че общата мощност на групата е 210 W. Като вземем предвид необходимата височина, получаваме 241 W. Така за всяка група ще ви е необходим трансформатор, чието изходно напрежение е 12 V, номиналната мощност на устройството е 240 W.
И електромагнитните, и импулсните устройства отговарят на тези характеристики. Когато избирате последното, трябва да обърнете специално внимание на номиналната мощност. Трябва да се представи като две числа. Първият показва минималната работна мощност.
Трябва да знаете, че общата мощност на лампите трябва да бъде по-голяма от тази стойност, в противен случай устройството няма да работи. И малка бележка от експерти относно избора на мощност. Предупреждават, че мощността на трансформатора, която е посочена в техническата документация, е максималната.
Тоест, в нормално състояние ще произвежда някъде около 25-30% по-малко. Следователно е необходим така нареченият „резерв“ от мощност. Защото ако принудите устройството да работи на предела на възможностите си, то няма да издържи дълго.
За дългосрочна работа на халогенни лампи е много важно да изберете правилно мощността на понижаващия трансформатор. В същото време трябва да има някакъв „резерв“, така че устройството да не работи на границата на възможностите си.
Друг важен нюанс се отнася до размера на избрания трансформатор и неговото местоположение. Колкото по-мощно е устройството, толкова по-масивно е то. Това важи особено за електромагнитните устройства. Препоръчително е веднага да намерите подходящо място за монтажа му.
Ако има няколко лампи, потребителите често предпочитат да ги разделят на групи и да инсталират отделен трансформатор за всяка. Това се обяснява много просто.
Първо, ако понижаващото устройство се повреди, останалите групи осветление ще работят нормално. Второ, всеки от трансформаторите, инсталирани в такива групи, ще има по-малка мощност от общата, която ще трябва да се инсталира за всички лампи. Следователно цената му ще бъде значително по-ниска.
Две опции за свързване на трансформатор
Преди да свържете понижаващо устройство, трябва да завършите оформлението на лампите, ако има повече от две от тях. Освен това трябва да изберете мястото за инсталиране на трансформатора.
Последното се извършва, като се вземат предвид следните правила:
- Трябва да се осигури свободен достъп до устройството, което е необходимо за неговата поддръжка или подмяна.
- Ако трансформаторът е разположен в затворено пространство, обемът на последния не може да бъде по-малък от 10 литра. Това е необходимо за отстраняване на топлината, генерирана по време на работа на устройството.
- Разстоянието от устройството до най-близката халогенна лампа не трябва да бъде по-малко от 250 mm. Това се прави, за да се избегне нежелано допълнително нагряване на източника на светлина.
Едва след като се определи мястото за трансформатора и лампите, може да се започне монтажа и свързването.
Важен е правилният избор на място за инсталиране на понижаващия трансформатор. Ако се монтира в затворено пространство, обемът на последното трябва да е достатъчен за отстраняване на топлината, генерирана по време на работа на устройството
В този случай са възможни две основни опции, като последната може да бъде модифицирана и използвана за свързване не само на две групи лампи, но и на три или повече.
Верига от лампи с един трансформатор
Тази опция се счита за оптимална за четири, максимум пет източника на светлина. Ако има повече лампи, най-добре е да ги разделите на групи. Халогените се свързват само паралелно. Това трябва да се вземе предвид при изготвянето на диаграмата. Друг важен момент.
Необходимо е да поставите лампите така, че разстоянието от всяка от тях до трансформатора да е приблизително еднакво. Това е необходимо за правилната работа на устройствата.
Ако има проводници с различна дължина, лампите ще светят по различен начин. Този с по-къса жица ще свети по-силно. Устройство с дълъг кабел ще свети слабо.
Освен това в последния случай жицата може също да се нагрее по време на работа, което е изключително нежелателно. Експертите препоръчват изграждането на веригата така, че дължината на всеки от проводниците, водещи към лампите, да не надвишава 200 mm. В този случай напречното сечение на кабела трябва да бъде най-малко 1,5 квадратни метра. мм.
Малък брой лампи са свързани по този начин. Оптимално е да свържете не повече от пет, в противен случай ще трябва да инсталирате трансформатор с висока мощност
На тялото на трансформатора има изходни и входни клеми. Първичните са обозначени с N и L или Input. Това е вход, разположен от страната на 220 V. Трябва да се помни, че връзката тук се осъществява чрез превключвател с един ключ.
След това нулевите и фазовите проводници от синьо, оранжево или кафяво, простиращи се от разпределителната кутия, се свързват към съответните клеми на трансформатора. Халогенните лампи се свързват към вторичните изходни клеми или изхода на понижаващото устройство.
За това се използват само медни проводници със същото напречно сечение. Важна забележка. Ако по някаква причина няма достатъчно трансформаторни клеми, трябва да се монтират допълнителни клеми. Те могат да бъдат закупени във всеки специализиран магазин.
Две групи лампи с два трансформатора
Тази връзка е оптимална, ако има повече от пет лампи. Групите могат да се състоят от еднакъв брой лампи или различни. Няма значение. Основното е, че трансформаторът е избран правилно за всеки. Както в описаната по-горе опция, трябва да започнете с изпълнение на диаграмата.
При избора на място за лампите важат подобни правила. Тоест дължината на всички проводници, простиращи се към тях от трансформатора, трябва да бъде приблизително еднаква.
Така се свързват две групи халогенни лампи. Всеки от тях използва собствен трансформатор, но ключът е общ и за двата
Това може да бъде доста трудно да се направи. След това ще трябва да направите някои корекции. Трябва да знаете, че за медни проводници с напречно сечение от 1,5 квадратни метра. мм, което се препоръчва да се използва в този случай, оптималната дължина варира от 150 до 300 см. На такова разстояние енергията ще се предава с минимални загуби и без смущения.
Понякога тази дължина очевидно не е достатъчна. В този случай ще трябва да изберете проводник с по-голямо напречно сечение. За разстояния от 300 до 400 см се избира кабел с напречно сечение до 2,5 квадратни метра. мм. Ако се очаква още по-голяма дължина, което е нежелателно, трябва да се извърши специално изчисление и да се определи подходящото напречно сечение с помощта на специална таблица.
Свързването на всеки от трансформаторите и групите лампи към него се извършва подобно на описания по-горе метод. Тоест неутралното ядро от разпределителната кутия е свързано към неутралните клеми на трансформаторите.
Фазовият проводник от превключвателя е свързан към фазовите кабели на понижаващите устройства. Теоретично по този начин могат да бъдат свързани повече от две групи лампи, но всяка от тях има свой собствен трансформатор.
Важна забележка. За всяко от понижаващите устройства е положен отделен кабел и те са свързани изключително вътре в съединителната кутия. Някои „занаятчии“ предпочитат да свързват проводниците някъде под тавана, но не и да използват съединителната кутия.
Това е сериозна грешка, която противоречи на PUE, който гласи, че трябва да се осигури свободен достъп до всяка от секциите на кабелната връзка за проверка, поддръжка и евентуални ремонти. Следователно единствената правилна опция е връзка в съединителна кутия.
В процеса на създаване на халогенно осветление с голям брой лампи е важно правилно да се изчисли броят на групите осветление и местоположението на трансформаторите за всяка от тях
Експертите подчертават, че ако възнамерявате да свържете група, състояща се от голям брой лампи, е възможно да поставите разпределителна кутия между лампите и изхода на трансформатора. Това е особено вярно, ако няма достатъчно терминали на устройството за понижаване или ако има ограничения за поставянето му.
Когато избирате тази опция, трябва да знаете, че със същата мощност веригата с ниско напрежение пропуска повече ток от веригата с високо напрежение. Въз основа на това е необходимо точно изчисление за определяне на напречното сечение на проводника. Това се прави чрез изчисляване на общия ток.
Нека илюстрираме с пример. Седем източника на светлина 12V 35W трябва да бъдат свързани чрез трансформатор. Лампите са монтирани успоредно на разпределителната кутия. Трябва да разберете кой ще бъде положен между разпределителя и изхода на блока.
За да направите това, първо умножете броя на електрическите крушки по тяхната мощност. След това разделяме получената стойност на работното напрежение. Получаваме приблизително 29 A. Това е силата на тока, която ще премине през кабела за ниско напрежение.
Използвайки таблицата на зависимостта на напречното сечение на окабеляването от работното напрежение, представена в PUE, ние определяме подходящия размер на проводника. В нашия случай това ще бъде най-малко 4 квадратни метра. мм. Както можете да видите, натоварването е доста голямо. Може би има смисъл тази група лампи да се раздели на още две.
Ако инсталирате превключвател с два клавиша, когато свързвате две групи халогенни лампи, можете да управлявате всяка от тях поотделно
При инсталиране на две групи халогенни крушки през трансформатор могат да се използват два вида ключове. Ако инсталирате модел с един ключ, тогава и двете групи могат да се включват/изключват само едновременно. Ако е необходимо отделно управление на групи осветителни устройства, можете да инсталирате превключвател с два клавиша.
Практикуващите електротехници често се сблъскват с необходимостта от инсталиране на халогени с ниско напрежение, когато окабеляването вече е монтирано и работи успешно. В този случай не винаги е възможно паралелно свързване на лампи към трансформатор без радикална промяна на окабеляването.
За да се намалят разходите, експертите препоръчват в този случай свързването на всяка лампа със собствен трансформатор. По правило това ще бъдат устройства с малка мощност и размери.
Ако това изглежда разточително, можете да поставите халогенни лампи с високо напрежение 220 V вместо лампи с ниско напрежение, но в този случай ще трябва да ги оборудвате с устройство за плавен старт. Или, като опция, ако дизайнът на лампата позволява, можете да замените халогенните лампи със светодиоди от икономична класа.
Статия, която задълбочено разглежда всички аспекти на въпроса, ще ви запознае с насоките за инсталиране на осветителна система.
Възможността за регулиране на интензивността на осветлението привлича много. Повечето електронни трансформатори са оборудвани с възможност за намаляване на входното напрежение, което ви позволява да регулирате яркостта на халогенното осветление
Много често се предвижда регулиране на интензитета на осветлението, за което се добавя към общата схема. Трябва да знаете, че повечето импулсни трансформатори не са проектирани да работят заедно с димер.
Тъй като последното влияе отрицателно върху функционирането на електронния преобразувател, това в крайна сметка значително намалява експлоатационния живот на свързаните халогенни лампи.
Видео #3. Всичко, което трябва да знаете за трансформаторите за халогенни източници на светлина:
Халогенните лампи с ниско напрежение са практично решение за вградено осветление. Те се считат за бюджетен аналог на светодиодите, значително превъзхождащи ги в качеството на излъчваната светлина.
Основната трудност при използването на халогени с ниско напрежение е необходимостта от свързване на понижаващ трансформатор. Въпреки това, ако всичко е направено правилно, осветителните тела ще издържат дълго време и без проблеми.
Имате ли опит в свързването на трансформатор за работа с халогенна крушка с ниска мощност? Знаете ли технологични тънкости, които ще бъдат полезни на посетителите на сайта? Моля, пишете коментари, споделяйте полезна информация и публикувайте снимки в блока по-долу.
При смяна на 12V халогенни лампи в прожектори с LED често възниква въпросът: „Трябва ли да сменя източника на захранване?“ За халогенни лампи се използват електронни трансформатори с изходно напрежение 12 волта и се продават специални захранвания (PSU) с изходно напрежение също 12 волта. Каква е тяхната разлика и взаимозаменяеми ли са? Нека разберем!
Какво е електронен трансформатор?
Електронният трансформатор е верига от импулсно захранване, базирана на трансформатор и високочестотен генератор, използващ полупроводникови ключове. Те се захранват от мрежа 220V AC, а изходът им е променливо напрежение с ефективна стойност около 12V.
Блоковата схема на устройството е показана на фигурата по-долу.
Тук виждаме, че захранването от 220 V първо се подава към токоизправителя, след което изправеното пулсиращо напрежение с честота 100 Hz се подава към превключвателя на захранването и генератора. Нека разгледаме пример за типична електрическа схема на електронен трансформатор.
Тук е показана типична автоосцилаторна двутактна верига. Неговата особеност е, че за да работят ключовете в режим на превключване при високи честоти, те не изискват други специализирани ИС. С прости думи, работата на автоосцилатора се състои в превключване на транзистор в резултат на напрежения, индуцирани върху намотките на импулсен трансформатор и положителна обратна връзка.
Какво виждаме на диаграмата? Първото нещо, което хваща окото ви, е липсата на диоден мост на изхода, което означава, че изходното напрежение е променливо, както и липсата на схеми, предназначени да стабилизират изходното напрежение. Можете да научите повече за това как работят, като гледате видеоклипа:
Подобна схема е в основата на повечето зарядни устройства за мобилни телефони, включително енергоспестяващи или компактни флуоресцентни лампи в някои варианти и с някои модификации.
Нека да разгледаме изходните вълни.
Тук можете да видите, че променливото напрежение, чиято амплитуда пулсира от нула до + и - 17 волта. Такива промени в амплитудата във времето повтарят пулсациите на ректифицираната мрежа (100 Hz). Възниква интересна ситуация - има високочестотно изходно напрежение, което варира с честота от десетки хиляди херца, докато амплитудата му варира от 0 до 17 волта с честота 100 Hz или ректифицирана 50 Hz. Ако разтегнете времевата ос и разгледате формата на ниво периоди, картината ще приеме следната форма.
Тук можете да видите, че формата на сигнала далеч не е синусоида, а по-скоро правоъгълник с лек наклон към задния ръб.
Захранвания за LED лампи 12V
Те често се наричат захранващи устройства за LED ленти; всъщност, за да свържете както ленти, така и лампи, ви е необходим източник на постоянно, стабилизирано напрежение от 12 V с минимални пулсации. На практика в съвременния свят те се използват, нека да разгледаме типична диаграма.
Или друг вариант:
Какво е общото между тези две на пръв поглед различни схеми? Те са изградени на базата на интегриран ШИМ контролер, който управлява силовите ключове - транзистори, могат да бъдат както полеви, така и биполярни. Освен това в изходното стъпало на схемата виждате токоизправител и кондензатори за изглаждане на пулсациите (филтър). Всичко това означава, че на изхода получаваме. Големината на неговите пулсации ще зависи от натоварването и капацитета на филтърните кондензатори.
Може да се реализира и на автоосцилаторна верига, подобна на електронен трансформатор, чрез добавяне на вериги за обратна връзка за стабилизиране на изходното напрежение. Резултатът ще бъде диаграма като тази.
Подобен дизайн се използва в горепосочените зарядни устройства за мобилни телефони; тук веригата за обратна връзка на 11-волтовия ценеров диод VD9 и транзисторният оптрон U1 са отговорни за стабилизирането.
Обсъдихме принципа на работа на такъв SMPS в по-ранна статия -.
5 характеристики и разлики между захранвания за LED ленти и лампи и електронни трансформатори за халогенни лампи
Така че, нека обобщим и да отговорим на въпроса: "защо LED лампите не могат да се захранват от електронен трансформатор?" За да направите това, ще изброим основните характеристики на тези захранвания и изискванията за работа на LED продукти.
1. За да включите 12V LED ленти и лампи, ви е необходимо постоянно напрежение. Тъй като светодиодите имат нелинейна характеристика на тока и напрежението, те са много чувствителни към отклонения на захранващото напрежение от номиналното и ако то бъде превишено, те бързо ще се повредят.
2. Електронните трансформатори произвеждат пулсиращо променливо високочестотно напрежение. Големината на пренапреженията и пиковете може да достигне 40 волта в някои случаи. Това може да доведе до повреда на светодиодите или драйверите, вградени в LED лампата, както и до нестабилната им работа.
3. Електронните трансформатори имат характеристика на минимално натоварване (вижте фигурата по-долу). Това означава, че ако свържете товар, по-малък от посочения на захранването, той може или да не стартира, или да произведе големи вълни, както и да се изключи или по друг начин да се отклони от нормалната работа. Това е критично, тъй като халогенните лампи консумират много пъти повече енергия от LED лампите, така че електронният трансформатор може да се държи по подобен начин.
Мощността е посочена от 20 до 105 W, което показва ограничение на минималната свързана мощност.
4. Захранванията за лампи 12V са с постоянно и стабилизирано изходно напрежение.
5. За захранване на халогенни лампи няма разлика във вида на тока (постоянен или променлив), който ще се използва за захранването. Ефективната стойност на напрежението в него е важна. Следователно те са подходящи и за двата варианта на захранване.
Заключение
Днес електромеханиците рядко ремонтират електронни трансформатори. В повечето случаи самият аз не се притеснявам да работя по реанимирането на такива устройства, просто защото обикновено закупуването на нов електронен трансформатор е много по-евтино от ремонта на стар. Но в обратната ситуация защо не работите усилено, за да спестите пари. Освен това не всеки има възможност да стигне до специализиран магазин, за да намери заместител там или да отиде в сервиз. Поради тази причина всеки радиолюбител трябва да може и да знае как да проверява и ремонтира импулсни (електронни) трансформатори у дома, какви двусмислени проблеми могат да възникнат и как да ги разрешите.
Поради факта, че не всеки има обширни знания по темата, ще се опитам да представя цялата налична информация възможно най-достъпно.
Малко за трансформаторите
Фиг.1: Трансформатор.
Преди да пристъпя към основната част, ще напомня накратко какво е електронен трансформатор и за какво е предназначен. Трансформатор се използва за преобразуване на едно променливо напрежение в друго (например 220 волта в 12 волта). Това свойство на електронен трансформатор се използва много широко в радиоелектрониката. Има еднофазни (токът протича през два проводника - фаза и "0") и трифазни (токът протича през четири проводника - три фази и "0") трансформатори. Основният важен момент при използването на електронен трансформатор е, че когато напрежението намалява, токът в трансформатора се увеличава.
Трансформаторът има поне една първична и една вторична намотка. Захранващото напрежение се свързва към първичната намотка, товарът се свързва към вторичната намотка или изходното напрежение се премахва. При понижаващите трансформатори проводникът на първичната намотка винаги има по-малко напречно сечение от вторичния проводник. Това ви позволява да увеличите броя на завъртанията на първичната намотка и в резултат на това нейното съпротивление. Тоест при проверка с мултицет първичната намотка показва съпротивление в пъти по-голямо от вторичното. Ако по някаква причина диаметърът на проводника на вторичната намотка е малък, тогава, според закона на Джаул-Ланс, вторичната намотка ще прегрее и ще изгори целия трансформатор. Неизправността на трансформатора може да се състои в прекъсване или късо съединение (късо съединение) на намотките. Ако има прекъсване, мултиметърът показва едно на съпротивлението.
Как да тестваме електронни трансформатори?
Всъщност, за да разберете причината за повредата, не е необходимо да имате огромно количество познания, достатъчно е да имате под ръка мултицет (стандартен китайски, както е на фигура 2) и да знаете какви са номерата на всеки от компонентите; (кондензатор, диод и т.н.) трябва да произвежда на изхода d.).
Фигура 2: Мултиметър.
Мултиметърът може да измерва DC, AC напрежение и съпротивление. Може да работи и в режим на набиране. Препоръчително е сондата на мултиметъра да бъде увита с лента (както на фигура № 2), това ще я предпази от счупвания.
За да тествате правилно различните елементи на трансформатора, препоръчвам да ги разпоявате (мнозина се опитват да направят без това) и да ги изследвате отделно, тъй като в противен случай показанията може да са неточни.
Диоди
Не трябва да забравяме, че диодите звънят само в една посока. За да направите това, настройте мултиметъра в режим на непрекъснатост, червената сонда се прилага към плюса, черната сонда към минуса. Ако всичко е нормално, устройството издава характерен звук. Когато сондите са приложени към противоположни полюси, не трябва да се случва нищо и ако това не е така, тогава може да се диагностицира повреда на диода.
Транзистори
Когато се проверяват транзисторите, те също трябва да бъдат разпоени и връзките база-емитер, база-колектор трябва да бъдат свързани, като се идентифицира тяхната пропускливост в едната и другата посока. Обикновено ролята на колектор в транзистора се изпълнява от задната желязна част.
Навиване
Не трябва да забравяме да проверим намотката, както първична, така и вторична. Ако имате проблеми с определянето къде е първичната намотка и къде е вторичната намотка, тогава не забравяйте, че първичната намотка дава по-голямо съпротивление.
Кондензатори (радиатори)
Капацитетът на кондензатора се измерва във фаради (пикофаради, микрофаради). За изследването му се използва и мултиметър, на който съпротивлението е настроено на 2000 kOhm. Положителната сонда се прилага към минуса на кондензатора, отрицателната към плюса. На екрана трябва да се появят нарастващи числа до почти две хиляди, които се заменят с едно, което означава безкрайно съпротивление. Това може да показва изправността на кондензатора, но само във връзка със способността му да натрупва заряд.
Още един момент: ако по време на процеса на набиране има объркване относно това къде се намира „входът“ и къде се намира „изходът“ на трансформатора, тогава просто трябва да обърнете платката и от задната страна в единия край на платката ще видите малка маркировка “SEC” (втора), която показва изхода, а на другата “PRI” (първата) входа.
И също така, не забравяйте, че електронните трансформатори не могат да се стартират без натоварване! Много е важно.
Ремонт на електронни трансформатори
Пример 1
Възможността да практикувам ремонт на трансформатор се появи не толкова отдавна, когато ми донесоха електронен трансформатор от полилей на тавана (напрежение - 12 волта). Полилеят е предназначен за 9 крушки, всяка по 20 вата (общо - 180 вата). На опаковката на трансформатора също пишеше: 180 вата, но на таблото пишеше: 160 вата. Страната на произход е, разбира се, Китай. Подобен електронен трансформатор струва не повече от $3 и това всъщност е доста малко в сравнение с цената на другите компоненти на устройството, в което е използван.
В електронния трансформатор, който получих, изгоря двойка ключове на биполярни транзистори (модел: 13009).
Работната верига е стандартна двутактна, на мястото на изходния транзистор е ТОП инвертор, чиято вторична намотка се състои от 6 оборота, а променливият ток веднага се пренасочва към изхода, тоест към лампите.
Такива захранвания имат много съществен недостатък: няма защита срещу късо съединение на изхода. Дори при късо съединение на изходната намотка можете да очаквате много впечатляваща експлозия на веригата. Поради това силно не се препоръчва да се поемат рискове по този начин и да се късо съединение на вторичната намотка. Като цяло, поради тази причина радиолюбителите не обичат да се забъркват с електронни трансформатори от този тип. Някои обаче, напротив, се опитват да ги модифицират сами, което според мен е доста добре.
Но да се върнем на темата: тъй като имаше потъмняване на платката точно под клавишите, нямаше съмнение, че те се провалиха именно поради прегряване. Освен това радиаторите не охлаждат активно кутията, пълна с много части, а освен това са покрити с картон. Въпреки че, съдейки по първоначалните данни, имаше и претоварване от 20 вата.
Поради факта, че натоварването надвишава възможностите на захранването, достигането на номиналната мощност е почти равносилно на повреда. Освен това, в идеалния случай, с оглед на дългосрочна работа, мощността на захранването трябва да бъде не по-малко, а два пъти повече от необходимото. Ето каква е китайската електроника. Не беше възможно да се намали нивото на натоварване чрез премахване на няколко електрически крушки. Следователно единственият подходящ вариант, според мен, за коригиране на ситуацията беше увеличаването на радиаторите.
За да потвърдя (или опровергая) моята версия, пуснах дъската директно върху масата и приложих натоварването с помощта на две халогенни лампи. Когато всичко беше свързано, капнах малко парафин върху радиаторите. Изчислението беше следното: ако парафинът се разтопи и изпари, тогава можем да гарантираме, че електронният трансформатор (за щастие, ако е само той) ще изгори за по-малко от половин час работа поради прегряване след 5 минути работа , ваксата все още не се разтопи, оказа се, че основният проблем е свързан именно с лоша вентилация, а не с неизправност на радиатора. Най-елегантното решение на проблема е просто да поставите друг по-голям корпус под електронния трансформатор, който да осигури достатъчно вентилация. Но аз предпочетох да свържа радиатор под формата на алуминиева лента. Всъщност това се оказа напълно достатъчно, за да коригира ситуацията.
Пример 2
Като друг пример за ремонт на електронен трансформатор бих искал да говоря за ремонт на устройство, което намалява напрежението от 220 на 12 волта. Използван е за халогенни лампи 12 волта (мощност - 50 вата).
Въпросното копие спря да работи без специални ефекти. Преди да го взема в ръцете си, няколко занаятчии отказаха да работят с него: някои не можаха да намерят решение на проблема, други, както беше споменато по-горе, решиха, че е икономически неизгодно.
За да си изчистя съвестта, проверих всички елементи и следи по платката и никъде не намерих счупвания.
Тогава реших да проверя кондензаторите. Диагностиката с мултицет изглеждаше успешна, но като се има предвид, че зарядът се натрупа за цели 10 секунди (това е много за кондензатори от този тип), възникна съмнение, че проблемът е в него. Смених кондензатора с нов.
Тук е необходимо малко отклонение: върху тялото на въпросния електронен трансформатор имаше обозначение: 35-105 VA. Тези показания показват при какъв товар може да се включи устройството. Невъзможно е да го включите без товар изобщо (или, казано по човешки, без лампа), както беше споменато по-рано. Затова свързах 50-ватова лампа към електронния трансформатор (т.е. стойност, която се вписва между долната и горната граница на допустимото натоварване).
Ориз. 4: 50W халогенна лампа (пакет).
След свързването не са настъпили промени в работата на трансформатора. След това отново прегледах изцяло дизайна и разбрах, че по време на първата проверка не съм обърнал внимание на термичния предпазител (в този случай модел L33, ограничен до 130C). Ако в режим на непрекъснатост този елемент даде такъв, тогава можем да говорим за неговата неизправност и отворена верига. Първоначално термичният предпазител не е тестван поради това, че е прикрепен плътно към транзистора чрез термосвиване. Тоест, за да проверите напълно елемента, ще трябва да се отървете от топлинното свиване и това е много трудоемко.
Фиг. 5: Термичен предпазител, прикрепен чрез термосвиване към транзистора (белият елемент, към който сочи дръжката).
Въпреки това, за да се анализира работата на веригата без този елемент, достатъчно е да се съединят на късо нейните „крака“ от обратната страна. Което и направих. Електронният трансформатор веднага започна да работи и по-ранната подмяна на кондензатора не се оказа излишна, тъй като капацитетът на предварително инсталирания елемент не отговаряше на декларирания. Вероятно причината е, че просто е износен.
В резултат на това смених термопредпазителя и на този етап ремонтът на електронния трансформатор може да се счита за завършен.
Напишете коментари, допълнения към статията, може би съм пропуснал нещо. Разгледайте, ще се радвам ако намерите още нещо полезно при мен.
Халогенната лампа е една от разновидностите на лампите с нажежаема жичка, като единствената разлика от обикновената крушка е, че двойки бромни и йодни халогени се изпомпват в цилиндъра на последната. Този тип крушки се произвеждат както за директно включване към електрическа мрежа 220 V, така и за ниско напрежение, които се включват чрез понижаващ трансформатор.
Когато използвате халогенни лампи с ниско напрежение с работно напрежение 12 V, за да ги включите, трябва да използвате понижаващ трансформатор, чието първично напрежение е равно на мрежовото напрежение (220/127 V), а вторичното напрежение е равно на работното напрежение на електрическата крушка.
Предлагат се трансформатори с изходно напрежение: 6/12/24 V, те са:
- Намотки (електромагнитни) - които се основават на принципа на действие на магнитно поле между електрическите намотки на трансформатор;
- Електронен – работата се основава на използването на електронни устройства.
Предимства на електромагнитните устройства:
- Надеждност;
- Способност да издържа на пренапрежения на тока.
Недостатъци на електромагнитните устройства:
- Значително тегло и габаритни размери;
- Повишено ниво на шум по време на работа;
- Когато се появят пренапрежения в захранващата мрежа, те са правопропорционални на вторичното напрежение, което води до пулсации на светлинния поток на светлинните източници.
Електронните трансформатори за халогенни лампи имат редица предимства пред намотките, а именно:
- По-малки габаритни размери и тегло на устройството;
- Висока ефективност, която е 95 - 99%, докато намотките са 75 - 80%;
- Най-защитен от токове на късо съединение;
- По време на работа създават по-малко шум;
- Скоростта на празен ход е по-стабилна;
- Благодарение на защитата от претоварване, контрола на температурата и плавния старт на халогенните лампи, те могат да увеличат живота на последните.
Електронна трансформаторна схема за 12 V халогенни лампи
Схема на електронен трансформатор за халогенни лампиНай-простият вариант на електронно устройство, което се използва широко в практиката, е устройство с полумостова верига за свързване и положителна обратна връзка по ток (диаграмата е показана по-долу).
Работата на трансформатор, сглобен съгласно тази схема, се извършва, както следва:
- Когато се подаде напрежение към входа на устройството, кондензаторите C3 и C4 се зареждат;
- В секцията “R5 – C2 – VS1” се генерира импулс, който служи за стартиране на халогенната лампа;
- На кондензатор С2 възниква заряд и когато се достигне напрежение, достатъчно за прага на отваряне на динистора, последният се отваря, след което напрежението се подава към основата на транзистора VT2;
- Транзисторът VT2 се отваря и към веригата на устройството се подава електрически ток (секция: кондензатори C3 и C4 - първична намотка T2 - намотка III - транзистор VT2 - диоден мост VD1);
- На намотка II се появява напрежение, което поддържа транзистора VT2 отворен;
- В същото време към транзистора VT1 се подава обратно напрежение от намотка I (намотките на трансформатора са включени в антифаза);
- Токът, преминаващ през намотка III, води до насищане на трансформатора, след което напрежението на намотки I и II намалява до нулеви стойности;
- Транзисторът VT2 се затваря, трансформаторът T1 излиза от насищане;
- Напрежението се увеличава на намотки I и II;
- Транзисторът VT1 се отваря, електрическият ток се подава към веригата на устройството (секция: диоден мост VD1 - намотка III - първична намотка на трансформатор Т2 - кондензатори С3 и С4);
- Процесът се повтаря и в консуматорската линия (товар) се образува втора полувълна от напрежение.
Наличието на диод VD4 във веригата позволява поддържането на кондензатор C2 в разредено състояние.
След завършване на полупериода на изправеното мрежово напрежение процесът на генериране спира. В началото на следващия полуцикъл генерирането започва отново.
Предимството на електронен трансформатор за захранване на халогенни лампи е, че това електронно устройство няма да стартира, ако няма товар (халогенни лампи).
Има голям брой различни електронни трансформаторни схеми за захранване на халогенни лампи, които се различават по мощност на свързаните лампи, изходно напрежение, конфигурация и допълнителни подобрения и защити.
Избор на трансформатор за халогенни лампи
При избора на трансформатор за захранване на халогенни лампи трябва да се вземат предвид следните параметри на устройството:
- Оценена сила;
- Изходно напрежение.
Номиналната мощност определя броя на електрическите крушки (осветителни тела), които могат да бъдат свързани към дадено електронно устройство.
Важен фактор при избора на трансформатор са неговите геометрични размери, тъй като в зависимост от дизайна и дизайна моделите могат да варират значително.Цената на устройствата също е важен фактор при избора на това оборудване. Колкото по-висока е мощността, толкова по-висока е цената. Цената също се влияе от страната и производителя.
Такива електронни устройства се произвеждат от чуждестранни и местни предприятия. Най-широко използваните устройства у нас са на следните фирми: Osram, VS, Comtech, Tashibra и Delux.
Изчисляване на мощността на трансформатора
За да се определи мощността на необходимия трансформатор, е необходимо да се определи:
- Мощност на една лампа (лампа);
- Брой лампи (осветителни тела);
- Схема на свързване на лампи.
Изчислението трябва да започне с разработването на схема на захранване за конкретна стая. За да направите това, начертайте план, посочващ броя и мощността на лампите. Мощността се сумира и получената стойност се умножава по K = 1,1 (коефициент на безопасност), което избягва претоварването на избраното устройство. Получената стойност е стойността, която трябва да се използва при избора на устройство.
При голям брой лампи, както и за създаване на надеждност на осветителната система, лампите могат да бъдат разделени на групи. При този дизайн на осветителната система се намалява мощността на всеки отделен трансформатор.
Трансформатори за халогенни лампи се предлагат в мощности: 60/70/105/150/210/250/400 W.
Свързване на устройството към захранващата верига за халогенни лампи
На всяко фабрично произведено електронно устройство са посочени неговите технически характеристики, графично обозначение и вид лампи, за които се използва устройството.
Трансформаторът има клеми на "входа" и "изхода" на устройството, с маркирани нулеви и фазови проводници.
Основни изисквания за връзка:
- Халогенните лампи са свързани паралелно на изхода на трансформатора;
- Разстоянието от трансформатора до товара не трябва да надвишава 3 метра;
- Трябва да се има предвид, че по време на работа трансформаторът се нагрява, което може да повлияе негативно на друго оборудване, монтирано наблизо.
Свързването на източници на светлина (лампи) може да се извърши по следните начини:
Изисквания за инсталиране
- Повърхността, върху която се монтира устройството, трябва да бъде устойчива на топлина и незапалима.
- Разстоянието от устройството до най-близката електрическа крушка трябва да бъде най-малко 20 см;
- Нишата (инсталационната единица) трябва да има обем най-малко 10,0 литра, което ще осигури необходимата вентилация на устройството.
Как да проверите работоспособността
Тъй като електронният трансформатор се състои от определен набор от електронни компоненти, работата на устройството като цяло, при липса на изгаряне на свързаните източници на светлина и изправността на захранващата верига, може да бъде проверена от всеки с основни познания в областта на електрониката.
За да проверите функционалността, ще ви е необходим мултицет с функции за проверка на директно и променливо напрежение, съпротивление и режим на „непрекъснатост“ на електрическата верига.
За по-точна проверка на електронните компоненти се препоръчва да ги разпоите от платката. Проверено:
- Диоди.
Мултиметър в режим на набиране. Червената сонда е на плюс, черната сонда е на минус - когато диодът работи правилно, се издава характерен звук. Когато сондите се прилагат в обратна посока, нищо не трябва да се случва, в противен случай е настъпила повреда на диода.
- Транзистори.
За да проверите, е необходимо да "прозвъните" преходите база-емитер и база-колектор, за да проверите тяхната пропускливост в едната и другата посока.
- Трансформаторна намотка.
Проверява се целостта на намотките и отсъствието на късо съединение между витките.
- Кондензатори.
За да проверите, използвайте мултицет, за да настроите съпротивлението на 2000 kOhm. Положителната сонда на устройството се прилага към минуса на кондензатора, отрицателната към плюса. Дисплеят на устройството трябва да показва числа, които нарастват почти до зададената граница на измерване (2000 kOhm). След това трябва да се появи числото „1“, което показва безкрайно съпротивление. Това показва здравето на кондензатора и способността му да натрупва заряд.
