для чего нужен электронный трансформатор для галогенных ламп
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.
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:
Рис. 1. Определение параметров трансформатора
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:
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:
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:
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.
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.
Рис. 2. Схема параллельного включения
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.
Рис. 3. Схема включения на несколько групп
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.
Рекомендации и советы
При монтаже трансформатора для галогенных ламп необходимо учитывать ряд нюансов, которые помогут вам избежать неприятных ошибок и их последствий:
Чем отличается блок питания для светодиодных ламп и электронный трансформатор для галогенных ламп
При замене галогеновых ламп на 12В в точечных светильниках светодиодными часто возникает вопрос: «нужно ли менять источник питания?».
Из письма с вопросом одного из постоянных посетителей сайта: « Можно ли заменить галогенные лампы на нормальные светодиоды? Я снимаю квартиру, где основное освещение состоит из примерно 30-40 галогенных ламп по 10 Вт каждая, питаемых от 12 В. Лампочки практически дают мало света, а электричество, безусловно, потребляют больше, чем светодиоды. Не говоря уже о том, что эти галогенные лампочки умирают, как мухи, и их нужно довольно часто менять. И еще они шумят. Можно ли эти лампочки заменить на светодиодные не заменяя всю люстру? »
В данном случае просто заменить старые 12-вольтовые галогенные лампы на светодиодные не получится. Нужно разобраться с источником питания.
Для галогенок чаще всего использовали электронные трансформаторы с выходным напряжением 12 вольт, а для светодиодных ламп продаются специальные блоки питания (БП) с выходным напряжением также 12 вольт. В чем же их различие и взаимозаменяемы ли они? Давайте разбираться!
Из этой статьи вы узнаете:
Что такое электронный трансформатор,
Как устроен и работает электронный трансформатор,
В чем отличия блоков питания для LED-лент и ламп от электронных трансформаторов для галогенных ламп.
Что такое электронный трансформатор?
Электронным трансформатором называют схему импульсного источника питания на основе трансформатора и высокочастотного генератора на полупроводниковых ключах. Они питаются от сети 220В переменного тока, а на их выходе переменное напряжение с действующим значением порядка 12В.
Структурная схема устройства изображена на рисунке ниже.
Здесь мы видим, что питание 220В сначала поступает на выпрямитель, после чего выпрямленное пульсирующее с частотой 100Гц напряжение поступает на узел силовых ключей и генератора, рассмотрим пример типовой принципиальной электрической схемы электронного трансформатора.
Здесь изображена типичная автогенераторная двухтактная схема. Её особенностью является то, что для работы ключей в режиме коммутации (переключений) на высокой частоте им не требуется ШИМ-контроллеров или других специализированных ИМС. Говоря простыми словами работа автогенератора заключается в переключении транзистора в результате напряжений, наводимых на обмотках импульсного трансформатора и положительной обратной связи.
Что мы видим на схеме? Первое что бросается в глаза – отсутствие диодного моста на выходе, а значит, что выходное напряжение переменное, а также отсутствие цепей, предназначенных для стабилизации выходного напряжения. Вы можете подробнее ознакомится с принципом их работы посмотрев видео:
Подобная схема лежит и в основе большинства зарядных устройств для мобильных телефонов, ЭПРА для питания люминесцентных ламп, в том числе в энергосберегающих или компактных люминесцентных лампах в некоторых вариациях и некоторыми доработками.
Рассмотрим выходные осциллограммы.
Здесь видно, что переменное напряжение амплитуда которого пульсирует от нуля до + и – 17Вольт. Такие изменения амплитуды с течением времени – повторяют пульсации выпрямленного сетевого(100Гц). Получается интересная ситуация – есть высокочастотное выходное напряжение, изменяющееся с частотой в десятки тысяч герц, при этом его амплитуда изменяется от 0 до 17 вольт с частотой в 100 Гц или выпрямленные 50 Гц. Если растянуть ось времени и рассмотреть форму на уровне периодов, то картинка примет следующий вид.
Здесь видно, что сигнал по форме далёк от синусоиды, а скорее прямоугольник с небольшим уклоном в сторону заднего фронта.
Блоки питания для светодиодных ламп 12В
Их часто называют блоками питания для светодиодных лент, фактически для подключения и лент и ламп нужен любой источник постоянного стабилизированного напряжения 12В с минимальными пульсациями. На практике в современном мире используются импульсные источники питания, рассмотрим типовую схему.
Или другой вариант:
Что общего у этих двух, казалось бы, разных схем? Они построены на интегральном ШИМ-контроллера который управляет силовыми ключами – транзисторами, они могут быть и полевыми, и биполярными. Кроме того, в выходном каскаде схемы вы видите выпрямитель и конденсаторы для сглаживания пульсаций (фильтр). Всё это значит, что на выходе мы получаем стабилизированный DC источник питания. Величина его пульсаций будет зависеть от нагрузки и ёмкости фильтрующих конденсаторов.
Её также можно реализовать на автогенераторной схеме, подобной электронному трансформатору, добавив цепи обратной связи для стабилизации выходного напряжения. В результате получится схема наподобие такой.
Аналогичная конструкция используется в упомянутых выше зарядных для мобильны телефонов здесь за стабилизацию отвечает цепочка обратной связи на 11 вольтовом стабилитроне VD9 и транзисторной оптопаре U1.
5 особенностей и отличий БП для LED-лент и ламп от электронных трансформаторов для галогенных ламп
Итак, подведем итоги и ответим на вопрос: «почему нельзя питать светодиодные лампы от электронного трансформатора?». Для этого мы перечислим основные особенности этих источников питания и требования для работы светодиодных изделий.
1. Для включения светодиодных лент и ламп на 12В нужно постоянное напряжение. Так как у светодиодов нелинейная вольтамперная характеристика – они очень чувствительны к отклонениям напряжения питания от номинального, и при его превышении быстро выйдут из строя.
2. Электронные трансформаторы выдают пульсирующее переменное высокочастотное напряжение. Величина всплесков и пиков может достигать и 40 вольт в некоторых случаях. Это может привести к выходу из строя светодиодов или драйверов, встроенных в LED-лампу, а также к их нестабильной работе.
3. У электронных трансформаторов есть такая характеристика как минимальная нагрузка (смотрите рисунок ниже). Это значит, что, если подключить нагрузку меньше указанной на блоке питания он может либо не запуститься, либо выдавать большие пульсации, а также отключаться или другим образом отклоняться от нормального режима работы. Это критично, поскольку галогенные лампы потребляют в разы большую мощность, чем светодиодные, поэтому электронный трансформатор может проявлять себя подобным образом.
Мощность указана от 20 до 105 Вт, что говорит об ограничении по минимальной подключаемой мощности.
4. У блоков питания для ламп на 12В выходное напряжение и постоянное, и стабилизированное при этом.
5. Для питания галогеновых ламп не разницы в роде тока (постоянный или переменный), которым её будут питать. Важно действующее значение напряжения на ней. Поэтому они подойдут под оба варианта источников питания.
Заключение
Трансформатор для галогенных ламп – обязательный элемент галогенных светильников
Галогенная лампа – одна из разновидностей ламп накаливания, с той лишь разницей от простой лампочки, что в баллон последней закачены пары галогенов брома и йода. Данный тип лампочек выпускается как для непосредственного включения в электрическую сеть 220 В, так и низковольтные, которые включаются в работу через понижающий трансформатор.
Трансформатор для галогенных ламп
При использовании низковольтных галогенных ламп с рабочим напряжением 12 В для включения их в работу необходимо использовать понижающий трансформатор, у которого первичное напряжение равно напряжения сети питания (220/127 В), а вторичное – рабочему напряжению лампочки.
Трансформаторы выпускаются с выходным напряжением: 6/12/24 В, они бывают:
Достоинства электромагнитных устройств:
Недостатки электромагнитных устройств:
Электронные трансформаторы для галогенных ламп имеют ряд преимуществ перед обмоточными, а именно:
Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12 В
Наиболее простой вариант электронного устройства, который получил широкое распространение на практике, это прибор с полумостовой схемой соединения и положительной обратной связью по току (схема приведена ниже).
Работа трансформатора собранного по этой схеме осуществляется следующим образом:
Наличие в схеме диода VD4 создает возможность поддерживать конденсатор С2 в разряженном состоянии.
После завершения полупериода выпрямленного напряжения сети, процесс генерации прекращается. При начале следующего полупериода – генерации запускается вновь.
Плюсом электронного трансформатора для питания галогенных ламп является то, что данное электронное устройство не запустится при отсутствии нагрузки (галогенных лампочек).
Существует большое количество разнообразных схем электронных трансформаторов для питания галогенных ламп, которые различаются по мощности подключаемых светильников, выходному напряжению, комплектации и дополнительными усовершенствованиями и защитами.
Выбор трансформатора для галогенных ламп
При выборе трансформатора для питания галогенных ламп следует учитывать следующие параметры устройства:
Номинальная мощность определяет количество лампочек (светильников), которые могут быть подключены к данному электронному устройству.
Выходное напряжение трансформатора должно соответствовать рабочему напряжению подключаемых ламп.[/wpmfc_cab_sw]
Важным фактором при выборе трансформатора являются его геометрические размеры, так как в зависимости от конструкции и исполнения модели могут сильно различаться.
Стоимость устройств, также не маловажный фактор, при выборе данного оборудования. Чем выше номинальная мощность, тем выше стоимость. Также на стоимость влияет страна и фирма производитель.
Подобные электронные приборы выпускают зарубежные и отечественные предприятия. Наиболее широкое распространение в нашей стране получили устройства фирм: «Osram», «VS», «Comtech», «Tashibra» и «Delux».
Расчет мощности трансформатора
Для определения мощности требуемого трансформатора необходимо определить:
Расчет необходимо начать с разработки схемы электроснабжения конкретного помещения. Для этого рисуется план, на котором указывается количество и мощность светильников. Мощность суммируется, и полученное значение, умножается на К=1,1 (коэффициент запаса), что позволяет избежать перегрузки выбираемого устройства. Полученное значение и есть величина, на которую следует ориентироваться при выборе устройства.
При большом количестве светильников, а также для создания надежности системы освещения, можно светильники разделить на группы. При такой схеме системы освещения мощность каждого отдельно взятого трансформатора снижается.
Трансформаторы для галогенных ламп выпускаются мощностью:60/70/ 105/150/210/250/400 Вт.
Подключение устройства в схему электроснабжения галогенных светильников
На каждом электронном приборе заводского производства указаны его технические характеристики, графическое обозначение и тип ламп для которых данное устройство применяется.
Трансформатор имеет клеммы на «входе» и «выходе» устройства, с маркировкой нулевого и фазного проводов.
Основные требования к подключению:
Подключение источников света (ламп) может выполняться следующими способами:
Схема подключения трансформатора для галогенных ламп посредством создания отдельных групп освещения
Требования по установке
Как проверить исправность
Так как электронный трансформатор состоит из определенного набора электронных составляющих, то и работу устройства в целом, в случае отсутствия горения подключенных источников света и исправности питающей цепи, может проверить любой человек, имеющий начальные знания в области электроники.
Для проверки работоспособности потребуется мультиметр, с функциями проверки постоянного и переменного напряжения, сопротивления и имеющий режим «прозвонки» электрической цепи.
Для более точной проверки электронных компонентов рекомендуется выпаять их из монтажной платы. Проверяются:
Мультиметр в режиме «прозвонки». Красный щуп на плюсе, чёрный на минусе – при исправности диода издается характерный звук. При противоположном наложении щупов – не должно происходит ничего, в противном случае – произошел пробой диода.
Для проверки необходимо «прозванить» переходы «база-эмиттер», «база-коллектор», для проверки их проходимость в одну, и в другую сторону.
Проверяется целостность обмоток и отсутствие межвитковых замыканий.
Для проверки на мультиметре выставляется сопротивление 2000 кОм. Положительный щуп прибора прикладывается к минусу конденсатора, отрицательный к плюсу. На дисплее прибора должны появиться цифры, которые возрастают почти до установленного предела измерении (2000 кОм). Затем должна высветиться цифра «1», что свидетельствует о бесконечном сопротивлении. Это говорит об исправности конденсатора и его способности накапливать заряд.
Подробная схема выбора электронного трансформатора и как переделать своими руками
Для острожного, бережливого радиолюбителя, электронный импульсный трансформатор [ЭТ] — это эффективный, удобный, экономичный и простой в устройстве, назначении и свойствах эксплуатации современный энергоприбор.
Так ли это, или все-таки вполне можно применять его в быту и работе, получая на выходе чистый, стабильный сигнал электроэнергии во всех подробностях рассмотрим далее.
Описание, назначение и структурная схема
Любое освещение, будь то бытовое или производственное, в современном мире стремится к безопасности, минимальным габаритам и экономичному энергопотреблению. Особенно, если речь идет о покрытии световым потоком зон с пыльной или влажной средой. Подвалы или душевые, ванные комнаты и подобные им будут тем безопасней, чем напряжение сети в них будет ниже, световой прибор меньше и эргономичней.
Рисунок 1. Принципиальная схема ЭТ
Стремясь охватить все цели к ряду, были созданы системы освещения с электронными трансформаторами, которые запитывают галогенные лампы различной мощности, формы и установки с пониженным напряжением 12В переменного тока. Преобразователи берут на свои входные клеммы сетевое напряжение в
220В, пропускают через специальную электронную схему на печатной плате импульсный ток и выдают на выход уже более безопасную величину напряжения переменного тока
ЭТ обычно изготавливаются в небольших по форме и размерах прямоугольных пластиковых корпусах. Система понижения напряжения ЭТ устроена посредством электронной начинки, спаянной на текстолитовой плате. Микросхема соединена по обоим концам с вводными и выводными проводниками или контактами для подключения.
ЭТ выпускаются различной мощности. Они хорошо зарекомендовали себя в применении в квартирном люстровом освещении или подсветке комнат, где необходимы целые узлы питания в одновременной эксплуатации. Многие люстры на галогеновых источниках питания имеют с завода или требуют к своей работе специальные электронные трансформаторы.
Электронный тип преобразователей – это наиболее простые и понятные устройства для рядовых потребителей и профессиональных монтажников. Могут прекрасно функционировать в совокупности с регуляторами освещения галогеновых ламп – диммеров.
Рисунок 2. Внешний вид ЭТ
Подобная система хорошо изображена на Рисунке 1. В ней к сети силового напряжения 220В подключен регулятор освещения, через который далее медными проводниками запитывается блок преобразования напряжения – ЭТ. Трансформатор выдает нагрузку пониженного напряжения – 12В, которым запитываются лампы накаливания с галогеннами внутри колбы.
Несмотря на большое количество преимуществ, ЭТ обладают рядом ограничений и опасной структурой элементов. Так как это преобразователь понижающего типа по напряжению, электрический ток во вторичной обмотке даже с учетом небольшой мощности (50, 60Вт) будет достаточно сильным – 5-6А. От этого выходные проводники, соединяющиеся с лампами от выходных клемм ЭТ должны быть удалены на расстоянии не более 50 сантиметров по длине. Иначе пойдет негативный процесс развития индуктивного сопротивления в цепи трансформатора.
По техническим характеристикам ЭТ, их установка допускает технологию скрытого монтажа в стенах, конструктивных нишах и за потолком.
Выбрав основным источником питания электронные трансформаторы, их выводные обмотки запрещается подключать в электрическую схему без нагрузки, а его внешние аксессуары могут монтироваться в зависимости от требований.
Если первый рисунок показывал нам комплекс детальных модулей в цепи освещения ламп накаливания, то для полного понимая принципов работы трансформатора необходимо получить знания по его основным элементам.
Без лампы или минимальной нагрузки преобразователь напряжения с начинкой из электроники работать не будет. Для нормального режима работы ему необходимо хотя бы минимальная нагрузка на вторичной обмотке.
На входы ЭТ подается номинальное напряжение
220В, далее с помощью элементов микросхемы происходит конвертация его величины, стабилизация, очистка (для более мощных и дорогих серий ЭТ) и третий шаг работы электронного преобразователя – это выдача на клеммы выхода напряжения пониженной величины, в зависимости от устройства всего ЭТ различных значений (48 В/36 В/24 В)или
12В, как в конкретном примере. Габаритные размеры, вес, климатические особенности корпуса делают его наиболее удобным для применения в сетях освещения квартирного или общебытового типа.
Однако, как и любой не только электротехнический товар, преобразователи напряжения с электронными микросхемами по своим характеристикам, качеству работы, длительности использования сильно зависят от того, где, кем и как они были изготовлены. Чем больше закладывалось труда и применялось современных технологий, использовалось качественных материалов и комплектующих, тем и степень или класс ЭТ будет выше и лучше.
Разновидности
В практическом применении и постоянном использовании устройств трансформации электроэнергии классы ЭТ образно принято разделять на три основных:
ЭТ класса «Premium»
Понятно, что и стоимость подобных устройств будет совершенно отличной и высокой по размеру. Это и является главным недостатком такого оборудования. Качественно во всем, но очень дорого.
ЭТ класса «Medium»
Серия таких электронных преобразователей отличается от любых других видов обязательным наличием в своем устройстве защит от аварий – режима перегрузки и возникновению состояния КЗ. Устройства этого класса дословно повторяют перевод с английского языка его названия – «Средний». Они действительно несут в себе стабильную работоспособность, надежность выходного сигнала напряжения, эксплуатационные свойства. Многие модели класса «Медиум» комплектуются хорошим токоограничивающим блока электроники с базовой сборки трансформатора или имеют возможность их установки в свой состав.
Тем не менее, комплектация такую полноту в каждом пакете поставки ЭТ не гарантирует обязательное наличие фильтров, стабилизаторов, но в защите или любых других качественных параметров оценки собственного материала – в 99% случаях успешная поставка требуемого.
ЭТ класса «Economics»
Громадный спектр этих трансформаторов производится по всему Китаю и близлежащий Азиатских странах. И что самое интересное согласно статистическим данных продаж ЭТ – именно этот класс трансформаторов максимально востребован потребителями сегодня.
Самый дешевый поток некачественных элементов очень часто еще на этапе покупки или в момент монтажа устройства на объекте показывает уже заведомый брак, дефект материала, неисправность или обычный формат пересортицы оборудования этой серии. Стоит быть к этому готовым при покупке ЭТ класса «economics»
Несмотря на все недостатки, трансформаторы «Экономик» — это изделия среди электронных трансформаторов в продаже пользуются успехом за:
Сегодня в электроосвещении все больше и больше занимают лидирующие позиции модули светодиодного освещения в трех основных матрицах:
Их питание обеспечивается более сложным устройством в составе с импульсным трансформатором и производя работу по конвертации электроэнергии по КПД значительно выше ЭТ.
Источники питания с выпрямителями, питаются переменным током бытовой сети, а с выхода снимается постоянный ток мульти разнообразны в своих исполнениях и видах. Такие ИП можно подобрать для любого светодиодного освещения современного и декорированного типа.
Однако ЭТ и драйверы LED объединяет одно понятие – оба преобразователи электроэнергии, полученной обычным способом через домашнюю розетку на вводные клеммы, оба имеют модуль электронной начинки, расположенный на специальной диэлектрической пластины и на ней же коммутирован пайкой.
Платы, на которых собирается микросхема ЭТ выполнены на металлических, алюминиевых основаниях, с диэлектрическим основанием – текстолитом – с возможностью посадки микроэлементов на него.
Как раз масштабируя статью в следующей главе речь пойдет о этом элементе.
Схемы и описание работы печатных плат
Печатная плата – это пластина диэлектрика, на которой согласно построению электрической схемы располагается определенные элементы проектируемого оборудования и электромеханической связью соединяются между собой. Простой вариант ее исполнения выполняется в виде платы, одна сторона которой содержит медные проводники для соединения электрических элементов устройства, а вторая носит диэлектрические свойства. Такие платы так и называются однослойными или односторонними.
Если оборудование имеет сложную структуру и большое количество модулей (в основном при промышленном производстве оборудования) применяются печатные платы с нанесением двухслойного рисунка соединения элементов, или даже многослойного, где контактный рисунок наносится не только с двух сторон, но межслойном промежутке. Выполняют такие сложные технологии на компьютерном оборудовании и станках. Используя в виде контактов позолоченные материалы или олово высокой проводимости.
В своем описании плата – это скелет любой электронной схемы, которая получает питание, проводит его к каждому установленному на ней элементу и выводит требуемые величины на выход оборудования. Она обеспечивает необходимый электрический контакт и проводимость узлов устройства, а также позволяет устанавливать безопасно электрическую схему в различные корпуса устройств, обеспечивая требуемые диэлектрические свойства.
В домашних условиях так же производят изготовление печатных плат. Однако их изготовление в таких условиях происходит гораздо проще, чем в промышленных масштабах. В качестве диэлектрического материала используется в основном текстолит, нанесение электрически проводимых дорожек обеспечивается вначале специальным маркером или карандашом (сейчас уже редко химическим травлением) возможно компьютерная печать схем для платы с дальнейшим их переводом на текстолит. В качестве проводников используют в основном электротехническое олово путем пайки ручным методом всех контактных дорожек.
По сравнению с заводским исполнением печатных плат, ручное их изготовление в домашних условиях отличается меньшей красотой и качеством, но при должном опыте вполне может верно служить в работе проектируемых систем простейшей или средней электроники.
Электрическая схема – это чертеж элементов устройства, обозначенных специально принятыми к исполнению по ГОСТам чертежными обозначениями, соединенных между собой условными проводниками в виде прямых линий. Ее основная функция включает себя показания работоспособности устройства, указание направление соединения устройств, обозначения величин входных и выходных параметров блоков и устройств. С помощью электрической схемы производится понимание работы незнакомого электронного устройства, его диагностика и ремонтные работы.
В качестве примеров ниже представлены электрические схемы с краткими дополнениями описаниями самых распространенных электронных трансформаторов, которые существуют на практике. Изучения их элементов и электрических схем поможет радиолюбителям модернизировать ЭТ, создавать собственные проекты на их базе.
Электронный трансформатор класс «economics» мощностью до 60Вт. Его китайский набор комплектующих делает работу устройства недолговременной, нестабильной, но экономичная базовая стоимость всего ЭТ позволяет успешно использовать его на практике.
Рисунок 5. Схема L&B
Tashibra 200 W
Электронный трансформатор с таким звучным названием для русского языка – «Тошибра» представлен в виде преобразователя с выходной мощностью 200Вт. Однако качество элементов относится к стране производителю Китай, что говорит так же о невысоком качестве элементов и не слишком надежной работе на практике.
Horoz HL370
Этот ЭТ уже являет собой сборку заводского Китая. В нем уже более качественные элементы, повышенная надёжность в работе. Данный ЭТ прекрасно работает с номинальной нагрузкой, при этом не испытывает режима перегрева.
Рисунок 7. Схема Horoz HL370
Relco Minifox 60 PFS-RN1362
Модель родом из Итальянской производственной линии. ЭТ, который создан для качественной стабильной работы в сети. Имеет все необходимые предпосылки: входной фильтр напряжения, защиту от аварийных режимов работы (КЗ и перегрузки), возможность безопасного отключения в момент перегрева. Элементы силовых ключей установлены с запасом по мощности специально, чтобы избежать установки дополнительной системы охлаждения от перегрева.
Рисунок 8. Схема Relco Minifox 60
Horoz HL371
Блок из Китая с выходной мощностью в 105Вт. Особенно ничем не отличается от своего меньшего «брата» ЭТ HL370 ни по качеству, ни по производительности.
Рисунок 9. Схема Horoz HL371
Feron TRA110-105W
Китайский производитель светодиодного освещения выпускает собственные ЭТ мощностью 105Вт. Однако производитель хоть и относит себя к заводским китайским промышленникам – качество его изделий еще далеки от идеальных.
Рисунок 10. Схема Feron TRA110-105W
Feron ET105
Более качественная модель китайского производитель осветительных приборов Feron, но в тоже время по годам выпуска очень старая, к тому же для нее не сохранилось ни в одном источнике электрической схемы. Есть только визуальное фото ЭТ.
Выходная мощность данного трансформатора составляет 105Вт. КПД, заявленное производителем 99%.
Рисунок 11. Feron ET105
Brilux BZE-105
Польский ЭТ различных ступеней по мощности для питания галогенных ламп на схеме представлен одним из видов с выходом в 105Вт. Его вполне можно отнести к устройствам класса «Medium». Имеет определенный тип сетевых защит.
Рисунок 12. Brilux BZE-105
Buko BK452
Форма, внутренние элементы блока сначала начинают радовать, но после полного анализа этого ЭТ выясняется, что блок не имеет защит от КЗ и перегрузки, собран в Китайской республике, хоть и на заводе, но весьма некачественно.
Рисунок 13. Схема Buko BK452
Horoz HL375 (HL376, HL377)
Рисунок 14. Схема HL375/HL376/HL377
Vossloh Schwabe EST 150/12.645
Рисунок 15. Схема Vossloh Schwabe EST 150/12.645
Vossloh Schwabe EST 150/12.622
Рисунок 16. Схема Vossloh Schwabe EST 150/12.622
Оба ЭТ известного немецкого бренда на Рисунок 15 и Рисунок 16 представляют собой качественные и надежные преобразователи напряжения, способные в случае модернизации выпрямить величину напряжения во множество значений и величин, что дает для проектирования устройств широкий спектр и свободу создания.
Brilux BZ-150B (Kengo Lighting SET150CS)
Рисунок 17. Схема Brilux BZ-150B (Kengo Lighting SET150CS)
ЭТ типа Brilux и Kengo практически идентичны в своей электрической схеме. Оба имеют мощную базу элементов. Достаточно солидную выходную мощность. По качеству сборки и оценке внутренних элементов своего содержания относятся к классу «Premium». А исключительностью обладают из-за наличия встроенной защиты от аварий (перегрузки и КЗ) выполненной в двойном эквиваленте или степени. Первая степень работает на автоматическое восстановление подачи питания и завязана с плавным пуском питания для ламп, а вторая выполняет блокировку работы всего ЭТ в случае достижении 65% режима перегрузки.
Feron TRA110-200W (250W)
Рисунок 18. Схема Feron TRA110-200W (250W)
Delux ELTR-210W
Рисунок 19. Схема Delux ELTR-210W
К классу «Medium» данный ЭТ относят лишь из-за наличия системы защиты от перегрузки, но по всем показателям выполнен он очень бюджетно.
EK210
Рисунок 20. Схема EK210
Мощные силовые ключи в устройстве. Имеется двойная защита от перегрузок. Неплохая выходная мощность.
Kanlux SET210-N
Рисунок 21. Схема Kanlux SET210-N
Устройство силовых ключей создано на полевых транзисторах, что дает повышенный ресурс работы, высокое качество, компактность в совокупности с надежной работой и высокой выходной мощностью смело причисляют этот ЭТ к классу «Premium».
Lemanso TRA25 250W
Рисунок 22. Схема Lemanso TRA25 250W
Выходная мощность публикуемого ЭТ составляет 250Вт. Данный ЭТ очень удобно использовать в целях модернизации по увеличению мощности, удаляя обратную связь по току и налаживая связь по напряжению. В базовом использовании не имеет интереса, так как производится в Китае и кроме величины выходной мощности не имеет особого интереса для обзора.
Asia Elex GD-9928 250W
Рисунок 23. Схема Asia Elex GD-9928 250W
Модель ЭТ выдает мощность пассивной нагрузки в 250Вт для галогенных осветительных приборов. Не имеет особенных или исключительных особенностей, но как платформа для модернизации или создания более качественного преобразователя прекрасно сгодится своей элементной базой.
Get 0902
Рисунок 24. Схема Get0902 120W
ЭТ полностью китайского производства в пластиковом корпусе. Электрической схемы на такой преобразователь найти не удалось. Известна только его выходная мощность нагрузки в 120Вт.
Hojoz HL372
Рисунок 25. Схема Hojoz HL372
Компактный ЭТ для запуска галогенных осветительных приборов от Турецкого производителя Hojoz марки HL372 имеет выходную мощность в 150Вт. Электрической схемы найти не удалось.
ЕТ105Т А5
Рисунок 26. Схема ЕТ105Т А5 105Вт
Это представитель электронных трансформаторов отечественных фирм по производству преобразователей напряжения для питания освещения. Выходная мощность 105Вт. Мониторинг средней цены трансформатора и отсутствие электрической схемы на многих электронных площадках относит его к низшему сегменту качества таких изделий.
XYDB 160
Рисунок 27. Схема XYDB 160 160Вт
Электрической схемы на устройство вновь не обнаружено. Весь мониторинг по сети Интернет сводится к оценки низкого качества устройства. Хотя малые габариты с такой мощностью могут быть плюсом этого оборудования.
ET190E
Очередная модель китайской народной республики подозрительного качества, устройства и надежности ЭТ для питания освещения. Схемы не обнаружено.
Рисунок 28. Схема ET190E 150Вт
Обзорный поиск в Интернете дает параметр мощности в диапазоне от 50 до 150Вт.
SET105LX
Рисунок 29. Схема SET105LX
Дистрибьютор большого количества всяческого осветительного оборудования из Китая, отечественная компания «Эра» не дает электрической схемы на подобное изделие. Однако заявляет его выходную мощность в 105Вт, утверждает, что устройство снабжено защитами от аварийных режимом сети, противостоит перепадам температуры и сетевого напряжения. Но исходя из отсутствия на него опубликованных электросхем, такие заявления мало правдоподобны. Еще один вид ЭТ класса «economics».
YMET20C AC220
Рисунок 30. Схема YMET20C AC220
Модель производства Китай. Параметры очень слабые на выходе – мощность 20Вт, при 12В выходном напряжении. Технических характеристик и схемы не найти.
KEB1200600l
Рисунок 31. Схема изделия KEB1200600l
Еще меньше информации относительно приведенной модели трансформатора напряжения электронного типа. Даже по его номинальным значениям на выходе или входе подлинную информацию найти не удалось. Предположительно это ЭТ с выходным параметром в 80Вт мощности.
Как изготовить блок питания своими руками
Блок питания для современных электрических приборов бытового или специального назначения это одна из самых важных вещей для их нормальной, постоянной работы. Их великое множество в зависимости от назначения устройств, которых они питают, и разнятся между собой лишь двумя электротехническими величинами – напряжения и тока, на которых и основывается их проектирование и последующее создание даже собственными силами.
Изготовить элемент питания для электрического прибора своими руками в нынешнем развитии электроники и доступности всех ее элементов не только просто, но и очень интересно.
Однако для создания работоспособного блока питания в обязательном порядке должен соблюдаться определенный спектр технических условий, набор правил по которым производство непромышленного типа питающего блока пройдет верно, без ошибок.
Технические условия изготовления
В их состав в заводском формате изготовления блоков питания (БП) входит значительное количество требований, условий, которыми должен удовлетворять любой проект будущего устройства питания.
В случае создания БП в домашних условиях, кустарным способом, своими руками тоже можно выделить несколько главных технических условий, выполнение которых должно выполнится перед началом проведения работ для его производства:
Но иногда хочется создать сразу современный и очень выгодный импульсный блок питания. Для его изготовления требуется запастись определенным терпением и приготовится к преодолению нескольких трудных моментов. Это устройство имеет определенные этапы своего создания, подробно коснуться которых возможно в следующей главе статьи.
Создание импульсного блока питания
Для создания такого устройства типа импульсного блока питания (ИБП) необходимо несколько основных элементов. Главная цель при производстве – это достижение максимальной величины выходного тока, для питающей нагрузки, которая так же будет поддерживать и значение выходного напряжения. Таким образом, используя:
Собрав все вышеуказанные детали в своем арсенале, прежде чем начать практические работы по сборке ИБП стоит детально разобрать по какой схеме произойдет его сборка. Одной из самых распространенных схем, по которой возможно собрать будущий импульсный блок питания, даже регулируемого типа, представлена ниже:
Рисунок 32. Схема для сборки импульсного блока питания
Как видно из схемы питание ИБП получает от сети переменного напряжения
220В через резистор R1 и диодный выпрямитель VD1. Его трансформатор импульсного типа имеет три обмотки:
Он не имеет на выходе стабилизации напряжения, или других защит от аварийных режимов в сети. Однако даже режим КЗ (короткого замыкания) этому блоку нестрашен. Вся суть в резисторе R1, и протекании режима аварии типа КЗ, который сопровождается повышением величины тока на первичной обмотке блока питания. А ней как известно установлен токоограничитель R1, который своей номинальной работой отсекает любой режим аварии.
Создании по такой схеме ИБП приведет к получению импульсного источника питания небольшой мощности – 3,5- 4 Вт, и номинальным током не более 15 мА.
Подготовку печатной платы для создания подобного ИБП ведут по специальным технологиям:
Есть еще несколько методов, с помощью которых возможно реализовать расчерчивание схем на печатных платах, описывать которые здесь нет необходимости в подробностях.
Трех обмоточный трансформатор возможно взять из начинки электронных трансформаторов подогнав или перемотав его обмотки под нужды проектируемого устройства. Для первичной обмотки достаточно будет 200 витков проводником до 1 мм сечения, базовая обмотка при этом будет содержать всего около 10 витков. А вот количество витков на выходной обмотки будет зависеть от какого, какая величина выходного напряжения будет интересовать проектировщика в конструируемом устройстве.
В итоге используя техническую литературу из справочников, знакомясь с примерами в сети Интернет, как текстового формата, так и многих видеоматериалов легко собрать устройство питания импульсного типа небольшого мощности. А регулируя параметры сопротивления, добавляя вспомогательные элементы или включая в схему стабилизаторы можно создавать его разновидности более мощного типа.
Способы увеличения мощности
Возможность оптимизировать практически любой электронный трансформатор путем увеличения его выходной мощности доступна даже в домашних условиях. Это делается при обязательном соблюдении всех условий техники безопасности при выполнении работ, определенном опыте работе с электронным и вспомогательным оборудованием и реализуется путем замены нескольких основных элементов:
При такой переделке схемы ИБП с целью повышения его мощностных характеристик ведут комплексную работу по установке фильтрующего устройства сетевого напряжения в виде сглаживающего конденсатора, смены дросселей, установки стабилизаторов на выходную часть схемы электронного устройства.
Так как электронный трансформатор — это устройство, предназначенное для работы в основном с пассивной нагрузкой, то путем, описанным выше, используя в помощь необходимые технические руководства и примеры из сети Интернет достаточно легко повысить выходную мощность устройства практически в десять раз.
Другие способы применения
Изучая все глубже и глубже процессы электроники, познавая каждый из ее элементов как можно подробнее, получая определенные практические навыки и опыт по работе в начале с элементарными единицами преобразования электроэнергии возможно создавать позже и другие устройства, которые будут очень полезны для дома и быта.
Зарядное устройство
К примеру, используя все процессы электроники, а также имея в своем распоряжении обычный электронный трансформатор с выходным напряжением в 12В, вполне допустимо достаточно просто собрать из него полноценного зарядное устройство для многих аккумуляторных батарей.
Чтобы совершить правильное превращение электронного трансформатора в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов стоит прежде всего заняться перемоткой его трансформатора.
Проводятся необходимые расчеты количества витков вторичной обмотки, чтобы превратить из штатных восьми витков, выдающих ранее рабочее напряжение в районе 10,8 – 11 вольт, изготовить вторичную намотку в 23-24 витка. Именно такое количество витков позволит реализовать регулируемой устройство заряда АКБ с диапазоном напряжения от 0 до 29 вольт.
Трансформатор демонтируется из платы ЭТ, снимается вторичная обмотка и производится намотка новой.
Второй шаг на пути создания ЗУ для авто АКБ будет создание выпрямителя постоянного тока с параметрами минимального тока диодов до 10 ампер. Установка емкостного конденсатора после диодного выпрямителя позволит снимать показания напряжения.
Благодаря подробным описаниям примеров конструирования ЗУ для авто аккумуляторов возможно создать из электронного трансформатора отличный зарядник для бытовых нужд.
Индукционный нагреватель
Создание такого устройство возникает из его основного принципа действия – нагреватель работает при воздействии на металл электрических токов Фуко (более подробно это понятие токов стоит изучить дополнительно в описаниях из технических справочников или учебников электроники).
Чтобы создать подобный нагреватель из электронного трансформатора, который является импульсным источником питания стоит поработать с модернизацией его трансформатора. Демонтировав его с платы устройства необходимо изготовить из него некое подобие индуктора, опять же для реализации основного принципа действия нагревателя. На основе ферромагнитной чашки в виде сердечника нового трансформатора стоит произвести намотку проводников не менее 100 витков диаметром около 0,6 мм. С концов проводов снимается лаковая изоляция и производится подключение его обратно на место в плату, где ранее стоял трансформатор.
По сути, создание такого нагревателя уже произведена. С его помощью возможно плавить металл толщиной около 1,5 мм, на основе принципов воздействия токов Фуко на металлические поверхности
Как изготовить самодельный регулируемый стабилизированный блок
Чтобы сделать указанный в заголовке блок из электронного трансформатора потребуется сам ЭТ, несколько технических доработок его схемы, определенные детали из магазина радиоэлектроники, инструмент для работы, измерительная аппаратура, определенные навыки в такой работе и обязательное соблюдение правил и техник по безопасности при работе с действующим электрическим током и напряжением.
Доработки связаны с установкой в схему ЭТ на выходной участок сглаживающего фильтра в виде емкостей конденсаторов, выпрямительного моста с мощными диодами, возможной доработкой обмоток самого трансформатора модернизируемого импульсного источника питания, путем увеличения на них количества витков, а так же изменением обратной связи в схеме ЭТ, для реализации регулировки выходного напряжения. Такая опция реализуется переработкой обратной связи в схеме трансформатора ее сменой с токовой величины на величину напряжения и установкой дополнительной обмотки в цепь трансформатора.
По типу схемы на Рисунке 5 с небольшими доработками и изменениями, используя элементы защиты, стабилизации, фильтрации входных и выходных величин тока и напряжения возможно создание самодельного регулируемого стабилизированного блока даже в домашних условиях. Добавив в схему потенциометр и сменив силовые ключи на более мощные по величине, установив несколько токоограничивающих резисторов возможно получить такой блок питания, который будет обладать необходимыми выходными параметрами для питания требуемых электроприборов, к тому же иметь защиты от всех аварийных режимов, возможных к возникновению в электрической сети.
Небольшая работа фантазии мастера позволит реализовать создание корпуса под такой стабилизатор, придумать элементы его ручного управления, системы охлаждения, световой сигнализации, используя ряд всех тех же простых элементов электроники.
Советы и рекомендации по ремонту
Проектировать и создавать модернизированные устройства из обычного ЭТ в деталях было разобрано выше. Проектировать, создавать свои собственные блоки питания импульсного типа в домашних условиях доступно опытным мастерами или радиоэлектронным любителями.
Но помимо созидания, такие бывалые специалисты должны уметь и отремонтировать свои устройства в случае, если с ними произошли какие – либо сбои или неполадки.
Уметь правильно провести защитную диагностику цепей и модулей всего блока для определения зоны поломки и прочих нюансов ремонта. Для этого даже разработана негласная структура действия ремонтных работ:
Постоянное повышение компетенции и знаний в науке электронике, проведение опытных работ с целью наработки навыков по сборке устройств электроники и их модернизации, применение технических расчетов и справочников при реализации таких работ, аккуратность, осторожность и терпение смогут принести продуктивные плоды в создании, эксплуатации и ремонте не только электронных трансформаторов, но и любых других систем электроники.