Да вземем за пример стандартен електронен трансформатор с надпис 12V 50W, който се използва за захранване на настолна лампа. Схематичната диаграма ще изглежда така:
Схемата на електронния трансформатор работи по следния начин. Мрежовото напрежение се коригира с помощта на токоизправителен мост до полусинусоидално напрежение с двойна честота. Елемент D6 от тип DB3 в документацията се нарича "TRIGGER DIODE" - това е двупосочен динистор, в който полярността на включването няма значение и се използва тук за стартиране на преобразувателя на трансформатора. Динисторът се задейства по време на всеки цикъл, стартиране на генерирането на полумост.Отварянето на динистора може да се регулира.Това може да се направи, използвайки например за функцията на свързана лампа.Честотата на генериране зависи от размера и магнитната проводимост на ядрото на трансформатора за обратна връзка и параметри на транзисторите, обикновено в диапазона 30-50 kHz.
В момента е започнало производството на по-модерни трансформатори с чип IR2161, което осигурява както простота на дизайна на електронния трансформатор, така и намаляване на броя на използваните компоненти, както и висока производителност. Използването на тази микросхема значително увеличава технологичността и надеждността на електронния трансформатор за захранване на халогенни лампи. Схематичната диаграма е показана на фигурата.
Характеристики на електронния трансформатор на IR2161:
Интелигентен полумостов драйвер;
Защита от късо съединение на товара с автоматичен рестарт;
Защита от свръхток с автоматичен рестарт;
Променете работната честота, за да намалите електромагнитните смущения;
Микромощност при стартиране 150 µA;
Възможност за използване с фазови димери с управление по предни и задни ръбове;
Компенсацията за изместване на изходното напрежение увеличава живота на лампата;
Мек старт, елиминиращ текущото претоварване на лампите.
Входният резистор R1 (0,25 вата) е вид предпазител. Транзисторите от тип MJE13003 се притискат към тялото чрез изолиращо уплътнение с метална плоча. Дори при работа при пълно натоварване транзисторите леко се нагряват. След токоизправителя на мрежовото напрежение няма кондензатор, който да изглажда пулсациите, така че изходното напрежение на електронния трансформатор при работа на товар е 40 kHz правоъгълно трептене, модулирано от 50 Hz пулсации на мрежовото напрежение. Трансформатор T1 (трансформатор за обратна връзка) - върху феритен пръстен, намотките, свързани към основите на транзисторите, съдържат няколко завъртания, намотката, свързана към точката на свързване на емитера и колектора на силовите транзистори - един завъртане на едноядрени изолиран проводник. Обикновено в ЕТ се използват транзистори MJE13003, MJE13005, MJE13007. Изходен трансформатор на феритна W-образна сърцевина.
За да използвате електронен трансформатор в импулсен режим, трябва да свържете токоизправителен мост на високочестотни диоди към изхода (обикновените KD202, D245 няма да работят) и кондензатор за изглаждане на вълните. На изхода на електронния трансформатор е монтиран диоден мост с диоди KD213, KD212 или KD2999. Накратко, имаме нужда от диоди с нисък спад на напрежението в права посока, способни да работят добре при честоти от порядъка на десетки килохерци.
Електронният трансформаторен преобразувател не работи нормално без товар, така че трябва да се използва, когато товарът е постоянен по ток и консумира достатъчно ток за надеждно стартиране на ET преобразувателя. При работа на веригата трябва да се има предвид, че електронните трансформатори са източници на електромагнитни смущения, поради което трябва да се инсталира LC филтър, за да се предотврати проникването на смущения в мрежата и товара.
Лично аз използвах електронен трансформатор за направата на импулсно захранване за лампов усилвател. Също така изглежда възможно да ги захранвате с мощни ULF клас А или LED ленти, които са специално проектирани за източници с напрежение 12V и висок изходен ток. Естествено, такава лента е свързана не директно, а чрез резистор за ограничаване на тока или чрез коригиране на изходната мощност на електронен трансформатор.
Обсъдете статията СХЕМА НА ЕЛЕКТРОНЕН ТРАНСФОРМАТОР ЗА ХАЛАГЕННИ ЛАМПИ
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?
По този начин бяха закупени няколко ЕТ от 50 до 150 вата, но експериментите с преобразуване не винаги бяха завършени успешно; от всички оцеля само 105 вата ET. 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 натоварване, това не винаги е предимство. Планирам да получа надеждно устройство, което може свободно да се използва за всякакви цели, без да се страхува, 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 имат капацитет от 0,22 μF. Биполярните ключове MJE13007 са заменени с MJE13009.
Силовата намотка на трансформатора съдържа 8 навивки, намотката е извършена с 5 нишки от тел 0,7 mm, така че имаме проводник в първичната част с общо напречно сечение 3,5 mm.
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 се използват все повече всеки ден при декорирането на различни търговски центрове и витрини. Ярките цветове и богатството на изображението ги правят все по-популярни. Техният експлоатационен живот е много по-дълъг от този на конвенционалните лампи. В същото време те могат да работят дълго време, без да се изключват. Халогенните лампи използват нишки, но процесът на светене е различен в сравнение с лампите с нажежаема жичка поради пълненето на цилиндъра със специален състав. Такива крушки се използват в различни лампи, полилеи, кухненски мебели и се предлагат на 220 и 12 волта. Необходимо е захранване за халогенни лампи с напрежение 12 волта, тъй като ако се включат директно в електрическата мрежа, ще се получи късо съединение.
Спецификации
Напрежението на халогенните лампи е не само 220 и 12 волта. В продажба можете да намерите крушки от 24 и дори 6 волта. Мощността също може да бъде различна - 5, 10, 20 вата. Халогенните лампи от 220 V са свързани директно към мрежата. Тези, които работят на 12 V, изискват специални устройства, които преобразуват тока от мрежата в 12 волта - така наречените трансформатори или специални захранвания.
Дванадесет волтовите халогени работят много добре. Преди това, през 90-те години, беше използван голям трансформатор от 50 Hz, който осигуряваше работата само на една халогенна лампа. Съвременното осветление използва импулсни високочестотни преобразуватели. Те са много малки по размер, но могат да дърпат 2 - 3 лампи едновременно.
На съвременния пазар има както скъпи, така и евтини захранвания. Като процент от скъпите се продават около 5%, а евтините са много повече. Въпреки че по принцип високата цена не е гаранция за надеждност. Cool конверторите, за съжаление, не използват висококачествени части, а само използват интелигентни вериги „звънци и свирки“, които допринасят за нормалната работа на захранването, поне по време на гаранционния период. Веднага щом се изчерпи, устройството изгаря.
Класификация
Трансформаторите са електромагнитни и електронни (импулсни). Електромагнитните са достъпни, надеждни и могат да бъдат направени със собствени ръце, ако желаете. Те също имат своите недостатъци - прилично тегло, големи общи размери, повишена температура при продължителна работа. А спадовете на напрежението значително съкращават живота на халогенните лампи.
Електронните трансформатори тежат много по-малко, имат стабилно изходно напрежение, не се нагряват много, могат да имат защита от късо съединение и плавен старт, което увеличава живота на лампата.
Трансформатори за халогенни лампи
Анализът ще бъде извършен на примера на захранване от Feron German Technology. Изходът на този трансформатор е не по-малко от 5 ампера. За такава малка кутия стойността е невероятна. Корпусът е изработен херметически, без каквато и да е вентилация. Вероятно затова някои копия на такива захранвания се топят от високи температури.
Схемата на преобразувателя в първата версия е много проста. Наборът от всички детайли е толкова минимален, че е малко вероятно нещо да бъде изхвърлено от него. При изброяването виждаме:
- диоден мост;
- RC верига с динистор за стартиране на генератора;
- генератор, сглобен на полумостова верига;
- трансформатор, който намалява входното напрежение;
- резистор с ниско съпротивление, който служи като предпазител.
При голям спад на напрежението такъв преобразувател ще „умре“ на 100%, поемайки целия „удар“ върху себе си. Всичко е направено от доста евтин комплект части. Само за трансформаторите няма оплаквания, защото са направени да издържат.
Вторият вариант изглежда много слаб и недовършен. Резисторите R5 и R6 се вкарват в емитерните вериги, за да ограничат тока. В същото време блокирането на транзисторите в случай на рязко увеличение на тока изобщо не е обмислено (просто не съществува!). Електрическата верига (на диаграмата е червена на диаграмата) поражда съмнения.
Компанията Feron German Technology произвежда халогенни лампи с мощност до 60 вата. Изходният ток на захранването е 5 ампера. Това е малко за такава крушка.
Когато сваляте капака, обърнете специално внимание на размерите на радиатора. За изход от 5 ампера те са много малки.
Изчисляване на мощността на трансформатора за лампи и схема на свързване
Днес се продават различни трансформатори, така че има определени правила за избор на необходимата мощност. Не трябва да вземете трансформатор, който е твърде мощен. Той ще работи практически на празен ход. Липсата на мощност ще доведе до прегряване и по-нататъшна повреда на устройството.
Можете сами да изчислите мощността на трансформатора. Задачата е по-скоро математическа и е по силите на всеки начинаещ електротехник. Например, необходимо е да инсталирате 8 халогенни прожектора с напрежение 12 V и мощност 20 вата. Общата мощност ще бъде 160 вата. Ние вземаме приблизително 10% марж и закупуваме мощност от 200 вата.
Схема № 1 изглежда така: на линия 220 има превключвател с един ключ, като оранжевите и сините проводници са свързани към входа на трансформатора (първични клеми).
На 12-волтовата линия всички лампи са свързани към трансформатор (към вторичните клеми). Свързващите медни проводници трябва да имат еднакво напречно сечение, в противен случай яркостта на електрическите крушки ще бъде различна.
Друго условие: проводникът, свързващ трансформатора с халогенните лампи, трябва да е с дължина най-малко 1,5 метра, за предпочитане 3. Ако го направите твърде къс, той ще започне да се нагрява и яркостта на лампите ще намалее.
Схема № 2 – за свързване на халогенни лампи. Тук можете да правите нещата по различен начин. Счупете например шест лампи на две части. За всеки инсталирайте понижаващ трансформатор. Правилността на този избор се дължи на факта, че ако едно от захранващите устройства се повреди, втората част от лампите ще продължи да работи. Мощността на една група е 105 вата. С малък коефициент на безопасност откриваме, че трябва да закупите два 150-ватови трансформатора.
съвет! Захранете всеки понижаващ трансформатор със собствени проводници и ги свържете в съединителна кутия. Оставете точките на свързване свободно достъпни.
Направи си сам модификация на захранването
За работа с халогенни лампи започнаха да се използват импулсни източници на ток с високочестотно преобразуване на напрежение. По време на домашното производство и настройка скъпите транзистори доста често изгарят. Тъй като захранващото напрежение в първичните вериги достига 300 волта, се поставят много високи изисквания към изолацията. Всички тези трудности могат да бъдат напълно избегнати чрез използване на готов електронен трансформатор. Използва се за захранване на 12-волтови халогенни подсветки (в магазините), които се захранват от стандартен електрически контакт.
Има известно мнение, че получаването на домашно импулсно захранване е лесно. Можете да добавите само токоизправителен мост, изглаждащ кондензатор и стабилизатор на напрежението. В действителност всичко е много по-сложно. Ако свържете светодиод към токоизправителя, тогава при включване може да се открие само едно запалване. Ако изключите преобразувателя и го включите отново, ще се появи още едно мигане. За да се появи постоянно сияние, е необходимо да се свърже допълнителен товар към токоизправителя, който, отнемайки полезна мощност, ще го преобразува в топлина.
Една от възможностите за самостоятелно производство на импулсно захранване
Описаното захранване може да бъде изпълнено от електронен трансформатор с мощност 105 W. На практика този трансформатор прилича на компактен импулсен преобразувател на напрежение. За сглобяване допълнително ще ви е необходим съвпадащ трансформатор T1, мрежов филтър, токоизправителен мост VD1-VD4 и изходен дросел L2.
Биполярна схема на захранване Такова устройство работи стабилно дълго време с нискочестотен усилвател с мощност 2x20 вата. При 220 V и ток от 0,1 A изходното напрежение ще бъде 25 V; когато токът се увеличи до 2 ампера, напрежението пада до 20 волта, което се счита за нормална работа.
Токът, заобикаляйки превключвателя и предпазителите FU1 и FU2, отива към филтър, който предпазва веригата от смущения от импулсния преобразувател. Средата на кондензаторите C1 и C2 е свързана към екраниращия корпус на захранването. След това токът се подава към входа U1, откъдето се подава намалено напрежение от изходните клеми към съгласуващия трансформатор Т1. Променливото напрежение от другата (вторична намотка) изправя диодния мост и изглажда филтъра L2C4C5.
Самостоятелно сглобяване
Трансформатор T1 се произвежда самостоятелно. Броят на завъртанията на вторичната намотка влияе върху изходното напрежение. Самият трансформатор е направен върху пръстеновидно магнитно ядро K30x18x7, изработено от ферит M2000NM. Първичната намотка се състои от проводник PEV-2 с диаметър 0,8 mm, сгънат наполовина. Вторичната намотка се състои от 22 оборота от проводник PEV-2, сгънат наполовина. Свързвайки края на първата полунамотка с началото на втората, получаваме средната точка на вторичната намотка. Дроселът също го правим сами. Той е навит на същия феритен пръстен, двете намотки съдържат 20 оборота.
Токоизправителните диоди се разполагат върху радиатор с площ минимум 50 кв.см. Моля, обърнете внимание, че диодите, чиито аноди са свързани към отрицателния изход, са изолирани от радиатора със слюдени дистанционни елементи.
Изглаждащите кондензатори C4 и C5 се състоят от три паралелно свързани K50-46 с капацитет 2200 μF всеки. Този метод се използва за намаляване на общата индуктивност на електролитни кондензатори.
Би било по-добре да инсталирате филтър за пренапрежение на входа на захранването, но е възможно да работите и без него. За мрежов филтърен дросел можете да използвате DF от 50 Hz.
Всички части на захранването са монтирани върху плоскост от изолационен материал. Получената конструкция се поставя в екранираща обвивка от тънък лист месинг или калайдисан лист. Не забравяйте да пробиете дупки в него за вентилация.
Правилно сглобеното захранване не изисква настройка и започва да работи веднага. Но за всеки случай можете да проверите работата му, като свържете към изхода резистор със съпротивление 240 ома и мощност на разсейване 3 W.
Понижаващите трансформатори за халогенни лампи генерират много голямо количество топлина по време на работа. Следователно трябва да бъдат изпълнени няколко изисквания:
- Не свързвайте захранването без товар.
- Поставете уреда върху незапалима повърхност.
- Разстоянието от блока до електрическата крушка е най-малко 20 сантиметра.
- За по-добра вентилация монтирайте трансформатора в ниша с обем най-малко 15 литра.
За халогенни лампи, работещи на 12 волта, е необходимо захранване. Това е вид трансформатор, който понижава входните 220 V до необходимите стойности.
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;
- Режимът на празен ход е по-стабилен;
- 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 тип 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 (монтажната 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 в другата посока.
- Намотка на трансформатора.
Проверява се целостта на намотките и отсъствието на късо съединение между обороти.
- 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 изправността на кондензатора и способността му да натрупва заряд.
При избора на оборудване за LED подсветка или LED осветление неизбежно възниква задачата за избор на захранване за системата. Специалистите по LED оборудване винаги препоръчват използването на специализирани захранвания. Човек, който среща това оборудване за първи път, като правило има напълно естествен въпрос - защо не може да се използва електронен трансформатор за халогенни лампи? Той, със същата мощност, има по-малък размер, по-ниска цена и изходното му напрежение също е 12 волта. Тези, които просто искат да получат отговор на този въпрос, без да навлизат в подробности, могат да преминат направо към заключенията в края на статията.
За тези, които искат да разберат въпроса по-подробно, малко теория.
Като начало бих искал да отбележа, че почти всички съвременни захранвания са импулсни преобразуватели. Основната им разлика от използваните по-рано аналогови (или линейни) захранвания е, че преобразуването на напрежението в тях се извършва не при честотата на захранването (50 Hz), а при много по-висока честота (обикновено в диапазона 30 000- 50000 Hz). Благодарение на прехода към такива честоти беше възможно значително да се намалят размерите и теглото на захранващите устройства, както и значително да се увеличи тяхната ефективност, която в съвременните модели достига 95%.
За да разберем разликата между пълноценно захранване и електронен трансформатор, нека разгледаме тяхната вътрешна структура.
Нека разгледаме блоковата схема на конвенционален електронен трансформатор за захранване на халогенни лампи (фиг. 1).
Фиг. 1 Блокова схема на електронен трансформатор, предназначен за захранване на халогенни лампи.
Променлив ток с честота 50 Hz и напрежение 220 V (фиг. 2а) се подава към входния токоизправител, който обикновено е диоден мост. На изхода на токоизправителя (фиг. 2б) получаваме импулси на напрежение със същата полярност и двойна честота - 100 Hz.
Фиг.2 Осцилограми на напрежението на входа (a) и изхода (b) на токоизправителя.
След това това напрежение се подава към каскада, съставена от ключови транзистори, които се поставят в режим на генериране, използвайки положителна обратна връзка. Така на изхода на тази каскада се формират високочестотни импулси с честотата на генериране и амплитудата на мрежовото напрежение. За нашия случай е много важно да се обърне внимание на факта, че генерирането в такава верига не винаги се случва, а само при условие, че натоварването на електронния трансформатор е в определени граници, например от 30 до 300 вата. Освен това, тъй като ключовият етап се захранва от импулси от изхода на токоизправителя, високочестотното трептене на генератора се оказва модулирано от импулси с честота 100 Hz.
Така генерираното напрежение със сложна форма се подава към понижаващ трансформатор, на изхода на който имаме напрежение със същата форма, но с големина, подходяща за захранване на халогенни лампи. Тук си струва да се отбележи, че за нажежаемата жичка, която е източникът на светлина в халогенните лампи, формата на захранващото напрежение няма значение. За лампите с нажежаема жичка е важно само ефективното напрежение - т.е. стойност на напрежението, осреднена за определен период от време. Когато характеристиките на електронен трансформатор показват изходно напрежение от 12 волта, тогава говорим за ефективно напрежение. Фигура 3 показва реални осцилограми, заснети на изхода на електронния трансформатор.
Фиг. 3 Осцилограми на изхода на електронен трансформатор, предназначен за захранване на халогенни лампи.
От осцилограмата на фиг. 3а се вижда, че импулсите на изхода на електронния трансформатор следват с честота 55000 Hz, имат много стръмни ръбове и амплитудна стойност 17 волта. От осцилограмата на фиг. 3b можете да видите, че почти 20% от времето напрежението на изхода на електронния трансформатор обикновено е нула (хоризонтални участъци между пикове на напрежение). Какво се случва, ако такова напрежение се приложи например към LED лампа? Всяка LED лампа винаги има собствен драйвер, вграден в нея, за да осигури оптимална работа на светодиодите. Този драйвер ще се опита да изглади пренапреженията на напрежението, но в този случай е невъзможно да се гарантира дългосрочна надеждна работа. Що се отнася до LED лентата, тя обикновено изисква постоянно напрежение, за да я захранва.
Сега нека разгледаме блоковата схема на стабилизирано захранване, използвано заедно с LED оборудване (фиг. 4).
Фиг. 4 Блокова схема на DC захранване със стабилизирано изходно напрежение, предназначено за захранване на LED оборудване.
Първият блок е вече познатият входен токоизправител, който няма разлики от токоизправителя, който обсъдихме по-горе. От неговия изход напрежението (виж Фиг. 2b) се подава към изглаждащия филтър, след което то приема формата, показана от плътната линия на Фиг. 5.
Фиг.5 Форма на вълната на напрежението на изхода на изглаждащия филтър.
Както се вижда от фигурата, на изхода на филтъра почти няма пулсации и формата на напрежението е близка до права линия.
Това напрежение се подава към мощни транзисторни ключове, към изхода на които, както в случая на електронен трансформатор, е свързан понижаващ трансформатор. Разликата е, че работата на клавишите се управлява от специализирана микросхема, която включва главен осцилатор, PWM контролер и различни управляващи вериги.
Механизмът за използване на PWM (импулсна модулация) в захранването е, че чрез промяна на ширината на превключващите импулси, подавани към превключвателите на захранването, можете да промените напрежението на изхода на захранването. Благодарение на това, чрез прилагане на управляващ сигнал от изхода на захранването към входа на PWM контролера, става възможно да се стабилизира изходното напрежение.
Стабилизирането на изходното напрежение се извършва, както следва. Когато изходното напрежение, под въздействието на външни фактори, се увеличи, сигналът за грешка се предава от изхода на захранването към PWM контролера, ширината на импулса намалява и изходното напрежение намалява, връщайки се към нормалното. Когато изходното напрежение намалява, ширината на превключващите импулси се увеличава по подобен начин. Благодарение на тази операция изходното напрежение винаги се поддържа в определения диапазон.
Тъй като режимът на работа на главния осцилатор в тази схема не зависи от външни влияния, а също и благодарение на стабилизационните вериги, изходното напрежение остава постоянно в целия диапазон на допустимата мощност на натоварване, например от 0 до 100 W.
В допълнение, наличието на обратна връзка направи възможно защитата на захранването от повреда. Когато консумацията на енергия е превишена, когато изходното напрежение се повиши над критичното или когато има късо съединение в товара, захранването автоматично се изключва. След отстраняване на причината, задействала защитата, захранването се включва отново.
След понижаващия трансформатор високочестотните многополярни импулси се подават към токоизправител, където се преобразуват в импулси със същата полярност. Изходният филтър изглажда импулсите след коригиране и ги превръща в постоянно напрежение с ниска пулсация.
Благодарение на взетите мерки за стабилизиране и филтриране, нестабилността на постояннотоковото напрежение на изхода на захранването обикновено не надвишава 3% от номиналната стойност, а напрежението на пулсациите е не повече от 0,1 волта.
Друг важен положителен ефект от изходния филтър е значителното намаляване на нивото на електромагнитните смущения, излъчвани от захранването и по-специално смущенията, излъчвани от проводниците, свързани към неговия изход.
заключения
Електронните трансформатори, предназначени за захранване на халогенни лампи, не могат да се използват за захранване на LED оборудване, защото:
1. Стойността от 12 волта, посочена в паспорта на електронния трансформатор, е ефективното (средно) напрежение. В действителност изходното напрежение може да съдържа кратки импулси с амплитуда до 40 волта.
2. Напрежението на изхода на електронния трансформатор е високочестотно и неизправено. Той съдържа импулси с различна полярност, както положителни, така и отрицателни.
3. Изходното ефективно напрежение на електронните трансформатори е нестабилно, зависи от входното напрежение на захранващата мрежа, от мощността на свързания товар, от температурата на околната среда и може да варира от 11-16 волта.
4. Електронният трансформатор не може да работи при ниски натоварвания. Характеристиките му обикновено показват долната и горната граница на допустимата мощност на натоварване, например 30-300 вата.
Първите три точки неизбежно ще доведат до преждевременна повреда на LED оборудването. В някои случаи оборудването може да се повреди при първото включване. Такава повреда няма да бъде покрита от гаранцията.
При подмяна на халогенни лампи с LED лампи в съществуващи системи, в допълнение към първите три точки, е необходимо да се вземе предвид четвъртата. Консумацията на електроенергия на LED лампите е 10 пъти по-малка от тази на халогенните лампи. Ако натоварването е недостатъчно, електронният трансформатор може изобщо да не се включи или периодично да се включва и изключва. Когато сменяте лампите по този начин, във всеки случай се препоръчва да смените източника на захранване.
