Uzmimo za primjer standardni elektronički transformator s oznakom 12V 50W, koji se koristi za napajanje stolne svjetiljke. Shematski dijagram bit će ovakav:
Krug elektroničkog transformatora radi na sljedeći način. Mrežni napon ispravlja se pomoću ispravljačkog mosta na polusinusni napon s dvostrukom frekvencijom. Element D6 tipa DB3 u dokumentaciji se naziva "TRIGGER DIODE", - ovo je dvosmjerni dinistor u kojem polaritet uključivanja nije bitan i ovdje se koristi za pokretanje pretvarača transformatora. Dinistor se aktivira tijekom svakog ciklusa, pokretanje generiranja polumosta. Otvaranje dinistora se može podesiti. To se može učiniti korištenjem na primjer za funkciju spojene svjetiljke. Frekvencija generiranja ovisi o veličini i magnetskoj vodljivosti jezgre povratnog transformatora i parametri tranzistora, obično u rasponu od 30-50 kHz.
Trenutno je započela proizvodnja naprednijih transformatora s IR2161 čipom, koji omogućuje jednostavnost dizajna elektroničkog transformatora i smanjenje broja korištenih komponenti, kao i visoke performanse. Korištenje ovog mikro kruga značajno povećava proizvodnost i pouzdanost elektroničkog transformatora za napajanje halogenih svjetiljki. Shematski dijagram prikazan je na slici.
Značajke elektroničkog transformatora na IR2161:
Inteligentni vozač pola mosta;
Zaštita opterećenja od kratkog spoja s automatskim ponovnim pokretanjem;
Prekostrujna zaštita s automatskim ponovnim pokretanjem;
Promijenite radnu frekvenciju kako biste smanjili elektromagnetske smetnje;
Mikronaponsko pokretanje 150 µA;
Mogućnost korištenja s faznim dimerima s kontrolom vodećih i stražnjih rubova;
Kompenzacija za pomak izlaznog napona produžuje vijek trajanja žarulje;
Meki start, eliminirajući strujno preopterećenje svjetiljki.
Ulazni otpornik R1 (0,25 W) je vrsta osigurača. Tranzistori tipa MJE13003 pritisnuti su na tijelo kroz izolacijsku brtvu s metalnom pločom. Čak i kada rade pod punim opterećenjem, tranzistori se lagano zagrijavaju. Nakon ispravljača mrežnog napona nema kondenzatora koji bi izgladio valovitost, pa je izlazni napon elektroničkog transformatora pri radu pod opterećenjem pravokutna oscilacija od 40 kHz, modulirana valovitošću mrežnog napona od 50 Hz. Transformator T1 (transformator povratne veze) - na feritnom prstenu, namoti spojeni na baze tranzistora sadrže nekoliko zavoja, namot spojen na spojnu točku emitera i kolektora energetskih tranzistora - jedan zavoj jednojezgrenog izolirana žica. U ET se obično koriste tranzistori MJE13003, MJE13005, MJE13007. Izlazni transformator na feritnoj jezgri u obliku slova W.
Da biste koristili elektronički transformator u pulsnom načinu rada, morate spojiti ispravljački most na visokofrekventnim diodama na izlaz (obični KD202, D245 neće raditi) i kondenzator za izravnavanje valova. Na izlazu elektroničkog transformatora ugrađen je diodni most s diodama KD213, KD212 ili KD2999. Ukratko, trebamo diode s niskim padom napona u smjeru naprijed, sposobne dobro raditi na frekvencijama reda desetaka kiloherca.
Elektronički pretvarač transformatora ne radi normalno bez opterećenja, pa se mora koristiti tamo gdje je opterećenje konstantno u struji i troši dovoljno struje za pouzdano pokretanje ET pretvarača. Prilikom rada kruga mora se uzeti u obzir da su elektronički transformatori izvori elektromagnetskih smetnji, stoga se mora ugraditi LC filter kako bi se spriječilo prodiranje smetnji u mrežu i opterećenje.
Osobno sam pomoću elektroničkog transformatora napravio sklopno napajanje za cijevno pojačalo. Također se čini mogućim napajati ih snažnim ULF-ovima klase A ili LED trakama, koje su posebno dizajnirane za izvore s naponom od 12 V i visokom izlaznom strujom. Naravno, takva traka nije spojena izravno, već preko otpornika za ograničavanje struje ili ispravljanjem izlazne snage elektroničkog transformatora.
Raspravite o članku DIJAGRAM ELEKTRONIČKOG TRANSFORMATORA ZA HALOGENE ŽARULJE
Uređaj ima prilično jednostavan krug. Jednostavan autooscilator push-pull, koji je izrađen pomoću kruga polumosta, radna frekvencija je oko 30 kHz, ali ovaj pokazatelj snažno ovisi o izlaznom opterećenju.
Krug takvog napajanja je vrlo nestabilan, nema nikakvu zaštitu od kratkih spojeva na izlazu transformatora, možda upravo zbog toga, krug još nije našao široku upotrebu u amaterskim radio krugovima. Iako je nedavno došlo do promocije ove teme na raznim forumima. Ljudi nude razne mogućnosti za modificiranje takvih transformatora. Danas ću pokušati kombinirati sva ova poboljšanja u jednom članku i ponuditi opcije ne samo za poboljšanja, već i za jačanje ET-a.
Nećemo ulaziti u osnove rada kruga, ali prijeđimo odmah na posao.
Pokušat ćemo doraditi i povećati snagu kineskog električnog vozila Taschibra za 105 vata.
Za početak želim objasniti zašto sam odlučio preuzeti napajanje i preinaku takvih transformatora. Činjenica je da me nedavno susjed zamolio da mu napravim punjač za auto akumulator po mjeri koji bi bio kompaktan i lagan. Nisam ga htio sastaviti, ali kasnije sam naišao na zanimljive članke koji su govorili o prepravljanju elektroničkog transformatora. To mi je dalo ideju - zašto ne probati?
Tako je kupljeno nekoliko ET-a od 50 do 150 W, ali eksperimenti s pretvorbom nisu uvijek uspješno završeni; od svih je preživio samo ET od 105 W. Nedostatak takvog bloka je taj što njegov transformator nema prstenasti oblik, pa je nezgodno odmotati ili premotati zavoje. Ali nije bilo drugog izbora i ovaj blok je morao biti ponovno napravljen.
Kao što znamo, ove jedinice se ne uključuju bez opterećenja; to nije uvijek prednost. Planiram nabaviti pouzdani uređaj koji se može slobodno koristiti u bilo koju svrhu bez straha da bi napajanje moglo pregorjeti ili otkazati tijekom kratkog spoja.
Poboljšanje br. 1
Bit ideje je dodati zaštitu od kratkog spoja i također eliminirati gore navedeni nedostatak (aktivacija sklopa bez izlaznog opterećenja ili s opterećenjem male snage).
Gledajući samu jedinicu, možemo vidjeti najjednostavniji UPS krug; rekao bih da proizvođač nije u potpunosti razvio krug. Kao što znamo, ako kratko spojite sekundarni namot transformatora, krug će otkazati za manje od jedne sekunde. Struja u krugu se naglo povećava, prekidači odmah otkazuju, a ponekad čak i osnovni graničnici. Stoga će popravak kruga koštati više od cijene (cijena takvog ET-a je oko 2,5 USD).
Transformator s povratnom spregom sastoji se od tri odvojena namota. Dva od ovih namota napajaju krugove osnovne sklopke.
Najprije uklonite komunikacijski namot na OS transformatoru i postavite kratkospojnik. Ovaj je namot spojen u seriju s primarnim namotom impulsnog transformatora.
Zatim namotamo samo 2 zavoja na transformatoru snage i jedan zavoj na prstenu (OS transformator). Za namatanje možete koristiti žicu promjera 0,4-0,8 mm.
Zatim trebate odabrati otpornik za OS, u mom slučaju to je 6,2 ohma, ali otpornik se može odabrati s otporom od 3-12 ohma, što je veći otpor ovog otpornika, niža je zaštita od kratkog spoja Trenutno. U mom slučaju, otpornik je žičani, što ne preporučujem. Odaberemo snagu ovog otpornika od 3-5 vata (možete koristiti od 1 do 10 vata).
Tijekom kratkog spoja na izlaznom namotu impulsnog transformatora, struja u sekundarnom namotu pada (u standardnim ET krugovima, tijekom kratkog spoja, struja se povećava, onesposobljavajući sklopke). To dovodi do smanjenja struje na OS namotu. Dakle, generacija prestaje i sami ključevi su zaključani.
Jedina mana ovog rješenja je da u slučaju dugotrajnog kratkog spoja na izlazu dolazi do kvara sklopa jer se sklopke dosta jako zagrijavaju. Nemojte izlagati izlazni namot kratkom spoju koji traje dulje od 5-8 sekundi.
Krug će se sada pokrenuti bez opterećenja; jednom riječju, imamo punopravni UPS sa zaštitom od kratkog spoja.
Poboljšanje br. 2
Sada ćemo pokušati donekle izgladiti mrežni napon iz ispravljača. Za to ćemo koristiti prigušnice i kondenzator za izglađivanje. U mom slučaju korišten je gotov induktor s dva neovisna namota. Ovaj induktor je uklonjen iz UPS-a DVD playera, iako se mogu koristiti i domaći induktori.
Nakon mosta treba spojiti elektrolit kapaciteta 200 μF s naponom od najmanje 400 Volti. Kapacitet kondenzatora odabire se na temelju snage napajanja 1 μF po 1 watu snage. Ali kao što se sjećate, naše napajanje je dizajnirano za 105 W, zašto se kondenzator koristi na 200 μF? To ćete vrlo brzo shvatiti.
Poboljšanje br. 3
Sada o glavnoj stvari - povećanje snage elektroničkog transformatora i je li stvarno? Zapravo, postoji samo jedan pouzdan način da ga uključite bez puno modifikacija.
Za napajanje je prikladno koristiti ET s prstenastim transformatorom, jer će biti potrebno premotati sekundarni namot, zbog toga ćemo zamijeniti naš transformator.
Mrežni namot rastegnut je preko cijelog prstena i sadrži 90 zavoja žice 0,5-0,65 mm. Namotaj je namotan na dva presavijena feritna prstena, koji su uklonjeni iz ET-a snage 150 vata. Sekundarni namot se namotava prema potrebama, u našem slučaju dizajniran je za 12 volti.
Planirano je povećanje snage na 200 vata. Zato je bio potreban elektrolit s rezervom, koji je gore spomenut.
Zamjenjujemo kondenzatore polumosta s 0,5 μF, u standardnom krugu imaju kapacitet od 0,22 μF. Bipolarni ključevi MJE13007 zamijenjeni su s MJE13009.
Energetski namot transformatora sastoji se od 8 zavoja, namotavanje je izvedeno s 5 žica žice promjera 0,7 mm, tako da u primaru imamo žicu ukupnog presjeka 3,5 mm.
Samo naprijed. Prije i iza prigušnica postavljamo filmske kondenzatore kapaciteta 0,22-0,47 μF s naponom od najmanje 400 volti (koristio sam upravo one kondenzatore koji su bili na ET ploči i koje je trebalo zamijeniti da bi se povećala snaga).
Zatim zamijenite diodni ispravljač. U standardnim krugovima koriste se konvencionalne ispravljačke diode serije 1N4007. Struja dioda je 1 amper, naš krug troši dosta struje, pa diode treba zamijeniti jačima kako bi se izbjegle neugodne posljedice nakon prvog uključivanja kruga. Možete koristiti doslovno sve ispravljačke diode s strujom od 1,5-2 A, obrnutim naponom od najmanje 400 Volti.
Sve komponente osim generatorske ploče montirane su na matičnu ploču. Ključevi su bili pričvršćeni za hladnjak kroz izolacijske brtve.
Nastavljamo našu modifikaciju elektroničkog transformatora, dodajući ispravljač i filtar u krug.
Prigušnice su namotane na prstenove od željeznog praha (uklonjene iz jedinice za napajanje računala) i sastoje se od 5-8 zavoja. Prikladno ga je namotati pomoću 5 niti žice promjera 0,4-0,6 mm svaki.
Odaberemo kondenzator za izglađivanje s naponom od 25-35 volti, a kao ispravljač koristi se jedna snažna Schottky dioda (diodni sklopovi iz napajanja računala). Možete koristiti bilo koje brze diode sa strujom od 15-20 A.
Halogene svjetiljke se svakim danom sve češće koriste u ukrašavanju raznih trgovačkih centara i izloga. Svijetle boje i bogatstvo prikaza slike čine ih sve popularnijima. Njihov radni vijek je mnogo duži od vijeka trajanja konvencionalnih svjetiljki. Istodobno, mogu dugo raditi bez isključivanja. Halogene žarulje koriste žarne niti, ali je proces žarenja drugačiji u usporedbi sa žaruljama sa žarnom niti zbog punjenja cilindra posebnim sastavom. Takve žarulje se koriste u raznim svjetiljkama, lusterima, kuhinjskom namještaju i dolaze u 220 i 12 volti. Napajanje za halogene žarulje s naponom od 12 volti je neophodno jer ako se spoje izravno na električnu mrežu dolazi do kratkog spoja.
Tehnički podaci
Napon halogenih svjetiljki nije samo 220 i 12 volti. U prodaji možete pronaći žarulje od 24, pa čak i 6 volti. Snaga također može biti različita - 5, 10, 20 vata. Halogene žarulje od 220 V spojene su izravno na mrežu. Oni koji rade na 12 V zahtijevaju posebne uređaje koji pretvaraju struju iz mreže u 12 volti - takozvane transformatore ili posebna napajanja.
Halogeni od dvanaest volti rade vrlo dobro. Ranije, 90-ih godina, korišten je veliki transformator od 50 Hz, koji je osiguravao rad samo jedne halogene žarulje. Moderna rasvjeta koristi pulsirajuće visokofrekventne pretvarače. Vrlo su male veličine, ali mogu povući 2 - 3 svjetiljke u isto vrijeme.
Na modernom tržištu postoje i skupi i jeftini izvori napajanja. U postotku skupih proda se oko 5%, a jeftinijih znatno više. Iako, u načelu, visoka cijena nije jamstvo pouzdanosti. Cool pretvarači, nažalost, ne koriste visokokvalitetne dijelove, već samo pametne sklopove "zvona i zviždaljke" koji pridonose normalnom radu napajanja, barem tijekom jamstvenog roka. Čim se potroši, uređaj pregori.
Klasifikacija
Transformatori su elektromagnetski i elektronički (impulsni). Elektromagnetski su pristupačni, pouzdani i po želji se mogu napraviti vlastitim rukama. Imaju i svoje nedostatke - pristojnu težinu, velike ukupne dimenzije, povećanu temperaturu tijekom dugotrajnog rada. A padovi napona značajno skraćuju vijek trajanja halogenih žarulja.
Elektronički transformatori teže mnogo manje, imaju stabilan izlazni napon, ne zagrijavaju se puno, mogu imati zaštitu od kratkog spoja i mekog starta, što povećava vijek trajanja svjetiljke.
Transformatori za halogene žarulje
Analiza će se provesti na primjeru napajanja tvrtke Feron German Technology. Izlaz ovog transformatora nije manji od 5 ampera. Za tako malu kutiju vrijednost je nevjerojatna. Kućište je izrađeno hermetički zatvoreno, bez ikakve ventilacije. To je vjerojatno razlog zašto se neke kopije takvih napajanja tope od visokih temperatura.
Krug pretvarača u prvoj verziji je vrlo jednostavan. Skup svih detalja je toliko minimalan da je malo vjerojatno da se iz njega može nešto izbaciti. Prilikom nabrajanja vidimo:
- diodni most;
- RC krug s dinistorom za pokretanje generatora;
- generator sastavljen na krugu polumosta;
- transformator koji smanjuje ulazni napon;
- otpornik niskog otpora koji služi kao osigurač.
S velikim padom napona, takav pretvarač će "umrijeti" 100%, preuzimajući cijeli "udarac" na sebe. Sve je napravljeno od prilično jeftinog kompleta dijelova. Jedino nema zamjerki na transformatore, jer su napravljeni da traju.
Druga opcija izgleda vrlo slabo i nedovršeno. Otpornici R5 i R6 umetnuti su u krugove emitera da ograniče struju. U isto vrijeme, blokiranje tranzistora u slučaju naglog povećanja struje uopće nije zamišljeno (jednostavno ne postoji!). Električni krug (na dijagramu je crveno na dijagramu) izaziva sumnje.
Njemačka tehnološka tvrtka Feron proizvodi halogene žarulje snage do 60 vata. Izlazna struja napajanja je 5 ampera. Ovo je malo za takvu žarulju.
Prilikom skidanja poklopca obratite posebnu pozornost na dimenzije radijatora. Za izlaz od 5 ampera oni su vrlo mali.
Proračun snage transformatora za svjetiljke i dijagram spajanja
Danas se prodaju različiti transformatori, tako da postoje određena pravila za odabir potrebne snage. Ne biste trebali uzeti transformator koji je previše snažan. Radit će praktički u praznom hodu. Nedostatak struje dovest će do pregrijavanja i daljnjeg kvara uređaja.
Snagu transformatora možete izračunati sami. Problem je više matematički i unutar je mogućnosti svakog električara početnika. Na primjer, potrebno je ugraditi 8 halogenih reflektora napona 12 V i snage 20 vata. Ukupna snaga bit će 160 vata. Uzimamo približno 10% marže i kupujemo snagu od 200 vata.
Shema br. 1 izgleda otprilike ovako: na liniji 220 postoji prekidač s jednom tipkom, s narančastom i plavom žicom spojenom na ulaz transformatora (primarni terminali).
Na liniji od 12 volti sve su svjetiljke spojene na transformator (na sekundarne stezaljke). Spojne bakrene žice moraju imati isti presjek, inače će svjetlina žarulja biti drugačija.
Još jedan uvjet: žica koja povezuje transformator s halogenim svjetiljkama mora biti duga najmanje 1,5 metara, po mogućnosti 3. Ako je učinite prekratkom, počet će se zagrijavati i svjetlina svjetiljki će se smanjiti.
Shema broj 2 - za spajanje halogenih svjetiljki. Ovdje možete učiniti stvari drugačije. Razbijte, na primjer, šest lampi na dva dijela. Za svaki instalirajte silazni transformator. Točnost ovog izbora je zbog činjenice da ako se jedan od izvora napajanja pokvari, drugi dio svjetiljki će i dalje raditi. Snaga jedne grupe je 105 vata. Uz mali sigurnosni faktor, smatramo da morate kupiti dva transformatora od 150 W.
Savjet! Svaki silazni transformator napajajte vlastitim žicama i spojite ih u razvodnu kutiju. Ostavite priključne točke slobodno dostupne.
Modifikacija napajanja "uradi sam".
Za rad halogenih svjetiljki počeli su se koristiti izvori impulsne struje s visokofrekventnom pretvorbom napona. Tijekom kućne proizvodnje i postavljanja skupi tranzistori često izgore. Budući da napon napajanja u primarnim krugovima doseže 300 volti, na izolaciju se postavljaju vrlo visoki zahtjevi. Sve ove poteškoće mogu se potpuno izbjeći korištenjem gotovog elektroničkog transformatora. Koristi se za napajanje halogenih pozadinskih svjetala od 12 volti (u trgovinama), koja se napajaju iz standardne električne utičnice.
Postoji određeno mišljenje da je nabavka domaćeg prekidačkog napajanja jednostavna stvar. Možete dodati samo ispravljački most, kondenzator za izglađivanje i stabilizator napona. U stvarnosti je sve mnogo kompliciranije. Ako spojite LED na ispravljač, tada se može otkriti samo jedno paljenje kada je uključeno. Ako isključite i ponovno uključite pretvarač, pojavit će se još jedan bljesak. Da bi se pojavio stalni sjaj, potrebno je spojiti dodatno opterećenje na ispravljač, koji bi ga, oduzimajući korisnu snagu, pretvorio u toplinu.
Jedna od mogućnosti za samostalnu proizvodnju prekidačkog napajanja
Opisano napajanje može se izvesti iz elektroničkog transformatora snage 105 W. U praksi ovaj transformator nalikuje kompaktnom pretvaraču impulsnog napona. Za montažu će vam dodatno trebati odgovarajući transformator T1, mrežni filtar, ispravljački most VD1-VD4 i izlazna prigušnica L2.
Bipolarni krug napajanja Takav uređaj dugo radi stabilno s niskofrekventnim pojačalom snage 2x20 vata. Pri 220 V i struji od 0,1 A, izlazni napon će biti 25 V; kada se struja poveća na 2 ampera, napon pada na 20 volti, što se smatra normalnim radom.
Struja, zaobilazeći sklopku i osigurače FU1 i FU2, ide na filtar koji štiti krug od smetnji iz pretvarača impulsa. Sredina kondenzatora C1 i C2 spojena je na zaštitno kućište izvora napajanja. Zatim se struja dovodi na ulaz U1, odakle se sniženi napon dovodi s izlaznih stezaljki na prilagodni transformator T1. Izmjenični napon iz drugog (sekundarni namot) ispravlja diodni most i izglađuje filtar L2C4C5.
Samostalna montaža
Transformator T1 se proizvodi samostalno. Broj zavoja na sekundarnom namotu utječe na izlazni napon. Sam transformator izrađen je na prstenastoj magnetskoj jezgri K30x18x7 od ferita M2000NM. Primarni namot sastoji se od žice PEV-2 promjera 0,8 mm, presavijene na pola. Sekundarni namot sastoji se od 22 zavoja žice PEV-2, presavijene na pola. Spajanjem kraja prvog polunamota s početkom drugog dobivamo središte sekundarnog namota. Također sami izrađujemo gas. Namotan je na istom feritnom prstenu, oba namota sadrže 20 zavoja.
Ispravljačke diode nalaze se na radijatoru površine najmanje 50 cm2. Imajte na umu da su diode čije su anode spojene na negativni izlaz izolirane od hladnjaka pomoću odstojnika od tinjca.
Kondenzatori za izravnavanje C4 i C5 sastoje se od tri K50-46 spojena paralelno s kapacitetom od 2200 μF svaki. Ova metoda se koristi za smanjenje ukupnog induktiviteta elektrolitskih kondenzatora.
Bilo bi bolje instalirati prenaponski filtar na ulazu napajanja, ali moguće je raditi i bez njega. Za prigušnicu mrežnog filtra možete koristiti DF od 50 Hz.
Svi dijelovi napajanja montirani su na ploču od izolacijskog materijala. Dobivena struktura se stavlja u zaštitno kućište od tankog mjedenog lima ili pokositrenog lima. Ne zaboravite izbušiti rupe u njemu za ventilaciju zraka.
Ispravno sastavljeno napajanje ne zahtijeva podešavanje i odmah počinje raditi. Ali za svaki slučaj, možete provjeriti njegovu izvedbu spajanjem otpornika s otporom od 240 Ohma i snagom disipacije od 3 W na izlaz.
Step-down transformatori za halogene žarulje generiraju vrlo veliku količinu topline tijekom rada. Stoga je potrebno ispuniti nekoliko zahtjeva:
- Ne spajajte napajanje bez opterećenja.
- Postavite jedinicu na nezapaljivu površinu.
- Udaljenost od bloka do žarulje je najmanje 20 centimetara.
- Za bolju ventilaciju transformator postavite u nišu s volumenom od najmanje 15 litara.
Napajanje je potrebno za halogene žarulje koje rade na 12 volti. To je vrsta transformatora koji spušta ulaznih 220 V na potrebne vrijednosti.
Halogena žarulja jedna je od vrsta žarulja sa žarnom niti, s jedinom razlikom od jednostavne žarulje u tome što se parovi halogena broma i joda pumpaju u cilindar potonje. Ova vrsta žarulja proizvodi se i za izravni priključak na električnu mrežu od 220 V i za niskonaponske, koje se uključuju preko transformatora s niskim stupnjem.
Kada koristite niskonaponske halogene žarulje s radnim naponom od 12 V, za njihovo uključivanje morate koristiti silazni transformator, čiji je primarni napon jednak naponu mreže (220/127 V), a sekundarni napon je jednak radnom naponu žarulje.
Transformatori su dostupni s izlaznim naponom: 6/12/24 V, to su:
- Namoti (elektromagnetski) - koji se temelje na principu rada magnetskog polja između električnih namota transformatora;
- Elektronički – rad se temelji na korištenju elektroničkih uređaja.
Prednosti elektromagnetskih uređaja:
- Pouzdanost;
- Sposobnost izdržati strujne udare.
Nedostaci elektromagnetskih uređaja:
- Značajna težina i ukupne dimenzije;
- Povećana razina buke tijekom rada;
- Kada se u opskrbnoj mreži pojave udari napona, udari napona su izravno proporcionalni sekundarnom naponu, što dovodi do pulsiranja svjetlosnog toka izvora svjetlosti.
Elektronički transformatori za halogene svjetiljke imaju niz prednosti u odnosu na namotne, i to:
- Manje ukupne dimenzije i težina uređaja;
- Visoka učinkovitost, koja iznosi 95 - 99%, dok su namotani 75 - 80%;
- Najzaštićeniji od struja kratkog spoja;
- Tijekom rada stvaraju manje buke;
- Način mirovanja je stabilniji;
- Zahvaljujući zaštiti od preopterećenja, kontroli temperature i mekom startu halogenih svjetiljki, mogu produžiti vijek trajanja potonjih.
Krug elektroničkog transformatora za halogene žarulje od 12 V
Dijagram strujnog kruga elektroničkog transformatora za halogene žaruljeNajjednostavnija inačica elektroničkog uređaja, koja se široko koristi u praksi, je uređaj s polumostnim spojnim krugom i pozitivnom povratnom strujom (dijagram je prikazan u nastavku).
Rad transformatora sastavljenog prema ovoj shemi provodi se na sljedeći način:
- Kada se napon primijeni na ulaz uređaja, kondenzatori C3 i C4 se pune;
- U odjeljku “R5 – C2 – VS1” generira se impuls koji služi za pokretanje halogene žarulje;
- Na kondenzatoru C2 dolazi do naboja i kada se postigne napon dovoljan za prag otvaranja dinistora, potonji se otvara, nakon čega se napon dovodi u bazu tranzistora VT2;
- Tranzistor VT2 se otvara i električna struja se dovodi u krug uređaja (odjeljak: kondenzatori C3 i C4 - primarni namot T2 - namot III - tranzistor VT2 - diodni most VD1);
- Na namotu II pojavljuje se napon, koji drži tranzistor VT2 otvorenim;
- Istodobno, obrnuti napon se dovodi na tranzistor VT1 iz namota I (namoti transformatora su uključeni u antifazi);
- Struja koja prolazi kroz namot III dovodi do zasićenja transformatora, nakon čega se napon na namotima I i II smanjuje na nulte vrijednosti;
- Tranzistor VT2 se zatvara, transformator T1 izlazi iz zasićenja;
- Na namotima I i II raste napon;
- Tranzistor VT1 se otvara, električna struja se dovodi u krug uređaja (odjeljak: diodni most VD1 - namot III - primarni namot transformatora T2 - kondenzatori C3 i C4);
- Proces se ponavlja, au potrošačkom vodu (opterećenju) nastaje drugi poluval napona.
Prisutnost diode VD4 u krugu omogućuje održavanje kondenzatora C2 u ispražnjenom stanju.
Nakon završetka poluperioda ispravljenog mrežnog napona proces proizvodnje prestaje. Na početku sljedećeg poluciklusa, generacija počinje ponovno.
Prednost elektroničkog transformatora za napajanje halogenih žarulja je u tome što se ovaj elektronički uređaj neće pokrenuti ako nema opterećenja (halogene žarulje).
Postoji velik broj različitih elektroničkih transformatorskih sklopova za napajanje halogenih žarulja, koji se razlikuju po snazi spojenih žarulja, izlaznom naponu, konfiguraciji te dodatnim poboljšanjima i zaštitama.
Odabir transformatora za halogene žarulje
Prilikom odabira transformatora za napajanje halogenih svjetiljki potrebno je uzeti u obzir sljedeće parametre uređaja:
- Nazivna snaga;
- Izlazni napon.
Snaga određuje broj žarulja (rasvjetnih tijela) koje se mogu spojiti na određeni elektronički uređaj.
Važan čimbenik pri odabiru transformatora su njegove geometrijske dimenzije, jer ovisno o dizajnu i dizajnu, modeli mogu uvelike varirati.Cijena uređaja također je važan čimbenik pri odabiru ove opreme. Što je veća snaga, to je veći trošak. Na cijenu također utječu zemlja i proizvođač.
Takve elektroničke uređaje proizvode strane i domaće tvrtke. U našoj zemlji najzastupljeniji uređaji su sljedećih tvrtki: Osram, VS, Comtech, Tashibra i Delux.
Proračun snage transformatora
Za određivanje snage potrebnog transformatora potrebno je odrediti:
- Snaga jedne svjetiljke (svjetiljke);
- Broj svjetiljki (rasvjetnih tijela);
- Dijagram spajanja svjetiljki.
Izračun mora započeti razvojem dijagrama napajanja za određenu sobu. Da biste to učinili, nacrtajte plan koji označava broj i snagu svjetiljki. Snaga se zbraja i dobivena vrijednost se množi s K = 1,1 (faktor sigurnosti), čime se izbjegava preopterećenje odabranog uređaja. Dobivena vrijednost je vrijednost koju treba koristiti pri odabiru uređaja.
S velikim brojem svjetiljki, kao i za stvaranje pouzdanosti sustava rasvjete, svjetiljke se mogu podijeliti u skupine. Ovakvim dizajnom sustava rasvjete smanjuje se snaga svakog pojedinog transformatora.
Transformatori za halogene žarulje dostupni su u snagama: 60/70/105/150/210/250/400 W.
Spajanje uređaja na strujni krug za halogene žarulje
Na svakom tvornički proizvedenom elektroničkom uređaju navedena su njegova tehnička svojstva, grafička oznaka i vrsta žarulja za koje se uređaj koristi.
Transformator ima stezaljke na "ulazu" i "izlazu" uređaja, s označenim neutralnim i faznim vodovima.
Osnovni zahtjevi za povezivanje:
- Halogene žarulje spojene su paralelno s izlazom transformatora;
- Udaljenost od transformatora do opterećenja ne smije biti veća od 3 metra;
- Mora se uzeti u obzir da se tijekom rada transformator zagrijava, što može negativno utjecati na drugu opremu montiranu u blizini.
Povezivanje izvora svjetlosti (svjetiljki) može se izvršiti na sljedeće načine:
Zahtjevi za instalaciju
- Površina na koju se postavlja uređaj mora biti otporna na toplinu i nezapaljiva.
- Udaljenost od uređaja do najbliže žarulje mora biti najmanje 20 cm;
- Niša (instalacijska jedinica) mora imati volumen od najmanje 10,0 litara, što će osigurati potrebnu ventilaciju uređaja.
Kako provjeriti ispravnost
Budući da se elektronički transformator sastoji od određenog skupa elektroničkih komponenti, rad uređaja u cjelini, u odsutnosti izgaranja priključenih izvora svjetlosti i ispravnost strujnog kruga napajanja, može provjeriti svatko tko ima osnovno znanje iz polje elektronike.
Za provjeru funkcionalnosti trebat će vam multimetar s funkcijama provjere izravnog i izmjeničnog napona, otpora i s "kontinuitetom" načina rada električnog kruga.
Za točniju provjeru elektroničkih komponenti preporuča se odlemiti ih s tiskane ploče. Provjereno:
- Diode.
Multimetar u načinu biranja. Crvena sonda je na plusu, crna sonda na minusu - kada dioda ispravno radi, proizvodi se karakterističan zvuk. Kada se sonde primjenjuju u suprotnom smjeru, ništa se ne bi trebalo dogoditi, inače je došlo do kvara diode.
- Tranzistori.
Za provjeru je potrebno “zazvoniti” prijelaze baza-emiter i baza-kolektor kako bi se provjerila njihova propusnost u jednom iu drugom smjeru.
- Namotaj transformatora.
Provjerava se cjelovitost namota i odsutnost kratkih spojeva između zavoja.
- Kondenzatori.
Za provjeru upotrijebite multimetar za postavljanje otpora na 2000 kOhm. Pozitivna sonda uređaja primjenjuje se na minus kondenzatora, negativna na plus. Zaslon uređaja trebao bi prikazivati brojeve koji rastu gotovo do postavljene granice mjerenja (2000 kOhm). Zatim bi se trebao pojaviti broj "1", što označava beskonačni otpor. To ukazuje na ispravnost kondenzatora i njegovu sposobnost akumuliranja naboja.
Prilikom odabira opreme za LED pozadinsko osvjetljenje ili LED rasvjetu neizbježno se nameće zadatak odabira napajanja za sustav. Stručnjaci za LED opremu uvijek predlažu korištenje specijaliziranih izvora napajanja. Osoba koja se prvi put susreće s ovom opremom, u pravilu, ima potpuno prirodno pitanje - zašto se elektronički transformator ne može koristiti za halogene svjetiljke? On, uz istu snagu, ima manju veličinu, nižu cijenu, a izlazni napon mu je također 12 volti. Oni koji samo žele dobiti odgovor na ovo pitanje bez ulaženja u detalje mogu odmah preći na zaključke na kraju članka.
Za one koji žele detaljnije razumjeti problem, malo teorije.
Za početak, želio bih napomenuti da su gotovo svi moderni izvori napajanja impulsni pretvarači. Njihova temeljna razlika od prethodno korištenih analognih (ili linearnih) izvora napajanja je u tome što se pretvorba napona u njima ne provodi na frekvenciji mrežnog napajanja (50 Hz), već na mnogo višoj frekvenciji (obično u rasponu od 30 000- 50000 Hz). Zahvaljujući prijelazu na takve frekvencije, bilo je moguće značajno smanjiti veličinu i težinu napajanja, kao i značajno povećati njihovu učinkovitost, koja u modernim modelima doseže 95%.
Da bismo razumjeli razliku između potpunog napajanja i elektroničkog transformatora, pogledajmo njihovu unutarnju strukturu.
Razmotrimo blok dijagram konvencionalnog elektroničkog transformatora za napajanje halogenih žarulja (slika 1).
Slika 1. Blok dijagram elektroničkog transformatora dizajniranog za napajanje halogenih žarulja.
Na ulazni ispravljač, koji je obično diodni most, dovodi se izmjenična struja frekvencije 50 Hz i napona 220 V (slika 2a). Na izlazu ispravljača (slika 2b) dobivamo naponske impulse istog polariteta i dvostruke frekvencije - 100 Hz.
Slika 2 Valni oblici napona na ulazu (a) i izlazu (b) ispravljača.
Zatim se ovaj napon dovodi u kaskadu sastavljenu od ključnih tranzistora, koji se stavljaju u način generiranja pomoću pozitivne povratne sprege. Tako se na izlazu ove kaskade formiraju visokofrekventni impulsi s frekvencijom generiranja i amplitudom mrežnog napona. Vrlo je važno za naš slučaj obratiti pozornost na činjenicu da se generacija u takvom krugu ne događa uvijek, već samo pod uvjetom da je opterećenje elektroničkog transformatora unutar određenih granica, na primjer, od 30 do 300 W. Osim toga, budući da se ključni stupanj napaja impulsima s izlaza ispravljača, ispada da je visokofrekventna oscilacija generatora modulirana impulsima s frekvencijom od 100 Hz.
Tako generirani napon složenog oblika dovodi se u silazni transformator na čijem izlazu imamo napon istog oblika, ali veličine prikladne za napajanje halogenih žarulja. Ovdje je vrijedno napomenuti da za žarnu nit, koja je izvor svjetlosti u halogenim žaruljama, oblik napona napajanja nije bitan. Za žarulje sa žarnom niti važan je samo efektivni napon - tj. prosječna vrijednost napona u određenom vremenskom razdoblju. Kada karakteristike elektroničkog transformatora pokazuju izlazni napon od 12 volti, tada govorimo o efektivnom naponu. Slika 3 prikazuje stvarne oscilograme snimljene na izlazu elektroničkog transformatora.
Slika 3. Oscilogrami na izlazu elektroničkog transformatora namijenjenog za napajanje halogenih žarulja.
Iz oscilograma na slici 3a vidljivo je da impulsi na izlazu elektroničkog transformatora slijede frekvencijom od 55000 Hz, imaju vrlo strme rubove i vrijednost amplitude od 17 volti. Iz oscilograma na slici 3b možete vidjeti da je gotovo 20% vremena napon na izlazu elektroničkog transformatora općenito nula (horizontalni dijelovi između naponskih udara). Što se događa ako se takav napon dovede, primjerice, na LED svjetiljku? Svaka LED svjetiljka uvijek ima ugrađen vlastiti pokretački program koji osigurava optimalan rad LED dioda. Ovaj upravljački program pokušat će izgladiti skokove napona, ali u ovom slučaju nemoguće je jamčiti dugotrajan pouzdan rad. Što se tiče LED trake, općenito je potreban konstantan napon za napajanje.
Sada pogledajmo blok dijagram stabiliziranog napajanja koji se koristi u kombinaciji s LED opremom (slika 4).
Slika 4. Blok dijagram istosmjernog napajanja sa stabiliziranim izlaznim naponom, dizajniran za napajanje LED opreme.
Prvi blok je već poznati ulazni ispravljač, koji se ne razlikuje od ispravljača o kojem smo gore govorili. Iz njegovog izlaza, napon (vidi sliku 2b) se dovodi u filtar za izravnavanje, nakon čega poprima oblik prikazan punom linijom na slici 5.
Slika 5 Valni oblik napona na izlazu filtra za izravnavanje.
Kao što se može vidjeti sa slike, na izlazu filtra gotovo da nema valovitosti, a oblik napona je blizak ravnoj liniji.
Ovaj napon se napaja na sklopke tranzistora snage, na čiji je izlaz, kao u slučaju elektroničkog transformatora, spojen transformator za smanjenje. Razlika je u tome što rad tipki kontrolira specijalizirani mikro krug, koji uključuje glavni oscilator, PWM kontroler i razne upravljačke krugove.
Mehanizam za korištenje PWM-a (modulacija širine impulsa) u napajanju je da promjenom širine sklopnih impulsa koji se dovode na prekidače napajanja, možete promijeniti napon na izlazu napajanja. Zahvaljujući tome, primjenom upravljačkog signala s izlaza napajanja na ulaz PWM kontrolera, postaje moguće stabilizirati izlazni napon.
Stabilizacija izlaznog napona provodi se na sljedeći način. Kada se izlazni napon, pod utjecajem vanjskih čimbenika, povećava, signal pogreške se prenosi s izlaza napajanja na PWM kontroler, širina impulsa se smanjuje, a izlazni napon se smanjuje, vraćajući se u normalu. Kada se izlazni napon smanjuje, širina sklopnih impulsa se povećava na sličan način. Zahvaljujući ovoj operaciji, izlazni napon se uvijek održava unutar navedenog raspona.
Budući da način rada glavnog oscilatora u ovom krugu ne ovisi o vanjskim utjecajima, a također zahvaljujući stabilizacijskim krugovima, izlazni napon ostaje konstantan u cijelom rasponu dopuštene snage opterećenja, na primjer, od 0 do 100 W.
Osim toga, prisutnost povratne informacije omogućila je zaštitu napajanja od kvara. Kada je potrošnja energije prekoračena, kada izlazni napon poraste iznad kritičnog ili kada postoji kratki spoj u opterećenju, napajanje se automatski isključuje. Nakon uklanjanja razloga koji je aktivirao zaštitu, napajanje se ponovno pokreće.
Nakon silaznog transformatora, visokofrekventni višepolarni impulsi dovode se u ispravljač, gdje se pretvaraju u impulse istog polariteta. Izlazni filtar izglađuje impulse nakon ispravljanja i pretvara ih u istosmjerni napon s niskim valovima.
Zahvaljujući razmatranim mjerama stabilizacije i filtriranja, nestabilnost istosmjernog napona na izlazu napajanja obično ne prelazi 3% nominalne vrijednosti, a valovitost napona nije veća od 0,1 volta.
Drugi važan pozitivan učinak izlaznog filtra je značajno smanjenje razine elektromagnetskih smetnji koje emitira napajanje, a posebno smetnji koje emitiraju žice spojene na njegov izlaz.
zaključke
Elektronički transformatori dizajnirani za napajanje halogenih žarulja ne mogu se koristiti za napajanje LED opreme jer:
1. Vrijednost od 12 volti navedena u putovnici elektroničkog transformatora je efektivni (prosječni) napon. U stvarnosti, izlazni napon može sadržavati kratke impulse amplitude do 40 volti.
2. Napon na izlazu elektroničkog transformatora je visokofrekventni i neispravljeni. Sadrži impulse različitih polariteta, pozitivne i negativne.
3. Izlazni efektivni napon elektroničkih transformatora je nestabilan, ovisi o ulaznom naponu opskrbne mreže, o snazi priključenog opterećenja, o temperaturi okoline i može se kretati od 11-16 volti.
4. Elektronički transformator ne može raditi pri malim opterećenjima. Njegove karakteristike obično označavaju donju i gornju granicu dopuštene snage opterećenja, na primjer 30-300 vata.
Prve tri točke neizbježno će dovesti do preranog kvara LED opreme. U nekim slučajevima oprema može pokvariti prvi put kada se uključi. Takav kvar neće biti pokriven jamstvom.
Kod zamjene halogenih žarulja LED žaruljama u postojećim sustavima, osim prve tri točke, potrebno je voditi računa i o četvrtoj. Potrošnja energije LED žarulja je 10 puta manja od potrošnje halogenih žarulja. Ako je opterećenje nedovoljno, elektronički transformator se možda uopće neće uključiti ili će se povremeno uključiti i isključiti. Prilikom zamjene lampi na ovaj način, u svakom slučaju preporuča se zamijeniti izvor napajanja.
