Как сделать блок питания из электронного трансформатора

Подключение галогенных ламп через трансформатор

Технология подключения зависит от места расположения ламп, стадии ремонта и проекта. Принципиальные схемы подключения трансформатора к галогенным источникам света разделяются на следующие виды:

• одноклавишная цепь питания ламп, использующая один импульсный блок;
• одноклавишная разветвленная цепь питания, использующая два или более блоков.

Рекомендуется пользоваться следующим техническим приемом. Если в цепи одноклавишного выключателя находится более 4-5 ламп, то есть предполагаемая площадь освещения большая, лучше проектировать разветвленную проводку, содержащую два трансформатора.

Плюс этой схемы трансформатора для галогенных ламп состоит в том, что при внезапно вышедшем из строя электронном блоке, подача напряжения прекратится только на одну ветвь. В случае с общим устройством, погаснут все лампочки сразу, понадобится срочная замена блока, что не всегда возможно сделать.

Процесс монтажа электропроводки с одним блоком производят обычным путем. Трансформатор имеет клеммы входа и выхода, на них, соответственно имеется маркировка нулевого и фазного проводов. Через соединение проводов в распределительной коробке, куда подключен одноклавишный выключатель, размыкающий фазовый провод, подается электропитание.

Лампы от понижающего блока подключают параллельно, при этом нужно добиться (учесть в проекте), чтобы длина проводов между трансформатором и каждой лампочкой была одинаковая. Это делается для того, чтобы в низковольтных цепях предупредить разность в падении напряжения.

То есть, если одна лампа соединена проводами длиной 30см, а вторая 3м, то первая будет гореть ярче, а в более длинной цепи возможен нагрев проводов. Проектировать проводку нужно так, чтобы длина любого участка цепи «трансформатор-лампа» равнялась примерно 2 м. Выбор сечения кабеля по току при такой длине должен производиться, исходя из минимального значения в 1.5 мм2.

Монтаж проводки с двумя трансформаторами производят так, чтобы от распределительной коробки питался каждый электронный блок со своей ветвью ламп отдельно. От понижающего устройства каждой ветви подключают лампы параллельно, учитывая приведенные выше рекомендации.

Схемы с большим количеством лампочек могут подключаться с использованием распределительной коробки между выходом трансформатора и лампами. Такой подход актуален при недостатке выходных клемм на самом устройстве или связан с местом его размещения.

В случае такого проекта, категорически запрещается использовать провод на участке между трансформатором и распределительной коробкой без расчета его сечения, так как низковольтные цепи пропускают через себя гораздо больший ток, чем цепи с питающим напряжением 220в при одинаковых значениях потребляемой мощности.

Например, трансформатор для галогенных ламп 12в питает напряжением 7 осветительных приборов, мощностью 35Вт каждый. Лампы подключены параллельно через распределительную коробку, требуется узнать сечение провода между выходом блока и распределителем.

Расчет тока: 10∙35/12=29А, то есть, согласно таблицам сечения электрических кабелей нужен провод сечением не менее 4 мм2.

Чтобы избежать подобных нагрузок, рекомендуется использовать несколько трансформаторов на небольшие группы ламп.

Перед установкой понижающего устройства нужно выделить доступное место для его установки, с таким расчетом, чтобы соблюдались следующие пункты:

• обеспечение легкого и быстрого доступа;
• объем замкнутого пространства не менее 10л (для отвода тепла);
• минимальное расстояние до ближайшего галогенового источника света должно быть не менее 250 мм (это позволит избежать дополнительного нагрева).

Электрические кабели используются медные и многожильные. Если возникает потребность их удлинения, то используются клеммные колодки или зажимы. Не допускается контакт оголенных частей провода с крепежными элементами мебельных или потолочных конструкций.

Производители, выпускающие электронные понижающие трансформаторы: Osram, VS, Comtech, Tashibra, Delux. Продукция фирмы Osram считается одной из лучших в сфере электротехники. Покупая устройства малоизвестных китайских фирм, нужно быть готовым к тому, что изделия могут оказаться сомнительного качества и с малым сроком службы.

Немного о трансформаторах

Рис.1: Трансформатор.

Прежде, чем приступить к основной части, сделаю небольшое напоминание о том, что же такое электронный трансформатор и для чего он предназначен. Трансформатор используется для преобразования одной переменной напряжения в другую (например, 220 вольт в 12 вольт). Это свойство электронного трансформатора очень широко используется в радиоэлектронике. Существуют однофазные (ток течёт по двум проводам – фаза и «0») и трёхфазные (ток течёт по четырём проводам – три фазы и «0») трансформаторы. Основным значимым моментом при использовании электронного трансформатора является то, что при понижении напряжения сила тока в трансформаторе увеличивается.

У трансформатора имеется как минимум одна первичная и одна вторичная обмотка. Питающее напряжение подключается на первичную обмотку, ко вторичной обмотке подключается нагрузка, либо снимается выходное напряжение. В понижающих трансформаторах провод первичной обмотки всегда имеет меньшее сечение, чем провод вторичной. Это позволяет увеличить количество витков первичной обмотки и как следствие её сопротивление. То есть при проверке мультиметром первичная обмотка показывает сопротивление в разы большее, чем вторичная. Если же по какой-то причине диаметр провода вторичной обмотки будет небольшим, то по закону Джоуля-Лэнса вторичная обмотка перегреется и спалит весь трансформатор. Неисправность трансформатора может заключаться в обрыве и или КЗ (коротком замыкании) обмоток. При обрыве мультиметр показывает единицу на сопротивлении.

Принцип работы бестрансформаторного питания

В трансформаторных и импульсных (которые, по своей сути, также являются трансформаторными) источниках питания снижение питающего уровня происходит за счет трансформации первичного напряжения во вторичные обмотки. Можно подойти по-другому – погасить избыточное напряжение резистором (балластным сопротивлением). Его сопротивление надо подобрать так, чтобы на нагрузке был требуемый уровень, а все остальное упало на балластном элементе. Такой бестрансформаторный блок питания, по сути, является делителем напряжения.

Принцип работы бестрансформаторного блока питания.

Балластное сопротивление подключается последовательно с нагрузкой, через него течет полный нагрузочный ток. Излишек напряжения падает на гасящем элементе. Так, чтобы получить на потребителе 12 вольт, надо подобрать номинал резистора так, чтобы на нем падало 220-12=208 вольт. При токе нагрузки в 1 ампер сопротивление должно быть R=U/I =208/1=208 Ом. Из 10% ряда (E12) номиналов можно выбрать сопротивление 200 Ом или 220 Ом. Если надо подобрать точнее, можно выбрать из нескольких элементов тот, чье фактическое сопротивление (с учетом 10% отклонения) будет как можно ближе к расчетным 208 Ом.

Рабочие схемы

Все описанные устройства выполнены на распространенных радиоэлементах. Ниже приведены схемы с обозначением всех деталей.

В БП с транзисторными стабилизаторами КТ940А можно заменить на высоковольтный, выдерживающий более 250 В, а КТ815Г — на другой, с минимальным напряжением 80 В. При указанных деталях устройство может выдать до 300 мА. Для увеличения силы тока надо транзисторы установить на радиаторы. Если вместо стабилитрона КС512А поставить Д814Д, то выходной ток устройства уменьшится до 200 мА.

Традиционный бестрансформаторный блок на 12 В с RC-цепочкой выдает всего 20-40 мА. Если после моста установить мощный стабилитрон Д815Ж, который ограничит напряжение до 16-19 В, и дополнить схему стабилизатором на транзисторе, то выходной ток повысится до 120 мА. Для его увеличения до 180 мА необходимо параллельно конденсаторам C1, C2 припаять еще один такой же.

Более стабилен блок на микросхеме 78L08 (российское обозначение КР142Б). При указанных деталях он выдает до 200 мА.

ПЕРЕДЕЛКА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Все больше и больше радиолюбители переходят на питание своих кострукций импульсыми источниками питания. На прилавках магазинов сейчас размещено очень много дешевых электронных трансформаторов (дальше просто ЭТ).

При небольших размерах они обеспечивают большую выходную мощность, да и малые размеры хорошо — это на тот случай, если упадет на ногу:) Радиолюбители пытаются использовать эти ЭТ, но у них есть определённые недостатки, такие как: нежелание запуститься без нарузки, выход из строя при КЗ, и сильный уровень помех. В этой статье хочу поделиться с вами переделками электронных трансформаторов, чтобы избавитса от вышеуказанных недостатков. Вот типовая схема ЭТ:

Проблема заключаетса в том, что в трансформаторе применена цепь обратной (дальше ОС) связи по току, то есть чем больше ток нарузки — тем больше ток базы ключей, поэтому трансформатор не запускается без нагрузки, или при малой нарузке напряжение меньше 12В, да и при КЗ базовый ток ключей растет и они выходят из строя, а часто еще и резисторы в базовых цепях. Устраняется всё это довольно просто — меняем ОС по току на ОС по напряжению, вот схема переделки. Красным отмечено то, что нужно изменить:

Итак, удаляем обмотку связи на коммутирующем трансформаторе и ставим вместо нее перемычку.

Потом наматываем 1-2 витка на силовом трансформаторе и 1 на коммутирующем, используем резистор в ОС от 3-10 Ом мощностью не меньше 1 ватта, чем выше сопротивление — тем меньше ток защиты от КЗ.

Если вас пугает нагрев резистора, вместо него можно использовать лампочку от карманного фонарика (2,5-6,3В). Но при этом ток срабатывания защиты будет очень мал, так как сопротивление горячей нити лампы довольно большое.

Трансформатор теперь спокойно запускается без нагрузки, и есть защита от КЗ.

При замыкании выхода ток на вторичке падает, соотвественно падает ток и на обмотке ОС — ключи запираются и срывается генерация, только во время КЗ очень сильно греются ключи, так как динистор пытаетса запустить схему, а ведь на ней КЗ и процес повторяетса. Поэтому данный электронный трансформатор может выдержать режим замыкания не болле 10 секунд. Вот видео работы защиты от КЗ в переделанном устройстве:

Сорри за качество, снимал на мобильник. Вот еще одно фото переделки ЭТ:

Но помещать фильтрующий конденсатор в корпус ЭТ не советую, я делал так на свой страх и риск, так как температура внутри и так немаленькая, да и места мало, может вздуть конденсатор и возможно вы услышите БА-БАХ:) Но не факт, пока что все работает отлично, время покажет… Позже мною были переделаны два трансформатора на 60 и 105 Вт, вторичные обмотки были перемотаны под свои нужды, вот фото, как разделить сердечник Ш-образного трансформатора (в блоке питания 105 Вт).

Также можно передлать импульсный блок питания малой мощности под большую, заменив при этом ключи, диоды сетевого моста, конденсаторы полумоста и конечно же трансформатор на феррите.

Вот немного фоток — переделан ЭТ на 60 Вт под 180Вт, транзисторы заменены на MJE 13009, конденсаторы 470 nF и трансформатор намотан на двух сложенных кольцах К32*20*6.

Первичка 82 витка в две жилы 0,4 мм. Вторичка по вашим требованиям.

И еще, чтоб не сжечь ЭТ при экспериментах или любой другой внештатной ситуации — лучше подключить его последовательно с ламой накаливания аналогичной мощности. В случае КЗ или другой поломки — загоритса лампа, а вы сбережёте радиодетали. С вами был AVG (Марьян).

Originally posted 2018-11-03 06:17:44. Republished by Blog Post Promoter

Модели с диодным мостом

Трансформатор (12 Вольт) данного типа производится на базе селективных триггеров. Показатель порогового сопротивления у моделей в среднем равняется 35 Ом. Для решения проблем с понижением частоты устанавливаются трансиверы. Непосредственно диодные мосты используются с различной проводимостью. Если рассматривать однофазные модификации, то в этом случае резисторы подбираются на две обкладки. Показатель проводимости не превышает 8 мк.

Тетроды у трансформаторов позволяют значительно повысить чувствительность реле. Модификации с усилителями встречаются очень редко. Основной проблемой трансформаторов данного типа является отрицательная полярность. Возникает она вследствие повышения температуры реле. Чтобы исправить ситуацию, многие эксперты рекомендуют использовать триггеры с проводниками.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку между исследуемым ИБП и осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

А это уже изображение реального стенда для ремонта и наладки импульсных БП, который я изготовил много лет назад по схеме, расположенной выше.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д

Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!

Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!

То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Стабилизатор

Продолжаем улучшать наш простой блок питания своими руками. Для получения качественного и стабильного напряжения без малейших пульсаций, скачков, и просадки напряжения используют стабилизатор напряжения.

В качестве стабилизатора используют стабилитрон, или интегральный стабилизатор напряжения. Мы собрали схему блока питания для  устройства, которое нуждается в стабилизированном источнике питания. Это устройство собрано на контроллере, и без стабильного напряжения оно работать не будет. При небольшом повышении напряжении контроллер сгорит. А при понижении напряжении устройство откажется работать. Вот для таких устройств и предназначен стабилизатор.

Вывод 1 интегрального стабилизатора — входное напряжение. Вывод 2 — общий (земля). Вывод 3 — выходит стабилизированное напряжение.

Максимум, что может выдать L7805 — ток в 1,5 А, поэтому надо рассчитывать остальные детали на ток более 1,5 А. Выход трансформатора выбираем на ток более 1,5 ампера и напряжением выше стабилизированного значения больше на два вольта. Например, для LM7812 с выхода трансформатора должно выходить 14 — 15 В, для LM7805 7 – 8 В. Но не забывайте, что эти стабилизаторы греются из-за внутреннего сопротивления. Чем больше перепад между входом и выходом, тем больше нагрев. Ведь лишнее напряжение эти стабилизаторы гасят на себе.

Интегральные стабилизаторы бывают с общим минусом LM78**, или с общим плюсом LM79**. На месте звездочек находятся цифры указывающие напряжение стабилизации. Например LM7905 — общий плюс, напряжение стабилизации -5 В. Еще один пример LM7812 — общий минус, напряжение стабилизации 12 В. А теперь посмотрим распиновку, или назначение выводов интегрального стабилизатора.

Переделка блока

Прежде чем начинать переделку БП, необходимо выбрать выходную мощность тока. От этого показателя зависит степень модернизации системы. Если мощность будет находиться в пределах 20-30 Вт, не понадобятся глубокие изменения в схеме. Если же запланирована мощность свыше 50 Вт, модернизация нужна более системная.

Определение мощности

Вычисление мощности осуществляется согласно формуле:

В качестве примера рассмотрим ситуацию с блоком питания, имеющим следующие характеристики:

• напряжение — 12 В;
• сила тока — 2 А.

Вычисляем мощность:

P = 2 × 12 = 24 Вт.

Конечный параметр мощности будет больше — примерно 26 Вт, что позволяет учесть возможные перегрузки. Таким образом, для создания блока питания потребуется достаточно незначительное вмешательство в схему стандартной эконом-лампы на 25 Вт.

Новые компоненты

На схеме, представленной далее, показан порядок добавления новых деталей. Все они обозначены красным цветом.

В число новых электронных компонентов входят:

• диодный мост VD14-VD17;
• 2 конденсатора C9 и C10;
• обмотка на балластном дросселе (L5), количество витков которой определяется эмпирически.

Дополнительная обмотка выполняет еще одну важную функцию — является разделяющим трансформатором и защищает от проникновения напряжения на выходы ИБП.

Чтобы вычислить нужное количество витков в дополнительной обмотке, выполняются такие действия:

1. Временно наносим обмотку на дроссель (приблизительно 10 витков провода).
2. Стыкуем обмотку с сопротивлением нагрузки (мощность от 30 Вт и сопротивление 5-6 Ом).
3. Подключаемся к сети и делаем замер напряжения при нагрузочном сопротивлении.
4. Полученный результат делим на число витков и узнаем, сколько вольт приходится на каждый виток.
5. Выясняем нужное количество витков для постоянной обмотки.

Более подробно порядок расчета показан ниже.

Для вычисления нужного количества витков планируемое напряжение для блока делим на напряжение одного витка. В результате получаем число витков. К итоговому результату рекомендуется прибавить 5-10 %, что позволит иметь определенный запас.

Не стоит забывать, что оригинальная дроссельная обмотка находится под сетевым напряжением. Если нужно намотать на нее новый слой обмотки, позаботьтесь о межобмоточном изоляционном слое

Особенно важно соблюдать данное правило, когда наносится провод типа ПЭЛ в эмалевой изоляции. В качестве межобмоточного изоляционного слоя подойдет политетрафторэтиленовая лента (толщина 0,2 миллиметра), которая позволит повысить плотность резьбовых соединений

Такую ленту используют сантехники.

Что необходимо знать для правильного подбора устройства?

Выбор электронного трансформатора предусматривает расчет суммарной мощности, потребляемой галогенными лампами, и ее соответствие с выходной мощностью понижающего устройства.

При этом необходимо учитывать определенный запас, то есть полная мощность потребителей должна быть меньше полной мощности трансформатора на 5-10% от максимального значения на выходе из устройства. Например, схема предполагает наличие 5 ламп, каждая из которых потребляет 35 Вт, то суммарное потребление составляет 175 Вт, для работы необходим трансформатор мощностью не менее 200Вт.

Перед выбором электронного преобразователя напряжения, нужно знать схему будущей проводки для питания ламп, так как если источников света много, то применяют либо один блок питания требуемой мощности, либо несколько устройств, у которых суммарная мощность покрывает потребность ламп.

Трансформаторы могут отличаться по своим размерам, это тоже нужно учесть перед покупкой.

Назначение блока питания

Светодиодные ленты – это прекрасная альтернатива мощному освещению, к примеру, от лампы накаливания или энергосберегающего светильника. Подобрать светодиоды не сложно, больше всего проблем вызывает их подключение к сети. Для того чтобы организовать удобную и красивую диодную подсветку, Вам понадобится специальный блок питания.

Фото — Блок питания для светодиодной ленты

Блок питания, также известный как малогабаритный трансформатор или проводник, является одним из наиболее важных компонентов системы LED и предназначен для питания светодиодов. Его размеры маленькие, поэтому Вы без проблем сможете крепить прибор под подвесным потолком или в мебели. Использование неправильного типа устройства электропитания может не только навредить светодиодной ленте, но и стать причиной возгорания жилища

Важно также знать, какое входное напряжения переменного тока Вам необходимо, и быть уверенным, что выбранный аппарат соответствует этим параметрам. Для сооружения корпуса в основном используется пластик, который противостоит многим внешним разрушающим факторам (его можно использовать на улице, во влажных комнатах)

Рассмотрим, как правильно выбрать блок питания:

1. Определите нужное напряжение.

Постоянное напряжение, которое требуется светодиодной продукции до работы имеет ключевое значение при выборе модели трансформатора и его уровня питания. В основном в магазинах предлагается контроллер нерегулируемый, т.е. он всегда выдает одно и то же напряжение. Это не означает, что яркость ламп не будет контролироваться, напротив, данный показатель контролируется специальным ШИМ-диммером, который значительно упрощает работу блока питания. Наиболее популярны модели со встроенным диммером марок Feron (для RGB ленты LB005 30W 12V), Led Lamp, 450W GEMBIRD ATX (120mm fan) CCC-PSU, Arlight, ARPV LV-35-12, NS-LV-50-12(12V, 4A, 50W), HTS-100, YGY-121000, ZC-BSPS 12V3,3A=40W jaZZway.

1. Определите ​​общую длину ленты освещения.

После того как Вы определили напряжение светодиодного продукта, который хотите использовать, нужно рассчитать расстояние всей светодиодной ленты.

1. Подобрать мощность бока питания.

Подбор мощности для любого блока питания светодиодной ленты производится согласно специальной таблице, рекомендуем Вам ознакомиться с инструкцией выбранной фирмы

Очень важно не экономить на приспособлении с нужной мощностью

1. Расчет прибора.

Перед тем, как установить маломощный или многоканальный трансформатор, нужно подсчитать некоторые параметры. Если Вы знаете длину светодиодной ленты и мощность, то необходимо перемножить эти показатели и добавить к ним 10-5 процентов погрешности. Полученное число будет являться показателем теплового потока Вт/м2, и в зависимости от него нужно подбирать блок питания. Это поможет уберечь себя и свою семью от коротких замыканий и перегораний кабеля.

1. Монтаж блока.

Теперь осталось только собрать блок питания и ленту в одну рабочую систему. Если Вы не используете компьютерный трансформатор, то Вам нужно:

Взять небольшой кусочек проволоки и короткий зеленый, и черный провод. Так мы разметим кабеля фазы и заземления. Подключите электричество в желтый и черный провода. Предположим, Желтый = 12 + Красный = 5В + черный = Земля. Для чистоты установки Вам, возможно, понадобится полностью разобрать трансформатор. Вырежьте все провода, оставляя пару черных шнуров, зеленый кабель и некоторые желтые.

Фото — Подключение блока питания

Снимите зеленый и черный шнуры, скрутите их вместе и отложите в сторону. Проверьте правильность соединения черных и желтых проводов, после чего подключите прибор в сеть. Убедитесь, что прибор герметичный, кабель выхода хорошенько запаян, а другие места контактов не соприкасаются.

Фото — Компактный блок питания для светодиодной ленты

После окончания работы, наденьте корпус на место, включите напряжение, проверьте правильность последовательности горения светодиодов. Как видите, подключения трансформатора своими руками – это достаточно простая задача.

Видео: подключение светодиодной ленты к блокам питания

Мощность электронных трансформаторов

Под показателем мощности ЭТ понимается величина тока в нагрузке, умноженная на напряжение питания галогенной лампочки. На отечественном рынке встречаются различные образцы трансформаторных изделий с заявленными показателями от 25-ти и до нескольких сотен Ватт. Наиболее широко представлены модели, рассчитанные на выходную мощность порядка 50-80 Ватт. К таким преобразователям допускается подключать две или даже три 20-ти ватные лампы. Как правило, все они рассчитаны на выходное напряжение 12 Вольт.

Рассмотренные блоки питания используются только по своему прямому назначению – для питания галогенных источников света. Применять их для светодиодных ламп, например, запрещено прикладываемой к изделию инструкцией.