Для острожного, бережливого радиолюбителя, электронный импульсный трансформатор [ЭТ] - это эффективный, удобный, экономичный и простой в устройстве, назначении и свойствах эксплуатации современный энергоприбор.

Так ли это, или все-таки вполне можно применять его в быту и работе, получая на выходе чистый, стабильный сигнал электроэнергии во всех подробностях рассмотрим далее.

Описание, назначение и структурная схема

Любое освещение, будь то бытовое или производственное, в современном мире стремится к безопасности, минимальным габаритам и экономичному энергопотреблению. Особенно, если речь идет о покрытии световым потоком зон с пыльной или влажной средой. Подвалы или душевые, ванные комнаты и подобные им будут тем безопасней, чем напряжение сети в них будет ниже, световой прибор меньше и эргономичней.

Рисунок 1. Принципиальная схема ЭТ

Стремясь охватить все цели к ряду, были созданы системы освещения с электронными трансформаторами, которые запитывают галогенные лампы различной мощности, формы и установки с пониженным напряжением 12В переменного тока. Преобразователи берут на свои входные клеммы сетевое напряжение в ~220В, пропускают через специальную электронную схему на печатной плате импульсный ток и выдают на выход уже более безопасную величину напряжения переменного тока ~12В.

ЭТ обычно изготавливаются в небольших по форме и размерах прямоугольных пластиковых корпусах. Система понижения напряжения ЭТ устроена посредством электронной начинки, спаянной на текстолитовой плате. Микросхема соединена по обоим концам с вводными и выводными проводниками или контактами для подключения.

ЭТ выпускаются различной мощности. Они хорошо зарекомендовали себя в применении в квартирном люстровом освещении или подсветке комнат, где необходимы целые узлы питания в одновременной эксплуатации. Многие люстры на галогеновых источниках питания имеют с завода или требуют к своей работе специальные электронные трансформаторы.

Электронный тип преобразователей – это наиболее простые и понятные устройства для рядовых потребителей и профессиональных монтажников. Могут прекрасно функционировать в совокупности с регуляторами освещения галогеновых ламп – диммеров.

Рисунок 2. Внешний вид ЭТ

Подобная система хорошо изображена на Рисунке 1. В ней к сети силового напряжения 220В подключен регулятор освещения, через который далее медными проводниками запитывается блок преобразования напряжения – ЭТ. Трансформатор выдает нагрузку пониженного напряжения – 12В, которым запитываются лампы накаливания с галогеннами внутри колбы.

Несмотря на большое количество преимуществ, ЭТ обладают рядом ограничений и опасной структурой элементов. Так как это преобразователь понижающего типа по напряжению, электрический ток во вторичной обмотке даже с учетом небольшой мощности (50, 60Вт) будет достаточно сильным – 5-6А. От этого выходные проводники, соединяющиеся с лампами от выходных клемм ЭТ должны быть удалены на расстоянии не более 50 сантиметров по длине. Иначе пойдет негативный процесс развития индуктивного сопротивления в цепи трансформатора.

По техническим характеристикам ЭТ, их установка допускает технологию скрытого монтажа в стенах, конструктивных нишах и за потолком.

Выбрав основным источником питания электронные трансформаторы, их выводные обмотки запрещается подключать в электрическую схему без нагрузки, а его внешние аксессуары могут монтироваться в зависимости от требований.

Если первый рисунок показывал нам комплекс детальных модулей в цепи освещения ламп накаливания, то для полного понимая принципов работы трансформатора необходимо получить знания по его основным элементам.

Без лампы или минимальной нагрузки преобразователь напряжения с начинкой из электроники работать не будет. Для нормального режима работы ему необходимо хотя бы минимальная нагрузка на вторичной обмотке.

На входы ЭТ подается номинальное напряжение ~220В, далее с помощью элементов микросхемы происходит конвертация его величины, стабилизация, очистка (для более мощных и дорогих серий ЭТ) и третий шаг работы электронного преобразователя – это выдача на клеммы выхода напряжения пониженной величины, в зависимости от устройства всего ЭТ различных значений (48 В/36 В/24 В)или ~12В, как в конкретном примере. Габаритные размеры, вес, климатические особенности корпуса делают его наиболее удобным для применения в сетях освещения квартирного или общебытового типа.

Однако, как и любой не только электротехнический товар, преобразователи напряжения с электронными микросхемами по своим характеристикам, качеству работы, длительности использования сильно зависят от того, где, кем и как они были изготовлены. Чем больше закладывалось труда и применялось современных технологий, использовалось качественных материалов и комплектующих, тем и степень или класс ЭТ будет выше и лучше.

Разновидности

В практическом применении и постоянном использовании устройств трансформации электроэнергии классы ЭТ образно принято разделять на три основных:

1. Cозданы на основе выполнения высоких стандартов требований по качеству и защите от поражения током согласно европейскому союзу. Изначально это приборы, которые прекрасно были даже спроектированы на бумаге еще. Имеют максимальный пакет комплектации в базовой продаже;
2. Отличная теплоотдача корпуса обеспечивает теплообмен, а значит оборудование не греется при длительных режимах работы;
3. Установлены в заводском исполнении большинство видов защит от аварийных основных режимов в электрике;
4. Базовая стабилизация сигнала напряжения, как на входе, так и на выходе ЭТ, позволяет обеспечить составное микрооборудование фильтрации и очистки;
5. Встроенные системы плавного пуска галогеновых ламп, путем ограничения пусковых токов – обеспечивает длительность работы и осветительных приборов и собственного устройства.

Понятно, что и стоимость подобных устройств будет совершенно отличной и высокой по размеру. Это и является главным недостатком такого оборудования. Качественно во всем, но очень дорого.

Серия таких электронных преобразователей отличается от любых других видов обязательным наличием в своем устройстве защит от аварий – режима перегрузки и возникновению состояния КЗ. Устройства этого класса дословно повторяют перевод с английского языка его названия – «Средний». Они действительно несут в себе стабильную работоспособность, надежность выходного сигнала напряжения, эксплуатационные свойства. Многие модели класса «Медиум» комплектуются хорошим токоограничивающим блока электроники с базовой сборки трансформатора или имеют возможность их установки в свой состав.

Тем не менее, комплектация такую полноту в каждом пакете поставки ЭТ не гарантирует обязательное наличие фильтров, стабилизаторов, но в защите или любых других качественных параметров оценки собственного материала – в 99% случаях успешная поставка требуемого.

ЭТ класса «Economics»

Громадный спектр этих трансформаторов производится по всему Китаю и близлежащий Азиатских странах. И что самое интересное согласно статистическим данных продаж ЭТ – именно этот класс трансформаторов максимально востребован потребителями сегодня.

Самый дешевый поток некачественных элементов очень часто еще на этапе покупки или в момент монтажа устройства на объекте показывает уже заведомый брак, дефект материала, неисправность или обычный формат пересортицы оборудования этой серии. Стоит быть к этому готовым при покупке ЭТ класса «economics»

Несмотря на все недостатки, трансформаторы «Экономик» - это изделия среди электронных трансформаторов в продаже пользуются успехом за:

• некачественного материала в электрических связях и в геометрическом состоянии позволяет ощутить существенную разницу в стоимости выгодную покупателю при покупке ЭТ «экономик» в сравнении с другими подобными агрегатами;
• покупая за копейки почти уже не использующиеся массово трансформирующие агрегаты – клиенту становится доступен эффект «Приобретенной мощности электротехнического устройства». Факт актуален, когда производится самостоятельная сборка собственных блоков питания по индивидуальным проектам и требуется некое количество электронных деталей в них. Экономия в стоимости дает возможность развернутся конструированию новых блоков питания, используя ЭТ в качестве «доноров»
• несоответствие заявленных характеристик устройства (анализ данных на основе динамики данных за прошлый период; в сравнении с габаритами и электрическими величинами с любым другим ТТ;

Сегодня в электроосвещении все больше и больше занимают лидирующие позиции модули светодиодного освещения в трех основных матрицах:

• гибкие ленты LED для декора света;
• лампы LED с цоколями любого типа;
• матрица LED встроенная в корпуса множества светильников.

Их питание обеспечивается более сложным устройством в составе с импульсным трансформатором и производя работу по конвертации электроэнергии по КПД значительно выше ЭТ.

Источники питания с выпрямителями, питаются переменным током бытовой сети, а с выхода снимается постоянный ток мульти разнообразны в своих исполнениях и видах. Такие ИП можно подобрать для любого светодиодного освещения современного и декорированного типа.

Однако ЭТ и драйверы LED объединяет одно понятие – оба преобразователи электроэнергии, полученной обычным способом через домашнюю розетку на вводные клеммы, оба имеют модуль электронной начинки, расположенный на специальной диэлектрической пластины и на ней же коммутирован пайкой.

Платы, на которых собирается микросхема ЭТ выполнены на металлических, алюминиевых основаниях, с диэлектрическим основанием – текстолитом – с возможностью посадки микроэлементов на него.

Как раз масштабируя статью в следующей главе речь пойдет о этом элементе.

Схемы и описание работы печатных плат

Печатная плата – это пластина диэлектрика, на которой согласно построению электрической схемы располагается определенные элементы проектируемого оборудования и электромеханической связью соединяются между собой. Простой вариант ее исполнения выполняется в виде платы, одна сторона которой содержит медные проводники для соединения электрических элементов устройства, а вторая носит диэлектрические свойства. Такие платы так и называются однослойными или односторонними.

Если оборудование имеет сложную структуру и большое количество модулей (в основном при промышленном производстве оборудования) применяются печатные платы с нанесением двухслойного рисунка соединения элементов, или даже многослойного, где контактный рисунок наносится не только с двух сторон, но межслойном промежутке. Выполняют такие сложные технологии на компьютерном оборудовании и станках. Используя в виде контактов позолоченные материалы или олово высокой проводимости.

В своем описании плата – это скелет любой электронной схемы, которая получает питание, проводит его к каждому установленному на ней элементу и выводит требуемые величины на выход оборудования. Она обеспечивает необходимый электрический контакт и проводимость узлов устройства, а также позволяет устанавливать безопасно электрическую схему в различные корпуса устройств, обеспечивая требуемые диэлектрические свойства.

В домашних условиях так же производят изготовление печатных плат. Однако их изготовление в таких условиях происходит гораздо проще, чем в промышленных масштабах. В качестве диэлектрического материала используется в основном текстолит, нанесение электрически проводимых дорожек обеспечивается вначале специальным маркером или карандашом (сейчас уже редко химическим травлением) возможно компьютерная печать схем для платы с дальнейшим их переводом на текстолит. В качестве проводников используют в основном электротехническое олово путем пайки ручным методом всех контактных дорожек.

По сравнению с заводским исполнением печатных плат, ручное их изготовление в домашних условиях отличается меньшей красотой и качеством, но при должном опыте вполне может верно служить в работе проектируемых систем простейшей или средней электроники.

Электрическая схема – это чертеж элементов устройства, обозначенных специально принятыми к исполнению по ГОСТам чертежными обозначениями, соединенных между собой условными проводниками в виде прямых линий. Ее основная функция включает себя показания работоспособности устройства, указание направление соединения устройств, обозначения величин входных и выходных параметров блоков и устройств. С помощью электрической схемы производится понимание работы незнакомого электронного устройства, его диагностика и ремонтные работы.

В качестве примеров ниже представлены электрические схемы с краткими дополнениями описаниями самых распространенных электронных трансформаторов, которые существуют на практике. Изучения их элементов и электрических схем поможет радиолюбителям модернизировать ЭТ, создавать собственные проекты на их базе.

L&B

Электронный трансформатор класс «economics» мощностью до 60Вт. Его китайский набор комплектующих делает работу устройства недолговременной, нестабильной, но экономичная базовая стоимость всего ЭТ позволяет успешно использовать его на практике.

Рисунок 5. Схема L&B

Tashibra 200 W

Электронный трансформатор с таким звучным названием для русского языка – «Тошибра» представлен в виде преобразователя с выходной мощностью 200Вт. Однако качество элементов относится к стране производителю Китай, что говорит так же о невысоком качестве элементов и не слишком надежной работе на практике.

Рисунок 6 . Схема Tashibra

Horoz HL370

Этот ЭТ уже являет собой сборку заводского Китая. В нем уже более качественные элементы, повышенная надёжность в работе. Данный ЭТ прекрасно работает с номинальной нагрузкой, при этом не испытывает режима перегрева.

Рисунок 7. Схема Horoz HL370

Relco Minifox 60 PFS-RN1362

Модель родом из Итальянской производственной линии. ЭТ, который создан для качественной стабильной работы в сети. Имеет все необходимые предпосылки: входной фильтр напряжения, защиту от аварийных режимов работы (КЗ и перегрузки), возможность безопасного отключения в момент перегрева. Элементы силовых ключей установлены с запасом по мощности специально, чтобы избежать установки дополнительной системы охлаждения от перегрева.

Рисунок 8. Схема Relco Minifox 60

Horoz HL371

Блок из Китая с выходной мощностью в 105Вт. Особенно ничем не отличается от своего меньшего «брата» ЭТ HL370 ни по качеству, ни по производительности.

Рисунок 9. Схема Horoz HL371

Feron TRA110-105W

Китайский производитель светодиодного освещения выпускает собственные ЭТ мощностью 105Вт. Однако производитель хоть и относит себя к заводским китайским промышленникам – качество его изделий еще далеки от идеальных.

Рисунок 10. Схема Feron TRA110-105W

Более качественная модель китайского производитель осветительных приборов Feron, но в тоже время по годам выпуска очень старая, к тому же для нее не сохранилось ни в одном источнике электрической схемы. Есть только визуальное фото ЭТ.

Выходная мощность данного трансформатора составляет 105Вт. КПД, заявленное производителем 99%.

Рисунок 11. Feron ET105

Польский ЭТ различных ступеней по мощности для питания галогенных ламп на схеме представлен одним из видов с выходом в 105Вт. Его вполне можно отнести к устройствам класса «Medium». Имеет определенный тип сетевых защит.

Рисунок 12. Brilux BZE-105

Buko BK452

Форма, внутренние элементы блока сначала начинают радовать, но после полного анализа этого ЭТ выясняется, что блок не имеет защит от КЗ и перегрузки, собран в Китайской республике, хоть и на заводе, но весьма некачественно.

Рисунок 13. Схема Buko BK452

Horoz HL375 (HL376, HL377)

Рисунок 14. Схема HL375/HL376/HL377

Vossloh Schwabe EST 150/12.645

Рисунок 15. Схема Vossloh Schwabe EST 150/12.645

Рисунок 16. Схема Vossloh Schwabe EST 150/12.622

Оба ЭТ известного немецкого бренда на Рисунок 15 и Рисунок 16 представляют собой качественные и надежные преобразователи напряжения, способные в случае модернизации выпрямить величину напряжения во множество значений и величин, что дает для проектирования устройств широкий спектр и свободу создания.

Brilux BZ-150B (Kengo Lighting SET150CS)

Рисунок 17. Схема Brilux BZ-150B (Kengo Lighting SET150CS)

ЭТ типа Brilux и Kengo практически идентичны в своей электрической схеме. Оба имеют мощную базу элементов. Достаточно солидную выходную мощность. По качеству сборки и оценке внутренних элементов своего содержания относятся к классу «Premium». А исключительностью обладают из-за наличия встроенной защиты от аварий (перегрузки и КЗ) выполненной в двойном эквиваленте или степени. Первая степень работает на автоматическое восстановление подачи питания и завязана с плавным пуском питания для ламп, а вторая выполняет блокировку работы всего ЭТ в случае достижении 65% режима перегрузки.

Feron TRA110-200W (250W)

Рисунок 18. Схема Feron TRA110-200W (250W)

Рисунок 19. Схема Delux ELTR-210W

К классу «Medium» данный ЭТ относят лишь из-за наличия системы защиты от перегрузки, но по всем показателям выполнен он очень бюджетно.

EK210

Рисунок 20. Схема EK210

Мощные силовые ключи в устройстве. Имеется двойная защита от перегрузок. Неплохая выходная мощность.

Kanlux SET210-N

Рисунок 21. Схема Kanlux SET210-N

Устройство силовых ключей создано на полевых транзисторах, что дает повышенный ресурс работы, высокое качество, компактность в совокупности с надежной работой и высокой выходной мощностью смело причисляют этот ЭТ к классу «Premium».

Рисунок 22. Схема Lemanso TRA25 250W

Выходная мощность публикуемого ЭТ составляет 250Вт. Данный ЭТ очень удобно использовать в целях модернизации по увеличению мощности, удаляя обратную связь по току и налаживая связь по напряжению. В базовом использовании не имеет интереса, так как производится в Китае и кроме величины выходной мощности не имеет особого интереса для обзора.

Asia Elex GD-9928 250W

Рисунок 23. Схема Asia Elex GD-9928 250W

Модель ЭТ выдает мощность пассивной нагрузки в 250Вт для галогенных осветительных приборов. Не имеет особенных или исключительных особенностей, но как платформа для модернизации или создания более качественного преобразователя прекрасно сгодится своей элементной базой.

Get 0902

Рисунок 24. Схема Get0902 120W

ЭТ полностью китайского производства в пластиковом корпусе. Электрической схемы на такой преобразователь найти не удалось. Известна только его выходная мощность нагрузки в 120Вт.

Hojoz HL372

Рисунок 25. Схема Hojoz HL372

Компактный ЭТ для запуска галогенных осветительных приборов от Турецкого производителя Hojoz марки HL372 имеет выходную мощность в 150Вт. Электрической схемы найти не удалось.

ЕТ105Т А5

Рисунок 26. Схема ЕТ105Т А5 105Вт

Это представитель электронных трансформаторов отечественных фирм по производству преобразователей напряжения для питания освещения. Выходная мощность 105Вт. Мониторинг средней цены трансформатора и отсутствие электрической схемы на многих электронных площадках относит его к низшему сегменту качества таких изделий.

XYDB 160

Рисунок 27. Схема XYDB 160 160Вт

Электрической схемы на устройство вновь не обнаружено. Весь мониторинг по сети Интернет сводится к оценки низкого качества устройства. Хотя малые габариты с такой мощностью могут быть плюсом этого оборудования.

ET190E

Очередная модель китайской народной республики подозрительного качества, устройства и надежности ЭТ для питания освещения. Схемы не обнаружено.

Рисунок 28. Схема ET190E 150Вт

Обзорный поиск в Интернете дает параметр мощности в диапазоне от 50 до 150Вт.

SET105LX

Рисунок 29. Схема SET105LX

Дистрибьютор большого количества всяческого осветительного оборудования из Китая, отечественная компания «Эра» не дает электрической схемы на подобное изделие. Однако заявляет его выходную мощность в 105Вт, утверждает, что устройство снабжено защитами от аварийных режимом сети, противостоит перепадам температуры и сетевого напряжения. Но исходя из отсутствия на него опубликованных электросхем, такие заявления мало правдоподобны. Еще один вид ЭТ класса «economics».

YMET20C AC220

Рисунок 30. Схема YMET20C AC220

Модель производства Китай. Параметры очень слабые на выходе – мощность 20Вт, при 12В выходном напряжении. Технических характеристик и схемы не найти.

KEB1200600l

Рисунок 31. Схема изделия KEB1200600l

Еще меньше информации относительно приведенной модели трансформатора напряжения электронного типа. Даже по его номинальным значениям на выходе или входе подлинную информацию найти не удалось. Предположительно это ЭТ с выходным параметром в 80Вт мощности.

Как изготовить блок питания своими руками

Блок питания для современных электрических приборов бытового или специального назначения это одна из самых важных вещей для их нормальной, постоянной работы. Их великое множество в зависимости от назначения устройств, которых они питают, и разнятся между собой лишь двумя электротехническими величинами – напряжения и тока, на которых и основывается их проектирование и последующее создание даже собственными силами.

Изготовить элемент питания для электрического прибора своими руками в нынешнем развитии электроники и доступности всех ее элементов не только просто, но и очень интересно.

Однако для создания работоспособного блока питания в обязательном порядке должен соблюдаться определенный спектр технических условий, набор правил по которым производство непромышленного типа питающего блока пройдет верно, без ошибок.

Технические условия изготовления

В их состав в заводском формате изготовления блоков питания (БП) входит значительное количество требований, условий, которыми должен удовлетворять любой проект будущего устройства питания.

В случае создания БП в домашних условиях, кустарным способом, своими руками тоже можно выделить несколько главных технических условий, выполнение которых должно выполнится перед началом проведения работ для его производства:

1. Техника безопасности при работе с действующим электрическим напряжением и приборами, потребляющими или выдающими определенные величины напряжения и тока. Все пункты должны быть в обязательном порядке соблюдаться и выполнены.
2. Перед началом практических работ с БП, следует определиться с значением максимального тока в данном будущем устройстве.
3. Определить величину выходного напряжения устройства.
4. Установить, какой тип БП будет создаваться: регулируемый или нерегулируемый. Для выяснения и реализации этого пункта условий потребуется возможно дополнительное изучение технической литературы по радиоэлектронике и электротехнике. Особенно повышенная компетенция необходима если выбран для создания более универсальный, выгодный и технически сложный регулируемый тип будущего БП.
5. Выбор схемы проектируемого БП – станет основным и практически последним условием для подготовки перед созданием питающего блока. Если проект создается впервые и у создателей нет большого опыта по производству таких вещей – схему стоит выбрать для простого односложного источника питания, где все номинальные значения и параметры электрических величин достаточно просты и наиболее распространены для сбора и установки в проектируемое устройство. Чем проще будет схема проектируемого БП, тем легче будет найти комплектующие к нему в радиомагазинах, а оставшиеся элементы взять из других устройств.

Но иногда хочется создать сразу современный и очень выгодный импульсный блок питания. Для его изготовления требуется запастись определенным терпением и приготовится к преодолению нескольких трудных моментов. Это устройство имеет определенные этапы своего создания, подробно коснуться которых возможно в следующей главе статьи.

Создание импульсного блока питания

Для создания такого устройства типа импульсного блока питания (ИБП) необходимо несколько основных элементов. Главная цель при производстве – это достижение максимальной величины выходного тока, для питающей нагрузки, которая так же будет поддерживать и значение выходного напряжения. Таким образом, используя:

• трансформатор понижающий 12В – прекрасно подойдет с любого электронного трансформатора;
• диодный мост – при покупке в лавке радиодеталей четырех диодов размерами 0,5 х 0,2 мм схемы SOIC вполне можно создать необходимый для проектируемого ИБП;
• микросхема – часть платы опять же можно взять путем разборки одного или нескольких, имеющихся под рукой ЭТ, или приобрести отдельную специальную плату в магазине радиодеталей;
• фильтр конденсатор – покупка четырех конденсаторов в радиомагазине с определенной величиной емкости;
• дросселя – дросселя с радиальными выводами не являются редкими деталями в магазинах электроники;
• блок защиты – реализуется четырьмя цилиндрическими предохранителями на токи срабатывания не более 0,16А (легко купить в том же магазине электроники);

Собрав все вышеуказанные детали в своем арсенале, прежде чем начать практические работы по сборке ИБП стоит детально разобрать по какой схеме произойдет его сборка. Одной из самых распространенных схем, по которой возможно собрать будущий импульсный блок питания, даже регулируемого типа, представлена ниже:

Рисунок 32. Схема для сборки импульсного блока питания

Как видно из схемы питание ИБП получает от сети переменного напряжения ~220В через резистор R1 и диодный выпрямитель VD1. Его трансформатор импульсного типа имеет три обмотки:

1. Первичную или коллекторную.
2. Базовую.
3. Вторичную.

Он не имеет на выходе стабилизации напряжения, или других защит от аварийных режимов в сети. Однако даже режим КЗ (короткого замыкания) этому блоку нестрашен. Вся суть в резисторе R1, и протекании режима аварии типа КЗ, который сопровождается повышением величины тока на первичной обмотке блока питания. А ней как известно установлен токоограничитель R1, который своей номинальной работой отсекает любой режим аварии.

Создании по такой схеме ИБП приведет к получению импульсного источника питания небольшой мощности – 3,5- 4 Вт, и номинальным током не более 15 мА.

Подготовку печатной платы для создания подобного ИБП ведут по специальным технологиям:

1. Используя специальный маркер для плат.
2. Применяя карандаш для плат.

Есть еще несколько методов, с помощью которых возможно реализовать расчерчивание схем на печатных платах, описывать которые здесь нет необходимости в подробностях.

Трех обмоточный трансформатор возможно взять из начинки электронных трансформаторов подогнав или перемотав его обмотки под нужды проектируемого устройства. Для первичной обмотки достаточно будет 200 витков проводником до 1 мм сечения, базовая обмотка при этом будет содержать всего около 10 витков. А вот количество витков на выходной обмотки будет зависеть от какого, какая величина выходного напряжения будет интересовать проектировщика в конструируемом устройстве.

В итоге используя техническую литературу из справочников, знакомясь с примерами в сети Интернет, как текстового формата, так и многих видеоматериалов легко собрать устройство питания импульсного типа небольшого мощности. А регулируя параметры сопротивления, добавляя вспомогательные элементы или включая в схему стабилизаторы можно создавать его разновидности более мощного типа.

Способы увеличения мощности

Возможность оптимизировать практически любой электронный трансформатор путем увеличения его выходной мощности доступна даже в домашних условиях. Это делается при обязательном соблюдении всех условий техники безопасности при выполнении работ, определенном опыте работе с электронным и вспомогательным оборудованием и реализуется путем замены нескольких основных элементов:

1. Замена или переделка импульсного трансформатора – сняв с установленного на блоке трансформатора обе обмотки, стоит добавить к нему еще один точно такой же по размерам и габаритам кольцевой сердечник, путем приклеивания одного к другому. После чего необходимо произвести повторную намотку витков обмотки трансформатора, предварительно рассчитав их количество в зависимости от текущего и требуемого вольтажа.
2. Работа с полумостом в схему – производится смена его конденсаторов и установка других с большей емкостью, но меньшей величины вольтажа (как пример, снятие емкостей 0,22 мкФ 630 вольт и установка на их место 0,5 мкФ 400 вольт).
3. Корректировка силовых ключей – смена транзисторов, представляющих в схеме силовые ключи на более мощные по своим техническим характеристикам.

При такой переделке схемы ИБП с целью повышения его мощностных характеристик ведут комплексную работу по установке фильтрующего устройства сетевого напряжения в виде сглаживающего конденсатора, смены дросселей, установки стабилизаторов на выходную часть схемы электронного устройства.

Так как электронный трансформатор - это устройство, предназначенное для работы в основном с пассивной нагрузкой, то путем, описанным выше, используя в помощь необходимые технические руководства и примеры из сети Интернет достаточно легко повысить выходную мощность устройства практически в десять раз.

Другие способы применения

Изучая все глубже и глубже процессы электроники, познавая каждый из ее элементов как можно подробнее, получая определенные практические навыки и опыт по работе в начале с элементарными единицами преобразования электроэнергии возможно создавать позже и другие устройства, которые будут очень полезны для дома и быта.

К примеру, используя все процессы электроники, а также имея в своем распоряжении обычный электронный трансформатор с выходным напряжением в 12В, вполне допустимо достаточно просто собрать из него полноценного зарядное устройство для многих аккумуляторных батарей.

Чтобы совершить правильное превращение электронного трансформатора в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов стоит прежде всего заняться перемоткой его трансформатора.

Проводятся необходимые расчеты количества витков вторичной обмотки, чтобы превратить из штатных восьми витков, выдающих ранее рабочее напряжение в районе 10,8 – 11 вольт, изготовить вторичную намотку в 23-24 витка. Именно такое количество витков позволит реализовать регулируемой устройство заряда АКБ с диапазоном напряжения от 0 до 29 вольт.

Трансформатор демонтируется из платы ЭТ, снимается вторичная обмотка и производится намотка новой.

Второй шаг на пути создания ЗУ для авто АКБ будет создание выпрямителя постоянного тока с параметрами минимального тока диодов до 10 ампер. Установка емкостного конденсатора после диодного выпрямителя позволит снимать показания напряжения.

Благодаря подробным описаниям примеров конструирования ЗУ для авто аккумуляторов возможно создать из электронного трансформатора отличный зарядник для бытовых нужд.

Создание такого устройство возникает из его основного принципа действия – нагреватель работает при воздействии на металл электрических токов Фуко (более подробно это понятие токов стоит изучить дополнительно в описаниях из технических справочников или учебников электроники).

Чтобы создать подобный нагреватель из электронного трансформатора, который является импульсным источником питания стоит поработать с модернизацией его трансформатора. Демонтировав его с платы устройства необходимо изготовить из него некое подобие индуктора, опять же для реализации основного принципа действия нагревателя. На основе ферромагнитной чашки в виде сердечника нового трансформатора стоит произвести намотку проводников не менее 100 витков диаметром около 0,6 мм. С концов проводов снимается лаковая изоляция и производится подключение его обратно на место в плату, где ранее стоял трансформатор.

По сути, создание такого нагревателя уже произведена. С его помощью возможно плавить металл толщиной около 1,5 мм, на основе принципов воздействия токов Фуко на металлические поверхности

Как изготовить самодельный регулируемый стабилизированный блок

Чтобы сделать указанный в заголовке блок из электронного трансформатора потребуется сам ЭТ, несколько технических доработок его схемы, определенные детали из магазина радиоэлектроники, инструмент для работы, измерительная аппаратура, определенные навыки в такой работе и обязательное соблюдение правил и техник по безопасности при работе с действующим электрическим током и напряжением.

Доработки связаны с установкой в схему ЭТ на выходной участок сглаживающего фильтра в виде емкостей конденсаторов, выпрямительного моста с мощными диодами, возможной доработкой обмоток самого трансформатора модернизируемого импульсного источника питания, путем увеличения на них количества витков, а так же изменением обратной связи в схеме ЭТ, для реализации регулировки выходного напряжения. Такая опция реализуется переработкой обратной связи в схеме трансформатора ее сменой с токовой величины на величину напряжения и установкой дополнительной обмотки в цепь трансформатора.

По типу схемы на Рисунке 5 с небольшими доработками и изменениями, используя элементы защиты, стабилизации, фильтрации входных и выходных величин тока и напряжения возможно создание самодельного регулируемого стабилизированного блока даже в домашних условиях. Добавив в схему потенциометр и сменив силовые ключи на более мощные по величине, установив несколько токоограничивающих резисторов возможно получить такой блок питания, который будет обладать необходимыми выходными параметрами для питания требуемых электроприборов, к тому же иметь защиты от всех аварийных режимов, возможных к возникновению в электрической сети.

Небольшая работа фантазии мастера позволит реализовать создание корпуса под такой стабилизатор, придумать элементы его ручного управления, системы охлаждения, световой сигнализации, используя ряд всех тех же простых элементов электроники.

Проектировать и создавать модернизированные устройства из обычного ЭТ в деталях было разобрано выше. Проектировать, создавать свои собственные блоки питания импульсного типа в домашних условиях доступно опытным мастерами или радиоэлектронным любителями.

Но помимо созидания, такие бывалые специалисты должны уметь и отремонтировать свои устройства в случае, если с ними произошли какие – либо сбои или неполадки.

Уметь правильно провести защитную диагностику цепей и модулей всего блока для определения зоны поломки и прочих нюансов ремонта. Для этого даже разработана негласная структура действия ремонтных работ:

1. Обеспечение и соблюдение всех требований по технике безопасности до, вовремя после проведения ремонтных работ.
2. Уметь применять определенные защитные меры в момент тестирования цепей и модулей блока питания. Элементарной защитой является применение обычной лампочки для тестирования правильной работы трансформатора и других модулей, которая подключается последовательно в цепь его первичной обмотки. В этом случае, если соединение произведено неправильно – основной удар электроразрядом придется не на сетевое напряжение, а на внутреннюю цепь лампы, если все будет в норме – лампа останется целой.
3. Перед проведением работ по ремонту или обслуживанию необходимо найти электрическую схему, по которой собирался данный блок – выполняется поиском на корпусе устройства, в его паспортных документах, если модуль самодельный – исходники от сборщиков или информация по схеме в сети интернет.
4. Знание правильной работы с корпусами блоков – понимание их типов и видов – блоки электроники могут быть разборного и неразборного типа, металлической и пластиковой основы. Если корпуса свободно разбираются – требуется освободить электротехническую часть от всего лишнего. Особенно металлических элементов, если блоки пластиковые – аккуратность будет преимуществом на пути разборки. В случае, если блоки неразборные – тестирование блока под напряжением проводится с соблюдением всех правил безопасности и с помощью защитным элементов.
5. Применение измерительной аппаратуры и инструментов для работы – вся вспомогательная и измерительная техника для ремонта оборудования должна быть в исправном состоянии и с актуальными даты поверочных испытаний для уверенности в правильности всех показаний.
6. Визуальная оценка оборудования, если ремонт проводится после аварийного режима – как правило, в случае аварийных режимов работы блоков питания, выделения дыма из внутренностей устройства, места оплавления являются обязательными спутниками устройств. Правильная и аккуратная оценка таких приборов, обесточивание их от сети питание и медленная разборка позволит избежать еще больших повреждений блоков и его механизмов.

Постоянное повышение компетенции и знаний в науке электронике, проведение опытных работ с целью наработки навыков по сборке устройств электроники и их модернизации, применение технических расчетов и справочников при реализации таких работ, аккуратность, осторожность и терпение смогут принести продуктивные плоды в создании, эксплуатации и ремонте не только электронных трансформаторов, но и любых других систем электроники.

Электронные трансформаторы начали входить в моду совсем недавно. По сути, он является импульсным блоком питания, который предназначен для понижения сетевых 220 Вольт до 12 Вольт. Такие трансформаторы применяются для питания галогенных ламп 12 Вольт. Мощность выпускаемых ЭТ на сегодня 20-250 Ватт. Конструкции почти у всех схем подобного рода схожи друг с другом. Это простой полумостовой инвертор, достаточно нестабильный в работе. Схемы лишены защиты от КЗ на выходе импульсного трансформатора. Еще одним недостатком схемы является то, что генерация происходит только тогда, когда на вторичную обмотку трансформатора подключают нагрузку определенной величины. Я решил написать статью, поскольку считаю, что ЭТ может быть использован в радиолюбительских конструкциях в качестве источника питания, если внести некоторые простые альтернативные решения в схему ЭТ. Суть переделки - дополнить схему защитой от КЗ и заставить ЭТ включаться при подаче сетевого напряжения и без лампочки на выходе. На самом деле переделка достаточно проста и не требует особых навыков в электронике. Схема показана ниже, красным - изменения.

На плате ЭТ мы можем увидеть два трансформатора - основной (силовой) и трансформатор ОС. Трансформатор ОС содержит 3 отдельные обмотки. Две из них являются базовыми обмотками силовых ключей и состоят из 3-х витков. На этом же трансформаторе есть еще одна обмотка, которая состоит всего из одного витка. Эта обмотка последовательно подключена к сетевой обмотке импульсного трансформатора. Именно эту обмотку нужно снять и заменить перемычкой. Дальше нужно поискать резистор с сопротивлением 3-8 Ом (от его величины зависит срабатывания защиты от КЗ). Затем берем провод диаметром 0,4-0,6мм и мотаем два витка на на импульсном трансформаторе, затем 1 виток на трансформаторе ОС. Резистор ОС подбираем с мощностью от 1 до 10 ватт, он будет нагреваться, и достаточно сильно. В моем случае использован проволочный резистор с сопротивлением 6,2 Ом, но не советую использовать их, поскольку проволока имеет некоторую индуктивность, что может повлиять на дальнейшую работу схемы, хотя точно сказать не могу - время покажет.

При КЗ на выходе тут же сработает защита. Дело в том, что ток во вторичной обмотке импульсного трансформатора, а также и на обмотках трансформатора ОС резко спадет, это приведет к запиранию ключевых транзисторов. Для сглаживания сетевых помех на входе питания установлен дроссель, который был выпаян от другого ИБП. После диодного моста желательно установить электролитический конденсатор с напряжением не менее 400 Вольт, емкость подобрать исходя от расчета 1мкФ на 1 ватт.

Но даже после переделки, не стоит замыкать выходную обмотку трансформатора более 5 секунд, поскольку силовые ключи будут греться и могут выйти из строя. Переделанный таким образом импульсный БП включится без выходной нагрузки вообще. При КЗ на выходе генерация срывается, но схема не пострадает. Обычный же ЭТ при замыкании выхода, просто мгновенно сгорает:

Продолжая экспериментировать с блоками электронных трансформаторов для питания галогенных ламп, можно доработать сам импульсный трансформатор, например для получения повышенного двухполярного напряжения для питания автомобильного усилителя.

Трансформатор в ИБП галогенных ламп выполнен на ферритовом кольце, и по виду с этого кольца можно выжимать нужные ватты. С кольца были сняты все заводские обмотки и на их место были намотаны новые. Трансформатор на выходе должен обеспечивать двухполярное напряжение - 60 вольт на плечо.

Для намотки трансформатора использовался провод от китайских обычных железных трансформаторов (входили в комплект приставки сега). Провод - 0,4 мм. Первичная обмотка - мотается 14-ю жилами, сначала 5 витков по всему кольцу, провод не отрезаем! После намотки 5 витков делаем отвод, скручиваем провод и мотаем еще 5. Такое решение избавит от трудной фазировки обмоток. Первичная обмотка готова.

Вторичка мотается также. Обмотка состоит из 9-ти жил того же провода, одно плечо состоит из 20 витков, тоже мотается по всему каркасу, затем отвод и мотаем еще 20 витков.

Для очищения лака я просто поджег провода зажигалкой, затем очистил их монтажным ножом и вытер кончики растворителем. Должен сказать - работает великолепно! На выходе получил требуемые 65 вольт. В дальнейших статьях мы рассмотрим варианты такого рода, а также добавим выпрямитель на выходе, превращая ЭТ в полноценный импульсный блок питания, который может быть использован практически для любых целей.

На сегодняшний день, электромеханики достаточно редко занимаются починкой электронных трансформаторов. В большинстве случаев, я и сам не очень заморачиваюсь тем, чтобы потрудиться над реанимацией подобных устройств, просто потому что, обычно покупка нового электронного трансформатора обходится куда дешевле, чем ремонт старого. Однако, в обратной ситуации — почему бы и не потрудиться экономии ради. К тому же не у всех есть возможность добраться до специализированного магазина, чтобы подыскать там замену, или обратиться в мастерскую. По этой причине, любому радиолюбителю нужно уметь и знать, как производится проверка и ремонт импульсных (электронных) трансформаторов в домашних условиях, какие могут возникнуть неоднозначные моменты и как их разрешить.

Ввиду того, что не все имеют обширный объём знаний по теме, постараюсь представить всю имеющуюся информацию максимально доступно.

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.

Как проверять электронные трансформаторы?

На самом деле, чтобы разобраться с причиной поломки не нужно обладать огромным багажом знаний, достаточно иметь под рукой мультиметр (стандартный китайский, как на рисунке №2) и знать, какие цифры должен выдавать на выходе каждый из компонентов (конденсатор, диод и т.д.).

Рис 2: Мультиметр.

Мультиметр может измерить постоянное, переменное напряжение, сопротивление. Также он может работать в режиме прозвонки. Желательно, чтобы щуп мультиметра был обмотан скотчем, (как на рисунке №2), это убережёт его от обрывов.

Чтобы правильно производить прозвонку различных элементов трансформера рекомендую всё-таки выпаивать их (многие пытаются обойтись без этого) и исследовать отдельно, поскольку в противном случае показания могут быть неточными.

Диоды

Нельзя забывать, что диоды прозваниваются только в одну сторону. Для этого мультиметр устанавливается в режим прозвонки, красный щуп прикладывается к плюсу, чёрный к минусу. Если всё в норме, то прибор издаёт характерный звук. При наложении щупов на противоположные полюса не должно происходит вообще ничего, а если это не так, то можно диагностировать пробой диода.

Транзисторы

При проверке транзисторов, их также нужно выпаивать и прозванивать переходы база-эмиттер, база-коллектор, выявляя их проходимость в одну, и в другую сторону. Обычно, роль коллектора в транзисторе выполняет задняя железная часть.

Обмотка

Нельзя забывать проверять обмотку, как первичную, так и вторичную. Если возникают проблемы с определением того, где первичная обмотка, а где вторичная, то помните, что первичная обмотка даёт большее сопротивление.

Конденсаторы (радиаторы)

Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах (пикофарадах, микрофарадах). Для его исследования тоже используется мультиметр, на котором выставляется сопротивление в 2000 кОм. Положительный щуп прикладывается к минусу конденсатора, отрицательный к плюсу. На экране должны появляться всё возрастающие цифры вплоть до почти двух тысяч, которые сменяются единицей, что расшифровывается как бесконечное сопротивление. Это может свидетельствовать об исправности конденсатора, но лишь в отношении его способности накапливать заряд.

Ещё один момент: если в процессе прозвонки возникла путаница с тем, где расположен «вход», а где «выход» трансформатора, то нужно просто перевернуть плату и на обратной стороне на одном конце платы вы увидите небольшую маркировку «SEC» (второй), которой обозначается выход, а на другом «PRI» (первый) — вход.

А также, не забывайте, что электронные трансформаторы нельзя запускать без загрузки! Это очень важно.

Ремонт электронного трансформатора

Пример 1

Возможность попрактиковаться в починке трансформатора представилась не так давно, когда мне принесли электронный трансформатор от потолочной люстры (напряжение — 12 вольт). Люстра рассчитана на 9 лампочек, каждая по 20 ватт (в сумме – 180 ватт). На упаковке от трансформатора значилось также: 180 ватт.А вот пометка на плате гласила: 160 ватт. Страна производитель – конечно же,Китай. Аналогичный электронный трансформатор стоит не более 3$, и это на самом деле совсем немного, если сравнивать со стоимостью остальных компонентов устройства, в котором он был задействован.

В полученном мной электронном трансформаторе сгорела пара ключей на биполярных транзисторах (модель: 13009).

Рабочая схема стандартная двухтактная, на месте выходного транзистора поставлен инвертор ТОР(Thor), у которого вторичная обмотка состоит из 6-ти витков, а переменный ток сразу же перенаправляется на выход, то есть к лампам.

Такие блоки питания обладают весьма значимым недостатком: отсутствует защита против короткого замыкания на выходе. Даже при секундном замыкании выходной обмотки, можно ожидать весьма впечатляющего взрыва схемы. Поэтому рисковать подобным образом и замыкать вторичную обмотку крайне не рекомендуется. В целом, именно по этой причине радиолюбители не очень любят связываться с электронными трансформаторами подобного типа. Впрочем, некоторые наоборот пытаются их самостоятельно доработать, что, на мой взгляд, весьма неплохо.

Но вернёмся к делу: поскольку наблюдалось потемнение платы прямо под ключами, то не приходилось сомневаться, что они вышли из строя именно из-за перегрева. Тем более, что радиаторы не слишком активно охлаждают заполненную множеством деталей коробочку корпуса, да ещё и прикрываются картонкой. Хотя, если судить по исходным данным, также имела место перегрузка в 20 ватт.

Из-за того, что нагрузка превышает возможности блока питания, достижение номинальной мощности практически равнозначно выходу из строя. Те более, что в идеале, с расчётом на долговременное функционирование, мощность БП должна быть не меньше, а вдвое больше необходимого. Вот такая она китайская электроника. Снизить уровень нагрузки, сняв несколько лампочек, не представлялось возможным. Поэтому единственный подходящий, на мой взгляд, вариант исправления ситуации заключался в наращивании теплоотводов.

Чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою версию, я запустил плату прямо на столе и дал нагрузку с помощью двух галогеновых парных ламп. Когда всё было подключено – капнул немного парафина на радиаторы. Расчёт был такой: если парафин будет таять и испаряться, то можно гарантировать, что электронный трансформатор (благо, если только он сам) будет сгорать меньше чем за полчаса работы по причине перегрева.После 5 минут работы воск так и не расплавился, получалось, что основная проблема связана именно с плохой вентиляцией, а не с неисправностью радиатора. Наиболее изящный вариант решения проблемы – просто подогнать другой более просторный корпус под электронный трансформатор, который обеспечит достаточную вентиляцию. Но я предпочёл подсоединить теплоотвод в виде алюминиевой полоски. Собственно, этого оказалось вполне достаточно для исправления ситуации.

Пример 2

В качестве ещё одного примера починки электронного трансформатора я хотел бы рассказать о ремонте устройства, обеспечивающего понижение напряжения с 220 на 12 Вольт. Оно использовалось для галогенных ламп на 12 Вольт (мощность – 50 Ватт).

Рассматриваемый экземпляр перестал работать без всяких спецэффектов. До того, как он оказался у меня в руках, от работы с ним отказалось несколько мастеров: некоторые не смогли найти решение проблемы, другие, как уже и говорилось выше, решили, что это экономически нецелесообразно.

Для очистки совести я проверил все элементы, дорожки на плате, нигде не обнаружил обрывов.

Тогда я решил проверить конденсаторы. Диагностика мультиметром вроде бы прошла успешно, однако, с учётом того, что накопление заряда происходило на протяжении целых 10 секунд (это многовато для конденсаторов подобного типа), возникло подозрение, что неполадка именно в нём. Я произвёл замену конденсатора на новый.

Тут нужно небольшое отступление: на корпусе рассматриваемого электронного трансформатора имелось обозначение: 35-105 VA. Эти показания говорят о том, при какой нагрузке можно включать устройство. Включать его вообще без нагрузки (или, если по-человечески, без лампы), как уже говорилось ранее, нельзя. Поэтому я подсоединил к электронному трансформатору лампу на 50 Ватт (то есть значение, которое вписывается между нижней и верхней границей допустимой нагрузки).

Рис. 4: Галогеновая лампа на 50Ватт (упаковка).

После подключения никаких изменений в работоспособности трансформатора не произошло. Тогда я ещё раз полностью осмотрел конструкцию и понял, что при первой проверке не обратил внимания на термопредохранитель (в данном случае модель L33, ограничение до 130C). Если в режиме прозвонки этот элемент даёт единицу, то можно говорить о его неисправности и обрыве цепи. Изначально термопредохранитель не был проверен по той причине, что при помощи термоусадки он вплотную крепится к транзистору. То есть для полноценной проверки элемента придётся избавляться от термоусадки, а это весьма трудоёмко.

Рис.5: Термопредохранитель, прикреплённый термоусадкой к транзистору (элемент белого цвета, на который указывает ручка).

Впрочем, для анализа работы схемы без данного элемента, достаточно закоротить его «ножки» на обратной стороне. Что я и сделал. Электронный трансформатор тут же заработал, да и произведённая ранее замена конденсатора оказалась не лишней, поскольку ёмкость установленного до этого элемента не отвечала заявленной. Причина, вероятно, была в том, что он просто износился.

В итоге, я заменил термопредохранитель, и на этом ремонт электронного трансформатора можно было считать завершённым.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Эксперименты с электронным трансформатором Taschibra (Ташибра, Tashibra). Электронные трансформаторы схемы

Эксперименты с электронным трансформатором Taschibra (Ташибра, Tashibra)

Думаю, что достоинства этого трансформатора оценили уже многие из тех, кто когда-либо занимался проблемами питания различных электронных конструкций. А достоинств у этого электронного трансформатора - не мало. Малый вес и габариты (как и у всех аналогичных схем), простота переделки под собственные нужды, наличие экранирующего корпуса, невысокая стоимость и относительная надежность (по крайней мере, если не допускать экстремальных режимов и КЗ, изделие, выполненное по аналогичной схеме, способно проработать долгие годы). Диапазон применения блоков питания на базе "Tasсhibra" может быть весьма широким, сопоставимым с применением обычных трансформаторов.

Применение оправдано в случаях дефицита времени, средств, отсутсвия необходимости стабилизации.Ну, что, - поэксперемтируем? Сразу оговорюсь, что целью экспериментов являлась проверка цепи запуска "Tasсhibra" при различных нагрузках, частотах и применении различных трансформаторов. Так же хотелось подобрать оптимальные номиналы компонентов цепи ПОС и проверить температурные режимы компонентов схемы при работе на различные нагрузки с учетом использования корпуса "Tasсhibra" в качестве радиатора.

Схема ЭТ Taschibra (Ташибра, Tashibra)

Несмотря на большое количество опубликованных схем электронного трансформатора, не поленюсь еще раз выложить ее на обозрение. Смотрим рис1, иллюстрирующий начинку "Tashibra".

Схема справедлива для ЭТ "Tashibra" 60-150Вт. Издевательство же производилось на ЭТ 150Вт. Предполагается, однако, что ввиду идентичности схем, результаты экспериментов с легкостью можно проецировать на экземпляры как с меньшей, так и с большей мощностью.

И еще раз напомню, чего же не хватает "Tashibra" для полноценного блока питания.1. Отсутствие входного сглаживающего фильтра (он же - противопомеховый, предотвращающий попадание продуктов преобразования в сеть),2. Токовая ПОС, допускающая возбуждение преобразователя и его нормальную работу лишь при наличии определенного тока нагрузки,3. Отсутствие выходного выпрямителя,4. Отсутствие элементов выходного фильтра.

Попробуем исправить все перечисленные недостатки "Tasсhibra" и попытаемся добиться его приемлемой работы с желаемыми выходными характеристиками. Для начала даже не будем вскрывать корпус электронного трансформатора, а просто добавим недостающие элементы...

1. Входной фильтр: конденсаторы С`1, C`2 с симметричным двухобмоточным дросселем (трансформатором) T`12. диодный мост VDS`1 со сглаживающим конденсатором C`3 и резистором R`1 для защиты моста от зарядного тока конденсатора.

Сглаживающий конденсатор обычно выбирается из расчета 1,0 - 1,5мкФ на ватт мощности, а параллельно конденсатору следует подключить разрядный резистор сопротивлением 300-500кОм для безопасности (прикосновение к выводам заряженного относительно высоким напряжением конденсатора - не очень приятно).Резистор R`1 можно заменить термистором 5-15Ом/1-5А. Такая замена в меньшей степени снизит КПД трансформатора.

На выходе ЭТ, как показано в схеме на рис3, подсоединим цепь из диода VD`1, конденсаторов C`4-C`5 и дросселя L1, включенного между ними, - для получения фильтрованного постоянного напряжения на выходе "пациента". При этом, на полистироловый конденсатор, размещенный непосредственно за диодом, приходится основная доля поглощения продуктов преобразования после выпрямления. Предполагается, что электролитический конденсатор, "спрятанный" за индуктивностью дросселя, будет выполнять лишь свои прямые функции, предотвращая "провал" напряжения при пиковой мощности подключенного к ЭТ устройства. Но и параллельно ему рекомендуется установить неэлектролитический конденсатор.

После добавления входной цепи в работе электронного трансформатора произошли изменения: амплитуда выходных импульсов (до диода VD`1) несколько возросла за счет повышения напряжения на входе устройства за счет добавления C`3 и модуляция частотой 50Гц уже практически отсутствует. Это - при расчетной для ЭТ нагрузке.Однако этого недостаточно. "Tashibra" не желает запускаться без существенного тока нагрузки.

Установка на выходе преобразователя нагрузочных резисторов для возникновения какого-либо минимального значения тока, способного запустить преобразователь, лишь снижает общий КПД устройства. Запуск при токе нагрузки около 100мА производится на очень низкой частоте, которую достаточно сложно будет отфильтровать, если блок питания предполагается для совместного применения с УМЗЧ и другим аудио-оборудованием с небольшим током потребления в режиме отсутствия сигнала, например. Амплитуда импульсов при этом также - меньше, чем при полной нагрузке.

Изменение частоты в режимах различной мощности - довольно сильное: от пары до нескольких десятков килогерц. Это обстоятельство накладывает существенные ограничения на использование "Tashibra" в таком (пока еще) виде при работе со многими устройствами.

Но - продолжим. Встречались предложения подключения дополнительного трансформатора к выходу ЭТ, как это показано, например, на рис2.

Предполагалось, что первичная обмотка дополнительного трансформатора способна создать ток, достаточный для нормальной работы базовой схемы ЭТ. Предложение, однако, заманчиво лишь тем, что не разбирая ЭТ, с помощью дополнительного трансформатора можно создать набор необходимых (по своему вкусу) напряжений. На самом деле тока холостого хода дополнительного трансформатора недостаточно для запуска ЭТ. Попытки увеличения тока (вроде лампочки на 6,3ВХ0,3А, подключенной к дополнительной обмотке), способного обеспечить НОРМАЛЬНУЮ работу ЭТ, приводили лишь к запуску преобразователя и зажиганию лампочки.

Но, быть может, кого-то заинтересует и этот результат, т.к. подключение дополнительного трансформатора справедливо и во многих других случаях для решения множества задач. Так, например, дополнительный трансформатор можно использовать совместно со старым (но рабочим) компьютерным БП, способного обеспечить значительную мощность на выходе, но имеющего ограниченный (зато - стабилизированный) набор напряжений.

Можно было бы и далее продолжать искать истину в шаманстве вокруг "Tashibra", однако, я счел для себя эту тему исчерпанной, т.к. для достижения необходимого результата (устойчивый запуск и выход на рабочий режим при отсутствии нагрузки, а, значит, и - высокий КПД; небольшое изменение частоты при работе БП от минимальной до максимальной мощности и устойчивый запуск при максимальной нагрузке) гораздо эффективней - влезть внутрь "Tashibra" и произвести все необходимые изменения в схеме самого ЭТ таким образом, как это показано на рис 4. Тем более, чт ос полсотни подобных схем мною было собрано еще во времена эры компьютеров "Спектрум" (именно для этих компьютеров). Различный УМЗЧ, запитанные аналогичными БП, где-то работают и сейчас. БП, выполненные по этой схеме, проявили себя с наилучшей стороны, работая, будучи собранными из самых различных комплектующих и в различных вариантах.

Переделываем? Конечно!

Тем более, что это совсем не сложно.

Выпаиваем трансформатор. Разогреваем его для удобства разборки, чтобы перемотать вторичную обмотку для получения желаемых выходных параметров так, как показано на этом фото или с помощью любых других технологий.

В данном случае трансформатор выпаян лишь для того, чтобы поинтересоваться его моточными данными (кстати: Ш-образный магнитопровод с круглым керном, стандартных для компьютерных БП габаритов с 90 витками первичной обмотки, намотанными в 3 слоя проводом диаметром 0,65мм и 7-ю витками вторичной обмотки с впятеро сложенным проводом диаметром приблизительно 1,1мм; все это без малейшей межслойной и межобмоточной изоляции - только лак) и освободить место для другого трансформатора.

Для экспериментов мне было проще использовать кольцевые магнитопроводы. Занимают меньше места на плате, что дает (при необходимости) возможность использования дополнительных компонентов в объеме корпуса. В данном случае использовалась пара ферритовых колец с внешним, внутренним диаметрами и высотой, соответственно 32Х20Х6мм, сложенных вдвое (без склеивания) - Н2000-НМ1. 90 витков первички (диаметр провода - 0,65мм) и 2Х12 (1,2мм) витков вторички с необходимой межобмоточной изоляцией.

Обмотка связи содержит 1 виток монтажного провода диаметром 0,35мм. Все обмотки наматываются в порядке, соответствующем нумерации обмоток. Изоляция самого магнитопровода - обязательна. В данном случае магнитопровод обмотан двумя слоями изоленты, надежно, кстати, фиксируя сложенные кольца.

Перед установкой трансформатора на плату ЭТ, выпаиваем токовую обмотку коммутирующего трансформатора и используем ее в качестве перемычки, запаяв туда же, но уже не пропуская через окно кольца трансформатора.

Устанавливаем намотанный трансформатор Tr2 на плату, запаяв выводы в соответствии со схемой на рис 4. и пропускаем провод обмотки III в окно кольца коммутирующего трансформатора. Используя жесткость провода, образуем подобие геометрически замкнутой окружности и виток обратной связи готов. В разрыв монтажного провода, образующего обмотки III обоих (коммутирующего и силового) трансформаторов, припаиваем достаточно мощный резистор (>1Вт) сопротивлением 3-10 Ом.

На схеме в рис 4 штатные диоды ЭТ не используются. Их следует удалить, как, впрочем, и резистор R1 в целях повышения КПД блока в целом. Но можно и пренебречь несколькими процентами КПД и оставить перечисленные детали на плате. По крайней мере, в момент проведения экспериментов с ЭТ, эти детали оставались на плате. Резисторы, установленные базовых цепях транзисторов следует оставить - они выполняют функции ограничения тока базы при запуске преобразователя, облегчая его работу на емкостную нагрузку.

Транзисторы непременно следует установить на радиаторы через изолирующие теплопроводящие прокладки (повзаимствованные, например, у неисправного компьютерного БП), предотвратив, тем самым их случайный мгновенный разогрев и обеспечив некоторую собственную безопасность в случае прикосновения к радиатору во время работы устройства.

Кстати, электрокартон, используемый в ЭТ для изоляции транзисторов и платы от корпуса, не является теплопроводным. Поэтому при "упаковке" готовой схемы БП в штатный корпус, между транзисторами и корпусом следует установить именно такие прокладки. Лишь в этом случае будет обеспечен хоть какой-то теплоотвод. При использовании преобразователя с мощностями свыше 100Вт на корпус устройства необходимо установить дополнительный радиатор. Но это, так, - на будущее.

А пока, закончив монтаж схемы, выполним еще один пункт безопасности, включив его вход последовательно через лампу накаливания мощностью 150-200 Вт. Лампа, в случае нештатной ситуации (КЗ, например) ограничит ток через конструкцию до безопасной величины и в худшем случае создаст дополнительное освещение рабочего пространства.

В лучшем случае, при некотрой наблюдательности лампой можно пользоваться, как индикатором, например, - сквозного тока. Так, слабое (или несколько более интенсивное) свечение нити лампы при ненагруженном или слабо нагруженном преобразователе, будет свидетельствовать о наличии сквозного тока. Подтверждением может послужить температура ключевых элементов - разогрев в режиме сквозного тока будет довольно быстрым. При работе исправного преобразователя видимое на фоне дневного света свечение нити 200-ваттной лампы проявится лишь на пороге 20-35 Вт.

Первый запуск

Итак, все готово для первого пуска переделанной схемы "Tashibra". Включаем для начала - без нагрузки, но не забываем о предварительно подключенном вольтметре на выход преобразователя и осциллографе. При правильно сфазированных обмотках обратной связи, преобразователь должен запуститься без проблем.

Если запуска не произошло, то провод, пропущенный в окно коммутирующего трансформатора (отпаяв его предварительно от резистора R5), пропускаем с другой стороны, придав ему, опять же, вид законченного витка. Подпаиваем провод к R5. Вновь подаем питание на преобразователь. Не помогло? Ищите ошибки в монтаже: КЗ, "непропаи", ошибочно установленные номиналы.

При запуске исправного преобразователя с указанными моточными данными, на дисплее осциллографа, подсоединенного к вторичной обмотке трансформатора Tr2 (в моем случае - к половине обмотки) будет отображена неизменяющаяся во времени последовательность четких прямоугольных импульсов. Частота преобразования подбирается резистором R5 и в моем случае при R5=5,1 Ohm, частота ненагруженного преобразователя составила 18 кГц.

При нагрузке 20 Ом - 20,5 кГц. При нагрузке 12 Ом - 22,3 кГц. Нагрузка подсоединялась непосредственно к контролируемой приборами обмотке трансформатора с действующим значением напряжения 17,5 В. Расчетное значение напряжения было несколько иным (20 В), но выяснилось, что вместо номинала 5,1 Ом, сопротивление установленного на плате R1=51 Ом. Будьте внимательны к подобным сюрпризам от китайсикх товарищей.

Впрочем, я счел возможность продолжить эксперименты без замены этого резистора, несмотря на его существенный, но терпимый нагрев. При отдаваемой преобразователем мощности в нагрузку около 25 Вт, мощность, рассеиваемая на этом резисторе не превышала 0,4 Вт.

Что же касается потенциальной мощности БП, то при частоте 20кГц установленный трансформатор сможет отдать в нагрузку не более 60-65Вт.

Попробуем частоту повысить. При включении резистора (R5) сопротивлением 8,2 Ом, частота преобразователя без нагрузки возросла до 38,5 кГц, с нагрузкой 12 Ом - 41,8 кГц.

При такой частоте преобразования с имеющимся силовым трансформатором можно смело обслужить нагрузку мощностью до 120Вт.С сопротивлениями в цепи ПОС можно экспериментировать и дальше, добиваясь необходимого значения частоты, имея ввиду, однако, что слишком большое сопротивление R5 может приводить к срывам генерации и нестабильному запуску преобразователя. При изменении параметров ПОС преобразователя, следует контролировать ток, проходящий через ключи преобразователя.

Можно эксперементировать так же и с обмотками ПОС обоих трансформаторов на свой страх и риск. При этом следует предварительно произвести расчеты количества витков коммутирующего трансформатора по формулам, размещенным на страничке //interlavka.narod.ru/stats/Blokpit02.htm, например, или с помощью оной из программ г-на Москатова, размещенных на страничке его сайта //www.moskatov.narod.ru/Design_tools_pulse_transformers.html.

Усовершенствование Tasсhibra - конденсатор в ПОС вместо резистора!

Можно избежать нагрева резистора R5, заменив его... конденсатором. Цепь ПОС при этом безусловно пробретает некоторые резонансные свойства, но каких либо ухудшений в работе БП не проявляется. Более того, конденсатор, установленный взамен резистора, нагревается значительно меньше, чем замененный резистор. Так, частота при установленном конденсаторе емкостью 220nF, возросла до 86,5кГц (без нагрузки) и составила при работе на нагрузку 88,1кГц. Запуск и работа преобразователя оставались такими же стабильными, как и в случае с применением резистора в цепи ПОС. Заметим, что потенциальная мощность БП пи такой частоте возрастает до 220 Вт (минимально).Мощность трансформатора: значения - приблизительны, с определенными допущениями, но не завышены.

К сожалению, у меня не было возможности для испытания БП с большим нагрузочным током, но, полагаю, что и описания произведенных экспериментов достаточно для того, чтобы обратить внимание многих на такие, вот, простые схемки преобразователей питания, достойных для использования в самых различных конструкциях.

Заранее приношу извинения за возможные неточности, недоговоренности и погрешности. Исправлюсь в ответах на ваши вопросы.

Константин (riswel)

Россия, г. Калининград

C детства - музыка и электро/радио-техника. Перепаял множество схем самых различных по разным поводам и просто, - для интереса, - и своих, и чужих.

За 18 лет работы в Северо-Западном Телекоме изготовил много различных стендов для проверки различного ремонтируемого оборудования. Сконструировал несколько, различных по функционалу и элементной базе, цифровых измерителей длительности импульсов.

Более 30-ти рацпредложений по модернизации узлов различного профильного оборудования, в т.ч. - электропитающего. С давних пор все больше занимаюсь силовой автоматикой и электроникой.

Почему я здесь? Да потому, что здесь все - такие же, как я. Здесь много для меня интересного, поскольку я не силен в аудио-технике, а хотелось бы иметь больший опыт именно в этом направлении.

datagor.ru

Электронные трансформаторы. Устройство и работа. Особенности

Рассмотрим основные преимущества, достоинства и недостатки электронных трансформаторов. Рассмотрим схему их работы. Электронные трансформаторы появились на рынке совсем недавно, но успели завоевать широкую популярность не только в радиолюбительских кругах.

В последнее время в интернете часто наблюдаются статьи на основе электронных трансформаторов: самодельные блоки питания, зарядные устройства и многое другое. На самом деле электронные трансформаторы являются простым сетевым импульсным блоком питания. Это самый дешевый блок питания. Зарядное устройство для телефона стоит дороже. Электронный трансформатор работает от сети 220 вольт.

Устройство и принцип действия

Схема работы

Генератором в этой схеме является диодный тиристор или динистор. Сетевое напряжение 220 В выпрямляется диодным выпрямителем. На входе питания присутствует ограничительный резистор. Он одновременно служит и предохранителем, и защитой от бросков сетевого напряжения при включении. Рабочую частоту динистора можно определить от номиналов R-С цепочки.

Таким образом можно увеличить рабочую частоту генератора всей схемы или уменьшить. Рабочая частота в электронных трансформаторах от 15 до 35 кГц, ее можно регулировать.

Трансформатор обратной связи намотан на маленьком колечке сердечника. В нем присутствуют три обмотки. Обмотка обратной связи состоит из одного витка. Две независимые обмотки задающих цепей. Это базовые обмотки транзисторов по три витка.

Это равноценные обмотки. Ограничительные резисторы предназначены для предотвращения ложных срабатываний транзисторов и одновременно ограничения тока. Транзисторы применяются высоковольтного типа, биполярные. Часто используют транзисторы MGE 13001-13009. Это зависит от мощности электронного трансформатора.

т конденсаторов полумоста тоже многое зависит, в частности мощность трансформатора. Они применяются с напряжением 400 В. От габаритных размеров сердечника основного импульсного трансформатора также зависит мощность. У него две независимые обмотки: сетевая и вторичная. Вторичная обмотка с расчетным напряжением 12 вольт. Наматывается она, исходя из требуемой мощности на выходе.

Первичная или сетевая обмотка состоит из 85 витков провода диаметром 0,5-0,6 мм. Используются маломощные выпрямительные диоды с обратным напряжением в 1 кВ и током в 1 ампер. Это самый дешевый выпрямительный диод, который можно найти серии 1N4007.

На схеме детально виден конденсатор, частотно задающий цепи динистора. Резистор на входе предохраняет от бросков напряжения. Динистор серии DB3, его отечественный аналог КН102. Также имеется ограничивающий резистор на входе. Когда напряжение на частотно задающем конденсаторе достигает максимального уровня, происходит пробой динистора. Динистор – это полупроводниковый искровой разрядник, который срабатывает при определенном напряжении пробоя. Тогда он подает импульс на базу одного из транзисторов. Начинается генерация схемы.

Транзисторы работают по противофазе. Образуется переменное напряжение на первичной обмотке трансформатора заданной частоты срабатывания динистора. На вторичной обмотке мы получаем нужное напряжение. В данном случае все трансформаторы рассчитаны на 12 вольт.

Модель трансформатора китайского производителя Taschibra

Он предназначен для питания галогенных ламп на 12 вольт.

Со стабильной нагрузкой, как галогенные лампы, такие электронные трансформаторы могут работать бесконечно долго. Во время работы схема перегревается, но не выходит из строя.

Принцип действия

Подается напряжение 220 вольт, выпрямляется диодным мостом VDS1. Через резисторы R2 и R3 начинает заряжаться конденсатор С3. Заряд продолжается то тех пор, пока не пробьется динистор DB3.

Напряжение открытия этого динистора составляет 32 вольта. После его открытия на базу нижнего транзистора поступает напряжение. Транзистор открывается, вызывая автоколебания этих двух транзисторов VT1 и VT2. Как работают эти автоколебания?

Ток начинает поступать через С6, трансформатор Т3, трансформатор управления базами JDT, транзистор VT1. При прохождении через JDT он вызывает закрытие VT1 и происходит открытие VT2. После этого ток течет через VT2, через трансформатор баз, Т3, С7. Транзисторы постоянно открывают и закрывают друг друга, работают в противофазе. В средней точке появляются прямоугольные импульсы.

Частота преобразования зависит от индуктивности обмотки обратной связи, емкости баз транзисторов, индуктивности трансформатора Т3 и емкостей С6, С7. Поэтому частотой преобразования управлять очень сложно. Еще частота зависит от нагрузки. Для форсирования открытия транзисторов используются ускоряющие конденсаторы на 100 вольт.

Для надежного закрытия динистора VD3 после возникновения генерации прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD1, и он надежно запирает динистор.

Кроме этого, есть устройства, которые используют для осветительных приборов, питают мощные галогенные лампы в течение двух лет, работают верой и правдой.

Блок питания на основе электронного трансформатора

Сетевое напряжение через ограничительный резистор поступает на диодный выпрямитель. Сам диодный выпрямитель состоит из 4-х маломощных выпрямителей с обратным напряжением в 1 кВ и током 1 ампер. Такой же выпрямитель стоит на блоке трансформатора. После выпрямителя постоянное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором. От резистора R2 зависит время заряда конденсатора С2. При максимальном заряде срабатывает динистор, возникает пробой. На первичной обмотке трансформатора образуется переменное напряжение частоты срабатывания динистора.

Основное достоинство этой схемы – это наличие гальванической развязки с сетью 220 вольт. Основным недостатком является малый выходной ток. Схема предназначена для питания малых нагрузок.

Модель трансформатора DM-150T06A

Потребление тока 0,63 ампера, частота 50-60 герц, рабочая частота 30 килогерц. Такие электронные трансформаторы предназначены для питания более мощных галогенных ламп.

Достоинства и преимущества

Если использовать приборы по прямому назначению, то имеется хорошая функция. Трансформатор не включается без входной нагрузки. Если вы просто включили в сеть трансформатор, то он не активен. Нужно подключить на выход мощную нагрузку, чтобы началась работа. Эта функция экономит электроэнергию. Для радиолюбителей, которые переделывают трансформаторы в регулируемый блок питания, это является недостатком.

Можно реализовать систему автовключения и систему защиты от короткого замыкания. Несмотря на имеющиеся недостатки, электронный трансформатор всегда будет самой дешевой разновидностью блоков питания полумостового типа.

В продаже можно найти более качественные недорогие блоки питания с отдельным генератором, но все они реализуются на основе полумостовых схем с применением самотактируемых полумостовых драйверов, таких как IR2153 и ему подобные. Такие электронные трансформаторы гораздо лучше работают, более стабильны, реализована защита от короткого замыкания, на входе сетевой фильтр. Но старая Taschibra остается незаменимой.

Недостатки электронных трансформаторов

Они имеют ряд недостатков, несмотря на то, что они сделаны по хорошим схемам. Это отсутствие каких-либо защит в дешевых моделях. У нас простейшая схема электронного трансформатора, но она работает. Именно эта схема реализована в нашем примере.

На входе питания отсутствует сетевой фильтр. На выходе после дросселя должен стоять хотя бы сглаживающий электролитический конденсатор на несколько микрофарад. Но он тоже отсутствует. Поэтому на выходе диодного моста мы можем наблюдать нечистое напряжение, то есть, все сетевые и другие помехи передаются на схему. На выходе мы получаем минимальное количество помех, так как реализована гальваническая развязка.

Рабочая частота динистора крайне неустойчива, зависит от выходной нагрузки. Если без выходной нагрузки частота составляет 30 кГц, то с нагрузкой может наблюдаться довольно большой спад до 20 кГц, зависит от конкретной нагруженности трансформатора.

Еще одним недостатком можно назвать то, что на выходе этих электронных трансформаторов переменная частота и ток. Чтобы использовать его в качестве блока питания, нужно выпрямить ток. Выпрямлять нужно импульсными диодами. Обычные диоды тут не подходят из-за повышенной рабочей частоты. Поскольку в таких блоках питания не реализованы никакие защиты, то стоит лишь замкнуть выходные провода, блок не просто выйдет из строя, а взорвется.

Одновременно при коротком замыкании ток в трансформаторе увеличивается до максимума, поэтому выходные ключи (силовые транзисторы) просто лопнут. Выходит из строя и диодный мост, поскольку они рассчитаны на рабочий ток в 1 ампер, а при коротком замыкании рабочий ток резко увеличивается. Выходят также из строя ограничительные резисторы транзисторов, сами транзисторы, диодный выпрямитель, предохранитель, который должен предохранять схему, но не делает этого.

Еще несколько компонентов могут выйти из строя. Если у вас имеется такой блок электронного трансформатора, и он случайно выходит по каким-то причинам из строя, то ремонтировать его нецелесообразно, так как это не выгодно. Только один транзистор стоит 1 доллар. А готовый блок питания также можно купить за 1 доллар, совсем новый.

Мощности электронных трансформаторов

Сегодня в продаже можно найти разные модели трансформаторов, начиная от 25 ватт и заканчивая несколькими сотнями ватт. Трансформатор на 60 ватт выглядит следующим образом.

Производитель китайский, выпускает электронные трансформаторы мощностью от 50 до 80 ватт. Входное напряжение от 180 до 240 вольт, частота сети 50-60 герц, рабочая температура 40-50 градусов, выход 12 вольт.

Похожие темы:

electrosam.ru

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). 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).

el-shema.ru

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В. Как устроен электронный трансформатор?

Работа трансформатора сроится на преобразовании тока от сети с напряжением 220 В. Устройства делятся по количеству фаз, а также показателю перегрузки. На рынке представлены модификации однофазного и двухфазного типов. Параметр перегрузки тока колеблется от 3 до 10 А. При необходимости можно сделать электронный трансформатор своими руками. Однако для этого в первую очередь важно ознакомиться с устройством модели.

Схема модели

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В предполагает использование пропускного реле. Непосредственно обмотка применяется с фильтром. Для повышения тактовой частоты в цепи имеются конденсаторы. Выпускаются они открытого и закрытого типа. У однофазных модификаций используются выпрямители. Указанные элементы необходимы для повышения проводимости тока.

В среднем чувствительность у моделей равна 10 мВ. При помощи расширителей решаются проблемы с перегрузками в сети. Если рассматривать двухфазную модификацию, то у нее используется тиристор. Указанный элемент, как правило, устанавливается с резисторами. Емкость их в среднем равна 15 пФ. Уровень проводимости тока в данном случае зависит от загруженности реле.

Как сделать самостоятельно?

Сделать электронный трансформатор своими руками можно легко. Для этого важно использовать проводное реле. Расширитель для него целесообразно подбирать импульсного типа. Для увеличения параметра чувствительности устройства используются конденсаторы. Многие специалисты рекомендуют резисторы устанавливать с изоляторами.

Для решения проблем со скачками напряжения припаиваются фильтры. Если рассматривать самодельную однофазную модель, то модулятор целесообразнее подбирать на 20 Вт. Выходное сопротивление в цепи трансформатора должно составлять 55 Ом. Непосредственно для подключения устройства припаиваются выходные контакты.

Устройства с конденсаторным резистором

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В предполагает использование проводного реле. В данном случае резисторы устанавливаются за обкладкой. Как правило, модуляторы используются открытого типа. Также схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В включает выпрямители, которые подбираются с фильтрами.

Для решения проблем с коммутацией необходимы усилители. Параметр выходного сопротивления в среднем составляет 45 Ом. Проводимость тока, как правило, не превышает 10 мк. Если рассматривать однофазную модификацию, то у нее имеется триггер. Некоторые специалисты для увеличения проводимости используют триггеры. Однако в данном случае значительно повышаются тепловые потери.

Трансформаторы с регулятором

Трансформатор 220-12 В с регулятором устроен довольно просто. Реле в данном случае стандартно используется проводного типа. Непосредственно регулятор устанавливается с модулятором. Для решения проблем с обратной полярностью имеется кенотрон. Использоваться он может с обкладкой или без нее.

Триггер в данном случае подсоединяется через проводники. Указанные элементы способны работать только с импульсными расширителями. В среднем параметр проводимости у трансформаторов данного типа не превышает 12 мк. Также важно отметить, что показатель отрицательного сопротивления зависит от чувствительности модулятора. Как правило, он не превышает 45 Ом.

Использование проводных стабилизаторов

Трансформатор 220-12 В с проводным стабилизатором встречается очень редко. Для нормальной работы устройства необходимо качественное реле. Показатель отрицательного сопротивления составляет в среднем 50 Ом. Стабилизатор в данном случае фиксируется на модуляторе. Указанный элемент в первую очередь предназначен для понижения тактовой частоты.

Тепловые потери при этом у трансформатора незначительные. Однако важно отметить, что на триггер оказывается большое давление. Некоторые эксперты в сложившейся ситуации рекомендуют использовать емкостные фильтры. Продаются они с проводником и без него.

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.

Модель Taschibra

Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В включает в себя триггер на две обкладки. Реле у модели используется проводного типа. Для решения проблем с пониженной частотностью применяются расширители. Всего у модели имеются три конденсатора. Таким образом, проблемы с перегрузкой в сети возникают редко. В среднем параметр выходного сопротивления держится на уровне 50 Ом. Как утверждают специалисты, выходное напряжение на трансформаторе не должно превышать 30 Вт. В среднем чувствительность модулятора составляет 5,5 мк. Однако в данном случае важно учитывать загруженность расширителя.

Устройство RET251C

Указанный электронный трансформатор для ламп производится с выходным переходником. Расширитель у модели имеется дипольного типа. Всего в устройстве установлены три конденсатора. Резистор применяется для решения проблем с отрицательной полярностью. Конденсаторы у модели перегреваются редко. Непосредственно модулятор подсоединяется через резистор. Всего у модели установлены два тиристора. В первую очередь они отвечают за параметр выходного напряжения. Также тиристоры призваны обеспечивать стабильную работу расширителя.

Трансформатор GET 03

Трансформатор (12 Вольт) указанной серии пользуется большой популярность. Всего у модели имеются два резистора. Находятся они рядом с модулятором. Если говорить про показатели, то важно отметить, что частота модификации равняется 55 Гц. Подключение устройства осуществляется через выходной переходник.

Расширитель подобран с изолятором. С целью решения проблем с отрицательной полярностью используются два конденсатора. Регулятор в представленной модификации отсутствует. Показатель проводимости трансформатора составляет 4,5 мк. Выходное напряжение колеблется в районе 12 В.

Устройство ELTR-70

Указанный электронный трансформатор 12В включает в себя два проходных тиристора. Отличительной особенностью модификации считается высокая тактовая частота. Таким образом, процесс преобразования тока осуществятся без скачков напряжения. Расширитель у модели используется без обкладки.

Для понижения чувствительности имеется триггер. Установлен он стандартно селективного типа. Показатель отрицательного сопротивления составляет 40 Ом. Для однофазной модификации это считается нормальным. Также важно отметить, что устройства подключаются через выходной переходник.

Модель ELTR-60

Это трансформатор выделяет высокой стабильностью напряжения. Относится модель к однофазным устройствам. Конденсатор у него используется с высокой проводимостью. Проблемы с отрицательной полярностью решаются за счет расширителя. Он установлен за модулятором. Регулятор в представленном трансформаторе отсутствует. Всего у модели используются два резистора. Емкость у них составляет 4,5 пФ. Если верить специалистам, то перегрев элементов наблюдается очень редко. Выходное напряжение на реле равно строго 12 В.

Трансформаторы TRA110

Указанные трансформаторы работают от проходного реле. Расширители у модели используются разной емкости. В среднем показатель выходного сопротивления трансформатора составляет 40 Ом. Относится модель к двухфазным модификациям. Показатель пороговой частоты у нее равен 55 Гц. В данном случае резисторы используются дипольного типа. Всего у модели имеются два конденсатора. Для стабилизации частоты во время работы устройства действует модулятор. Проводники у модели припаяны с высокой проводимостью.

fb.ru

Переделка электронного трансформатора | all-he

Электронный трансформатор - сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье «Электронный трансформатор (ознакомление)».

Устройство имеет достаточно простую схему. Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки.

Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ.

В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу.Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на 105 Ватт.

Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль - почему бы не попробовать?

Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до 150 Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на 105 Ватт. Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок.

Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.

Доработка №1

Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).

Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя. Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ порядка 2,5$).

Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.

Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора.Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце (трансформаторе ОС). Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,4-0,8мм.

Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ. Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем 3-5 ватт (можно использовать от 1 до 10 ватт).

Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи). Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС. Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются.

Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно. Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более 5-8 секунд.

Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ.

Доработка №2

Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор. В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Данный дроссель был снят от ИБП DVD проигрывателя, хотя можно использовать и самодельные дросселя.

После моста следует подключить электролит с емкостью 200мкФ с напряжением не менее 400 Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на 105 Ватт, почему же конденсатор использован на 200мкФ? Это поймете уже совсем скоро.

Доработка №3

Теперь о главном - умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок.

Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.

Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью 150 Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт.

Планируется увеличить мощность до 200 Ватт. Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше.

Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Биполярные ключи MJE13007 заменяем на MJE13009.Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.

Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,22-0,47мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).

Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.

Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.

Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром.Дросселя намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.

Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением 25-35 Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки (диодные сборки из компьютерного блока питания). Можно использовать любые быстрые диоды с током 15-20 Ампер.

all-he.ru

СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

В настоящее время импульсные электронные трансформаторы благодаря малым размерам и весу, низкой цены и широкому асортименту, широко применяются в массовой аппаратуре. Благодаря массовому производству, электронные трансформаторы стоят в несколько раз дешевле обычных индуктивных трансформаторов на железе аналогичной мощности. Хотя электронные трансформаторы разных фирм могут иметь отличающиеся конструкции, схема практически одна и та-же.

Возьмём для примера стандартный электронный трансформатор маркированный 12V 50Ватт, который используется для питания настольного светильника. Принципиальная схема будет такая:

Схема электронного трансформатора работает следующим образом. Напряжение сети выпрямляется с помощью выпрямительного моста до полусинусоидаьльного с удвоенной частотой. Элемент D6 типа DB3 в документации называется "TRIGGER DIODE”, - это двунаправленный динистор в котором полярность включения значения не имеет и он используется здесь для запуска преобразователя трансформатора. Динистор срабатывает во время каждого цикла, запуская генерацию полумоста. Открытие динистора можно регулировать. Это можно использовать например для функции регулировки яркости подключенной лампы. Частота генерации зависит от размера и магнитной проводимости сердечника трансформатора обратной связи и параметров транзисторов, обычно составляет в пределах 30-50 кГц.

В настоящее время начался выпуск более продвинутых трансформаторов с микросхемой IR2161, которая обеспечивает как простоту конструкции электронного трансформатора и уменьшение числа используемых компонентов, так и высокими характеристиками. Использование этой микросхемы значительно увеличивает технологичность и надежность электронного трансформатора для питания галогенных ламп. Принципиальная схема приведена на рисунке.

Особенности электронного трансформатора на IR2161:Интеллектуальный драйвер полумоста; Защита от короткого замыкания нагрузки с автоматическим перезапуском;Защита от токовой перегрузки с автоматическим перезапуском;Качание рабочей частоты для снижения электромагнитных помех;Микромощный запуск 150 мкА;Возможность использования с фазовыми регуляторами яркости с управлением по переднему и заднему фронтам;Компенсация сдвига выходного напряжения увеличивает долговечность ламп;Мягкий запуск, исключающий токовые перегрузки ламп.

Входной резистор R1 (0,25ватт) – своеобразный предохранитель. Транзисторы типа MJE13003 прижаты к корпусу через изоляционную прокладку металлической пластинкой. Даже при работе на полную нагрузку транзисторы греются слабо. После выпрямителя сетевого напряжения отсутствует конденсатор, сглаживающий пульсации, поэтому выходное напряжение электронного трансформатора при работе на нагрузку представляет собой прямоугольные колебания 40кГц, модулированные пульсациями сетевого напряжения 50Гц. Трансформатор Т1 (трансформатор обратной связи) – на ферритовом кольце, обмотки подключенные к базам транзисторов содержат по пару витков, обмотка, подключенная к точке соединения эмиттера и коллектора силовых транзисторов – один виток одножильного изолированного провода. В ЭТ обычно используются транзисторы MJE13003, MJE13005, MJE13007. Выходной трансформатор на ферритовом Ш-образном сердечнике.

Чтоб задействовать электронный трансформатор в импульсном источнике питания, нужно подключить на выход выпрямительный мост на ВЧ мощных диодах (обычные КД202, Д245 не пойдут) и конденсатор для сглаживания пульсаций. На выходе электронного трансформатора ставят диодный мост на диодах КД213, КД212 или КД2999. Короче нужны диоды с малым падением напряжения в прямом направлении, способные хорошо работать на частотах порядка десятков килогерц.

Преобразователь электронного трансформатора без нагрузки нормально не работает, поэтому его нужно использовать там, где нагрузка постоянна по току и потребляет достаточный ток для уверенного запуска преобразователя ЭТ. При эксплуатации схемы надо учитывать, что электронные трансформаторы являются источниками электромагнитных помех, поэтому должен ставиться LC фильтр, предотвращающий проникновение помехи в сеть и в нагрузку.

Лично я использовал электронный трансформатор для изготовления импульсного источника питания лампового усилителя. Так-же представляется возможным питать ими мощные УНЧ класса А или светодиодные ленты, которые как раз и предназначены для источников с напряжением 12В и большим выходным током. Естественно подключение такой ленты производится не напрямую, а через токоограничительный резистор или с помощью коррекции выходной мощности электронного трансформатора.

Форум по электронным трансформаторам

Обсудить статью СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

radioskot.ru

Электронные трансформаторы для галогенных ламп на 12 В

Электропитание

Главная Радиолюбителю Электропитание

В статье описаны так называемые электронные трансформаторы, по сути, представляющие собой импульсные понижающие преобразователи для питания галогенных ламп, рассчитанных на напряжение 12 В. Предложены два варианта исполнения трансформаторов - на дискретных элементах и с применением специализированной микросхемы.

Галогенные лампы являются, по сути, более усовершенствованной модификацией обычной лампы накаливания. Принципиальное отличие заключается в добавлении в колбу лампы паров соединений галогенов, которые блокируют активное испарение металла с поверхности нити накала во время работы лампы. Это позволяет разогревать нить накала до более высоких температур, что даёт более высокую светоотдачу и более равномерный спектр излучения. Помимо этого, увеличивается срок службы лампы. Эти и другие особенности делают галогенную лампу весьма привлекательной для домашнего освещения, и не только. Промышленно выпускается широкий ассортимент галогенных ламп различной мощности на напряжение 230 и 12 В. Лампы с напряжением питания 12 В обладают лучшими техническими характеристиками и большим ресурсом по сравнению с лампами на 230 В, не говоря уже об электробезопасности. Для питания таких ламп от сети 230 В необходимо уменьшить напряжение. Можно, конечно, применить обычный сетевой понижающий трансформатор, но это дорого и нецелесообразно. Оптимальный выход - использовать понижающий преобразователь 230 В/12 В, часто называемый в таких случаях электронным трансформатором или галогенным конвертором (halogen convertor). О двух вариантах таких устройств и пойдёт речь в этой статье, оба рассчитаны на мощность нагрузки 20...105 Вт.

Один из наиболее простых и распространённых вариантов схемных решений для понижающих электронных трансформаторов - это полумостовой преобразователь с положительной обратной связью по току, схема которого приведена на рис. 1. При подключении устройства к сети конденсаторы С3 и С4 быстро заряжаются до амплитудного напряжения сети, формируя половинное напряжение в точке соединения. Цепь R5C2VS1 формирует запускающий импульс. Как только напряжение на конденсаторе С2 достигнет порога открывания динистора VS1 (24.32 В), он откроется и к базе транзистора VT2 будет приложено прямое напряжение смещения. Этот транзистор откроется, и ток потечёт по цепи: общая точка конденсаторов С3 и С4, первичная обмотка трансформатора Т2, обмотка III трансформатора Т1, участок коллектор - эмиттер транзистора VT2, минусовый вывод диодного моста VD1. На обмотке II трансформатора Т1 появится напряжение, поддерживающее транзистор VT2 в открытом состоянии, при этом к базе транзистора VT1 будет приложено обратное напряжение от обмотки I (обмотки I и II включены противофазно). Протекающий через обмотку III трансформатора Т1 ток быстро введёт его в состояние насыщения. Вследствие этого напряжение на обмотках I и II Т1 устремится к нулю. Транзистор VT2 начнёт закрываться. Когда он почти полностью закроется, трансформатор станет выходить из насыщения.

Рис. 1. Схема полумостового преобразователя с положительной обратной связью по току

Закрывание транзистора VT2 и выход из насыщения трансформатора Т1 приведут к изменению направления ЭДС и росту напряжения на обмотках I и II. Теперь к базе транзистора VT1 будет приложено прямое напряжение, ак базе VT2 - обратное. Транзистор VT1 начнёт открываться. Ток потечёт по цепи: плюсовой вывод диодного моста VD1, участок коллектор - эмиттер VT1, обмотка III Т1, первичная обмотка трансформатора Т2, общая точка конденсаторов С3 и С4. Далее процесс повторяется, а в нагрузке формируется вторая полуволна напряжения. После запуска диод VD4 поддерживает в разряженном состоянии конденсатор С2. Поскольку в преобразователе не используется сглаживающий оксидный конденсатор (в нём нет необходимости при работе на лампу накаливания, даже, наоборот, его присутствие ухудшает коэффициент мощ-ности устройства), то по окончании полупериода выпрямленного напряжения сети генерация прекратится. С приходом следующего полупериода генератор запустится снова. В результате работы электронного трансформатора на его выходе формируются близкие по форме к синусоидальным колебания частотой 30...35 кГц (рис. 2), следующие пачками с частотой 100 Гц (рис. 3).

Рис. 2. Близкие по форме к синусоидальным колебания частотой 30...35 кГц

Рис. 3. Колебания частотой 100 Гц

Важная особенность подобного преобразователя - он не запустится без нагрузки, поскольку при этом ток через обмотку III Т1 будет слишком мал, и трансформатор не войдёт в насыщение, процесс автогенерации сорвётся. Эта особенность делает ненужной защиту от режима холостого хода. Устройство с указанными на рис. 1 номиналами стабильно запускается при мощности нагрузки от 20 Вт.

На рис. 4 приведена схема усовершенствованного электронного трансформатора, в который добавлены помехоподавляющий фильтр и узел защиты от короткого замыкания в нагрузке. Узел защиты собран на транзисторе VT3, диоде VD6, стабилитроне VD7, конденсаторе C8 и резисторах R7-R12. Резкое увеличение тока нагрузки приведёт к увеличению напряжения на обмотках I и II трансформатора Т1 с 3...5 В в номинальном режиме до 9...10 В в режиме короткого замыкания. В результате на базе транзистора VT3 появится напряжение смещения 0,6 В. Транзистор откроется и зашунтирует конденсатор цепи запуска С6. В результате со следующим полупериодом выпрямленного напряжения генератор не запустится. Конденсатор С8 обеспечивает задержку отключения защиты около 0,5 с.

Рис. 4. Схема усовершенствованного электронного трансформатора

Второй вариант электронного понижающего трансформатора показан на рис. 5. Он более прост в повторении, поскольку в нём нет одного трансформатора, при этом более функционален. Это тоже полумостовой преобразователь, но под управлением специализированной микросхемы IR2161S. В микросхему встроены все необходимые защитные функции: от пониженного и повышенного напряжения сети, от режима холостого хода и короткого замыкания в нагрузке, от перегрева. Также IR2161S обладает функцией мягкого старта, который заключается в плавном нарастании напряжения на выходе при включении от 0 до 11,8 В в течение 1 с. Это исключает резкий бросок тока через холодную нить лампы, что значительно, иногда в несколько раз, повышает срок её службы.

Рис. 5. Второй вариант электронного понижающего трансформатора

В первый момент, а также с приходом каждого последующего полупериода выпрямленного напряжения питание микросхемы осуществляется через диод VD3 от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2. Если питание осуществляется напрямую от сети 230 В без использования фазового регулятора мощности (диммера), то цепь R1-R3C5 не нужна. После входа в рабочий режим микросхема дополнительно питается с выхода полумоста через цепь d2VD4VD5. Сразу же после запуска частота внутреннего тактового генератора микросхемы - около 125 кГц, что значительно выше частоты выходного контура С13С14Т1, в результате напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 будет мало. Внутренний генератор микросхемы управляется напряжением, его частота обратно пропорциональна напряжению на конденсаторе С8. Сразу же после включения этот конденсатор начинает заряжаться от внутреннего источника тока микросхемы. Пропорционально росту напряжения на нём будет уменьшаться частота генератора микросхемы. Когда напряжение на конденсаторе достигнет 5 В (приблизительно через 1 с после включения), частота уменьшится до рабочего значения около 35 кГц, а напряжение на выходе трансформатора достигнет номинального значения 11,8 В. Так реализован мягкий старт, после его завершения микросхема DA1 переходит в рабочий режим, в котором вывод 3 DA1 можно использовать для управления выходной мощностью. Если параллельно конденсатору С8 подключить переменный резистор сопротивлением 100 кОм, можно, изменяя напряжение на выводе 3 DA1, управлять выходным напряжением и регулировать яркость свечения лампы. При изменении напряжения на выводе 3 микросхемы DA1 от 0 до 5 В частота генерации будет меняться от 60 до 30 кГц (60 кГц при 0 В - минимальное напряжение на выходе и 30 кГц при 5 В - максимальное).

Вход CS (вывод 4) микросхемы DA1 является входом внутреннего усилителя сигнала ошибки и используется для контроля тока нагрузки и напряжения на выходе полумоста. В случае резкого увеличения тока нагрузки, например, при коротком замыкании, падение напряжения на датчике тока - резисторах R12 и R13, а следовательно, и на выводе 4 DA1 превысит 0,56 В, внутренний компаратор переключится и остановит тактовый генератор. В случае же обрыва нагрузки напряжение на выходе полумоста может превысить предельно допустимое напряжение транзисторов VT1 и VT2. Чтобы избежать этого, к входу CS через диод VD7 подключён резистивно-ёмкостный делитель C10R9. При превышении порогового значения напряжения на резисторе R9 генерация также прекращается. Более подробно режимы работы микросхемы IR2161S рассмотрены в .

Рассчитать число витков обмоток выходного трансформатора для обоих вариантов можно, например, с помощью простой методики расчёта , выбрать подходящий магнитопровод по габаритной мощности можно с помощью каталога .

Согласно , число витков первичной обмотки равно

NI = (Uc max·t0 max) / (2·S·Bmax),

где Uc max - максимальное напряжение сети, В; t0 max - максимальное время открытого состояния транзисторов, мкс; S - площадь поперечного сечения магнитопровода, мм2; Bmax- максимальная индукция, Тл.

Число витков вторичной обмотки

где k - коэффициент трансформации, в нашем случае можно принять k = 10.

Чертёж печатной платы первого варианта электронного трансформатора (см. рис. 4) приведён на рис. 6, расположение элементов - на рис. 7. Внешний вид собранной платы показан на рис. 8. обложки. Электронный трансформатор собран на плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Все элементы для поверхностного монтажа установлены со стороны печатных проводников, выводные - на противоположной стороне платы. Большинство деталей (транзисторы VT1, VT2, трансформатор Т1, динистор VS1, конденсаторы С1-С5, С9, С10) подойдут от массовых дешёвых электронных балластов для люминесцентных ламп типа Т8, например, Tridonic PC4x18 T8, Fintar 236/418, Cimex CSVT 418P, Komtex EFBL236/418, TDM Electric EB-T8-236/418 и др., поскольку они имеют схожую схемотехнику и элементную базу. Конденсаторы С9 и С10 - металлоплёночные полипропиленовые, рассчитанные на большой импульсный ток и переменное напряжение не менее 400 В. Диод VD4 - любой быстродействующий с допустимым обратным на рис 11 пряжением не менее 150 В.

Рис. 6. Чертёж печатной платы первого варианта электронного трансформатора

Рис. 7. Расположение элементов на плате

Рис. 8. Внешний вид собранной платы

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе с магнитной проницаемостью 2300 ±15 %, его внешний диаметр - 10,2 мм, внутренний диаметр - 5,6 мм, толщина - 5,3 мм. Обмотка III (5-6) содержит один виток, обмотки I (1-2) и II (3-4) - по три витка провода диаметром 0,3 мм. Индуктивность обмоток 1-2 и 3-4 должна быть 10...15 мкГн. Выходной трансформатор Т2 намотан на магнитопроводе EV25/13/13 (Epcos) без немагнитного зазора, материал N27. Его первичная обмотка содержит 76 витков провода 5x0,2 мм. Вторичная обмотка содержит восемь витков литцендрата 100x0,08 мм. Индуктивность первичной обмотки равна 12 ±10 % мГн. Дроссель помехоподавляющего фильтра L1 намотан на маг-нитопроводе Е19/8/5, материал N30, каждая обмотка содержит по 130 витков провода диаметром 0,25 мм. Можно применить подходящий по габаритам стандартный двухобмоточный дроссель индуктивностью 30...40 мГн. Конденсаторы С1, С2 желательно применить Х-класса.

Чертёж печатной платы второго варианта электронного трансформатора (см. рис. 5) показан на рис. 9, расположение элементов - на рис. 10. Плата также изготовлена из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, элементы для поверхностного монтажа расположены со стороны печатных проводников, выводные - на противоположной стороне. Внешний вид готового устройства приведён на рис. 11 и рис. 12. Выходной трансформатор Т1 намотан накольцевом магнитопроводе R29.5 (Epcos), материал N87. Первичная обмотка содержит 81 виток провода диаметром 0,6 мм, вторичная - 8 витков провода 3x1 мм. Индуктивность первичной обмотки равна 18 ±10 % мГн, вторичной - 200 ±10 % мкГн. Трансформатор Т1 рассчитывался на максимальную мощность до 150 Вт, для подключения такой нагрузки транзисторы VT1 и VT2 необходимо установить на теплоотвод - алюминиевую пластину площадью 16...18 мм2, толщиной 1,5...2 мм. При этом, правда, потребуется соответствующая переделка печатной платы. Также выходной трансформатор можно применить от первого варианта устройства (потребуется добавить на плате отверстия под иное расположение выводов). Транзисторы STD10NM60N (VT1, VT2) можно заменить на IRF740AS или аналогичные. Стабилитрон VD2 должен быть мощностью не менее 1 Вт, напряжение стабилизации - 15,6...18 В. Конденсатор С12 - желательно дисковый керамический на номинальное постоянное напряжение 1000 В. Конденсаторы С13, С14 - металлопленочные полипропиленовые, рассчитанные на большой импульсный ток и переменное напряжение не менее 400 В. Каждую из резистивных цепей R4-R7, R14-R17, R18-R21 можно заменить одним выводным резистором соответствующих сопротивления и мощности, но при этом потребуется изменить печатную плату.

Рис. 9. Чертёж печатной платы второго варианта электронного трансформатора

Рис. 10. Расположение элементов на плате

Рис. 11. Внешний вид готового устройства

Рис. 12. Внешний вид собранной платы

Литература

1. IR2161 (S) & (PbF). Halogen convertor control IC. - URL: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2161.pdf (24.04.15).

2. Peter Green. 100VA dimmable electronic convertor for low voltage lighting. - URL: http:// www.irf.com/technical-info/refdesigns/ irplhalo1e.pdf (24.04.15).

3. Ferrites and Accessories. - URL: http:// en.tdk.eu/tdk-en/1 80386/tech-library/ epcos-publications/ferrites (24.04.15).

Дата публикации: 30.10.2015

Мнения читателей

• Веселин / 08.11.2017 - 22:18Какие электронные трансформаторы из представленных на рынке с им 2161 или подобные
• Эдуард / 26.12.2016 - 13:07Здрвствуйте, можно ли вместо трансформатора на 160вт поставить на 180вт? Спасибо.
• Михаил / 21.12.2016 - 22:44Я переделывал вот такие http://ali.pub/7w6tj
• Юрий / 05.08.2016 - 17:57Здравствуйте! Нельзя ли узнать частоту переменного напряжения на выходе трансформатора для галогенных ламп? Спасибо.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

www.radioradar.net

Бывает, что, собирая то или иное устройство, требуется определиться с выбором источника питания. Это чрезвычайно важно, когда устройствам необходим мощный блок питания. Приобрести железные трансформаторы с необходимыми характеристиками на сегодняшний день не составляет труда. Но они довольно дорогостоящие, а большие размеры и вес являются их главными недостатками. А сборка и наладка хороших импульсных блоков питания весьма сложная процедура. И многие не берутся за это.

Далее, вы узнаете о том, как собрать мощный и при этом несложный блок питания, взяв за основу конструкции электронный трансформатор. По большому счету, разговор пойдет об увеличении мощности таких трансформаторов.

Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.

Планировалось увеличить его мощность до 300 Вт. Этот трансформатор был приобретен в ближайшем магазине и стоил примерно 100 р.

Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:

Трансформатор представляет собой обычный двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор. Симметричный динистор является основным компонентом, осуществляющим запуск схемы, поскольку он подает первоначальный импульс.

В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.

Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:

1. Транзисторы MJE13003.
2. Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
3. Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
4. Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
5. Диодный мост.

Несмотря на отсутствие в этом варианте защиты от КЗ, электронный трансформатор работает без сбоев. Назначение устройства – это работа с пассивной нагрузкой (к примеру, офисные «галогенки»), поэтому стабилизация выходного напряжения отсутствует.

Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.

Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью:

В ней стало даже меньше компонентов. Из первоначальной схемы были взяты трансформатор обратной связи, резистор, динистор и конденсатор.

Оставшиеся детали были извлечены из старых компьютерных БП, а это 2 транзистора, диодный мост и силовой трансформатор. Конденсаторы были приобретены отдельно.

Транзисторы не помешает заменить на более мощные (MJE13009 в корпусе TO220).

Диоды были заменены на готовую сборку (4 А, 600 В).

Также годятся и диодные мосты от 3 А, 400 В. Емкость должна составлять 2,2 мкФ, но можно и 1,5 мкФ.

Силовой трансформатор был изъят из БП формата ATX на 450 Вт. На нем были удалены все штатные обмотки и намотаны новые. Первичная обмотка была намотана тройным проводом 0,5 кв. мм в 3 слоя. Общее количество витков – 55. Необходимо следить за аккуратностью намотки, а также за ее плотностью. Каждый слой изолировался синей изолентой. Расчет трансформатора производился опытным путем, и была найдена золотая середина.

Вторичная обмотка наматывается из расчета 1 виток – 2 В, но это лишь в том случае если сердечник такой же, как в примере.

При первом включении обязательно использовать страховочную лампу накаливания на 40-60 Вт.

Стоит заметить, что в момент запуска лампа не вспыхнет, поскольку после выпрямителя нет сглаживающих электролитов. На выходе высокая частота, поэтому для того чтобы делать конкретные замеры, необходимо сначала выпрямить напряжение. Для этих целей был использован мощный сдвоенный диодный мост, собранный из диодов КД2997. Мост выдерживает токи до 30 А, если прикрепить к нему радиатор.

Вторичная обмотка предполагалась на 15 В, хотя на деле получилось чуть больше.

В качестве нагрузки было взято все, что оказалось под рукой. Это мощная лампа от кинопроектора на 400 Вт при напряжении в 30 В и 5 20-ваттных ламп на 12 В. Все нагрузки подключались параллельно.

Биометрический замок – Схема и сборка ЖК дисплея