Подключение галогенных ламп 12 вольт через понижающий трансформатор, особенности решения и выбора комплектующих

Сборка по схеме своими руками

Электронный балласт можно купить в магазине или найти у себя в закромах, но самым интересным вариантом будет сборка электронного трансформатора своими руками. Собирается он довольно просто, а большинство необходимых деталей можно наковырять в сломанных блоках питания и в энергосберегающих лампах.

• Необходимые компоненты:Диодный мост с обратным напряжением не ниже 400 В и током не менее 3 А или четыре диода с такими же характеристиками.
• Предохранитель на 5 А.
• Симметричный динистор DB3.
• Резистор 500 кОм.
• 2 резистора 2,2 Ом, 0,5 Вт.
• 2 биполярных транзистора MJE13009.
• 3 плёночных конденсатора 600 В, 100 нФ.
• 2 тороидальных сердечника.
• Провод с лаковым покрытием 0,5 мм².
• Провод в обычной изоляции 2,5 мм².
• Радиатор для транзисторов.
• Макетная плата.

Начинается все с макетной платы, на которую вы будете устанавливать все радиокомпоненты. На рынке можно купить два вида плат — с односторонней металлизацией на коричневом стеклотекстолите.

И с двусторонней сквозной, на зелёном.

От выбора платы зависит, сколько времени и сил вы потратите на сборку проекта.

Коричневые платы — отвратительного качества. Металлизация на них выполнена настолько тонким слоем, что в некоторых местах на ней видны разрывы. Припоем она смачивается плохо, даже если использовать хороший флюс. А все, что удалось припаять — отрывается вместе с металлизацией при малейшем усилии.

Зелёные — стоят в полтора-два раза дороже, но зато с качеством все в порядке. Металлизация на них с толщиной проблем не имеет. Все отверстия в плате залужены на производстве, благодаря чему медь не окисляется и проблем при пайке не возникает.

Найти и купить эти макетки можно как в ближайшем радиомагазине, так и на алиэкспрессе. В Китае они стоят в два раза дешевле, но доставки придётся подождать.

Радиодетали выбирайте с длинными выводами, они вам пригодятся при монтаже схемы. Если вы собираетесь использовать бывшие в употреблении детали, то обязательно проверяйте их работоспособность и отсутствие внешних повреждений.

Единственная деталь, которую вам придётся сделать самим — это трансформатор.

Согласующий нужно наматывать тонким проводом. Количество витков в каждой обмотке:

• I — 7 витков.
• II — 7.
• III — 3.

Не забывайте фиксировать обмотки скотчем, иначе они расползутся.

Силовой трансформатор состоит всего из двух обмоток. Первичную наматывайте проводом 0,5мм², а вторичную — 2,5мм². Первичка и вторичка состоят из 90 и 12 витков соответственно.

Для пайки лучше не использовать «дедовские» паяльники — ими запросто можно сжечь чувствительные к температуре радиоэлементы. Возьмите лучше паяльник с регулировкой мощности, они не перегреваются, в отличие от первых.

ранзисторы заранее установите на радиаторы. Делать это на уже собранной плате — крайне неудобно. Собирать схему нужно от маленьких деталей к большим. Если вы сначала установите большие, то они будут мешаться при пайке маленьких. Учитывайте это.

При сборке смотрите на принципиальную схему, все соединения радиоэлементов должны соответствовать ей. Просуньте выводы деталей в отверстия на плате и согните их в нужном направлении. Если длины не хватает, удлиняйте их проводом. Трансформаторы после пайки приклейте к плате эпоксидной смолой.

После сборки подключите к выводам устройства нагрузку и убедитесь в том, что оно работает.

Как правильно подключить

Правила, которые будут входить далее, не так сложны. Сделать может каждый человек.  После монтажа следует два принципа работы, которые зависят от количества устройств, входящих в цепь. В нее входят трансформаторы и лампы.

Монтаж

Перед подключением следует составить схему, которая будет четко отражать место, где находится выключатель и трансформатор. Если устройства будет находиться внутри замкнутого пространства, объем не должен превышать 10 литров (нужно для отвода тепла).

Важно! Расстояние от трансформатора до лампы не должно быть меньше 250 миллиметров. Иначе могут возникнуть неприятности, которые нужно будет в срочном порядке устранять

Подключение

Схема подключения будет зависеть от количества приборов. После проделанных операций с монтажом можно приступать к дальнейшим действиям. Существует два способа подключения, которые являются базовыми ко всем остальным способам.

Один светильник

Лампа может быть рассчитана на 12 В (что используется везде), а может на 220 В. Схема подключения – параллельная. В такой системе существует два типа: лучевая (одна лампа – один проводник) и шлейф (после первого источника идут провода). Первый способ подключения эффективный, так как при поломке одной лампы не работает только она. Для такого способа нужно купить модель для параллельного подключения. Можно выполнить скрутку и сварку проводов.

Два и более

Такой способ подойдет для тех, кто не хочет тратить много денег. Он предполагает эффект «гирлянды» (при поломке одной выходят из строя все после нее). Чаще всего используется, когда нужно подключить две и более лампы. Действует также схема параллельного подключения. При подключении следует обеспечить одинаковое расстояние между лампочками, чтоб не возникло разного напряжения и различной яркости света.

Две группы ламп с двумя трансформаторами

Две группы следует размещать на одинаковом расстоянии друг от друга, чтоб свет от них был одинаковый. Для одной  группы размещается один трансформатор, для другой – второй. После чего они подключаются к выключателю.

Подключение галогенных ламп через трансформатор

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Электронный трансформатор для галогенных ламп 12в схема, get 0902

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.

http://go-radio.ru/elektronniy-transformator.htmlhttp://fb.ru/article/239899/shema-elektronnogo-transformatora-dlya-galogennyih-lamp-v-kak-ustroen-elektronnyiy-transformatorhttp://www.radiokot.ru/articles/84/http://master-houses.ru/transformator-dlya-galogennyh-lamp/http://radioskot.ru/publ/bp/skhema_ehlektronnogo_transformatora_dlja_galogennykh_lamp/7-1-0-110

трансформатора

Если необходимо установить устройство для контроля работы нескольких галогенных ламп, то можно использовать один из двух способов:

• Применить одноклавишный выключатель.
• Создать отдельные группы светильников.

Каждый из этих методов стоит рассмотреть подробно.

Использование одного выключателя

Провода оранжевого и синего цвета подключаются к входным клеммам трансформатора. Следует помнить, что в зависимости от страны производителя устройства, цветовое обозначение проводов может отличаться, и предварительно стоит заглянуть в инструкцию. Осветительные устройства, в свою очередь, необходимо подсоединить к выходным контактам трансформатора. Чтобы минимизировать потерю энергии, все подключения желательно делать с помощью медных проводов небольшого сечения, но не менее 1,5 мм2.

Также необходимо учесть еще один нюанс — проводники должны быть идентичны и подключены параллельно. В противном случае интенсивность светового потока каждой отдельной лампы может отличаться. При необходимости в любом магазине электротоваров можно приобрести дополнительные клеммы, если не хватает входящих в комплект.

Разделение ламп на группы

Именно этот способ многие профессиональные электрики считают наиболее эффективным. Он не только прост в реализации, но и практичен. Если предположить, что требуется подключить 6 ламп, то необходимо создать две группы по 3 осветительных элемента. При этом для каждой из них следует приобрести отдельный трансформатор.

Особенности повышающего трансформатора

Повышающие трансформаторные устройства, как их называют специалисты, также используются в быту и на производстве. В основном их назначение – работа по своему профилю на проходных электростанциях. Они должны повысить ток в соответствии с нормативными показателями, поскольку в процессе транспортировки происходит постепенное снижение высокого напряжения в ЛЭП. В конце пути следования электростанция с помощью повышающего трансформатора напряжение поднимается до нормативных 220 В и поставляется в бытовые сети, а 380 В – в промышленные.

Работа трансформатора повышающего типа осуществляется по следующей схеме, включающей в себя несколько этапов:

• Вначале на электростанции производится электрический ток напряжением 12 киловольт (кВ).
• Далее по ЛЭП оно поступает на повышающую подстанцию и попадает в повышающий трансформатор, преобразующий это напряжение до 400 кВ. Отсюда ток поступает в высоковольтную ЛЭП и уже по ней приходит на понижающую подстанцию, где его напряжение вновь становится 12 кВ.
• На последнем этапе ток оказывается в низковольтной линии, в конце которой установлен еще один трансформатор понижающего действия. Здесь напряжение окончательно принимает рабочее значение 220 или 380 В и в таком виде поступает в бытовую или промышленную сеть.

Принцип работы повышающего трансформатора также основан на электромагнитной индукции. Основная конструкция состоит их двух катушек с разным количеством витков и изолированного сердечника.

Низкое переменное напряжение поступает в первичную обмотку и вызывает появление магнитного поля, возрастающего при оптимально подобранном соотношении обмоток. Под его влиянием во вторичной обмотке образуется электрический ток с повышенными показателями – 220 В и более. В случае необходимости изменения частоты, в цепочку дополнительно устанавливается преобразователь, способный выдавать постоянный ток для определенных видов оборудования.

В процессе работы трансформаторы нагреваются, поэтому им требуется использовать охлаждение, которое может быть масляным или сухим. Трансформаторные масла относятся к пожароопасным веществам, поэтому такие системы оборудуются дополнительной защитой. Сухие трансформаторы заполняются специальными негорючими веществами. Они безопасны в эксплуатации, но стоят значительно дороже.

Повышающие трансформаторы представляют собой силовые конструкции, предназначенные для монтажа в электрических бытовых и производственных цепях. Установка меняет напряжение в сторону повышения. Как работает повышающий тип трансформаторов, где используются такие установки, нужно рассмотреть подробнее.

Предназначение и классификация трансформаторов

Главное предназначение блока питания или трансформатора заложено в его названии – преобразование сетевого напряжения с 220 вольт до 12В. На практике используются четыре основных вида блоков:

1. В пластиковых корпусах. Главным их достоинством закономерно является компактность, презентабельный внешний вид и малый вес. Можно также упомянуть и герметичность, но она одновременно приводит к возникновению главного недостатка таких систем – сложности теплообмена. Это прямо ограничивает мощность осветительного прибора, какой можно подключить. На рисунке справа можно видеть блок на 12 вольт,

2. В алюминиевых корпусах. В сравнении с предыдущим видом, более дорогой и увесистый. Но герметичный металлический корпус напротив не утрудняет, а способствует теплообмену. Такие приборы более прочные, надежные и долговечные. Они устойчивы к негативному влиянию внешней среды, поэтому используются во внешней рекламной продукции,

3. Открытого типа. Наиболее массовый и дешевый, ввиду своей простоты, вариант трансформатора. Более габаритный, нежели предыдущие модели, к тому же имеет менее презентабельный внешний вид. Также имеют довольно низкий уровень пыле- и влагозащищенности (если они вообще предусмотрены конструкцией),

4. Компактного типа. Маленький, простой конструктивно и в эксплуатации прибор, где реализован принцип нестационарного монтажа. Мощность их не превышает 60 Вт. Используются для питания лент стандартной длины (не более 5 м). Такой блок очень просто подключить, что является главным его достоинством.

Общая структура

Структурная схема блока питания с трансформаторным действием имеет следующий тип:

При этом в некоторых зарядных устройствах трансформаторного типа не используются последние два элемента. По сути основными являются трансформатор и выпрямитель, именно они отвечают за снижение напряжения, но фильтр и стабилизатор обеспечивают дополнительную защиту и регулировку значений в подаваемом на устройство напряжении.

На рынке электроники сегодня наиболее популярными являются однополярные трансформаторные блоки питания. Схема данного устройства выглядит следующим образом:

О конструкции самого трансформатора и принципах его работы поговорим далее. Двухполюсный блок питания данной категории имеет следующую схему:

В отличии от первой схемы, в этой применяется трансформатор с одинаковыми парными вторичными обмотками, которые последовательно соединяются.

Трансформатор

Один из основных элементов конструкции трансформатора – сердечник. В блоках питания он может быть Ш-образный либо U-образный, в редких случаях применяются тороидальные сердечники. На них располагаются трансформаторные обмотки из двух слоев: вторичная поверх первичной.

Конструкция

При сборке конструкции используется специальная формула, которая позволяет вычислить необходимые габариты трансформатора:

(1/N)~F*S*B

В этой формуле используются следующие значения:

• N – число витков на 1 вольт;
• F – уровень частоты в переменном напряжении;
• S – сечение магнитопровода;
• B – индукция магнитного поля в магнитопроводе.

Их внешний вид представлен на картинке ниже:

Для расчета вторичной обмотки можно использовать следующий прием. Наматывается 10 витков, собирается трансформатор и с соблюдением техники безопасности, стандартным методом первичная обмотка подключается к электросети. Затем производятся замеры уровня напряжения на выводе из вторичной обмотки. Полученные значения делятся на 10, после этого 12 делится на 10. Так определяется число витков необходимое для выработки напряжения в 12В.

Преимущества

Блоки питания с импульсным устройством обладают массой достоинств перед аналоговыми приборами. Именно по этой причине их подавляющее большинство изготавливается по представленной схеме.

Трансформаторы импульсного типа отличаются следующими преимуществами:

1. Малый вес.
2. Низкая цена.
3. Повышенный уровень КПД.
4. Расширенный диапазон напряжения.
5. Возможность встроить защиту.

Меньшим весом конструкция обладает из-за увеличения частоты сигнала. Конденсаторы уменьшаются в объеме. Схема их выпрямления наиболее простая.

Сравнивая обычные и импульсные блоки питания, видно, что в последних потери энергии сокращаются. Они наблюдаются при переходных процессах. КПД при этом может составлять 90-98%.

Меньшие габариты агрегатов позволяют снизить затраты на производство. Материалоемкость конечного продукта значительно уменьшается. Запитывать представленные аппараты можно от тока с различными характеристиками. Цифровые технологии, которые применяются при создании малогабаритных моделей, позволяют применять в конструкции специальные защитные блоки. Они предотвращают появление короткого замыкания, прочие аварийные ситуации.

Мощность электронных трансформаторов

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

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

Базовый принцип работы

Электронное преобразовательное устройство предусмотрено для снижения мощности обычного электротока с 220-ти до 12 В. По сути, оно является двухтактным автогенератором (импульсным блоком питания) с довольно простым устройством. Функционирует по полумостовой обычной схеме, имеет форму коробочки с 4-мя выходящими кабелями: 2-мя на вход (220 В) и столько же на выход (12 В). Корпусная поверхность, как правило, производится из поликарбоната, алюминия, закреплена несколькими болтами.

Преобразовательное устройство в разобранном виде

Внутри такого изделия сердечник из феррита (в виде буквы «ш» или кольца с 2-мя обмотками). Вид конструкции определяется производителем. Второй тип с кольцевым сердечником легче адаптировать под какие-то свои требования (делают питающие блоки для иных электронных приборов). Обычно силовой частью изделия являются биполярные транзисторы. Их частота в противофазе — 30-35 кГц.

Вам это будет интересно Пельтье генератор

Конструкция

В принципе работы трансформаторов используется физический закон электромагнитной индукции. Стандартные устройства имеют сердечник и две обмотки. Первичная обмотка понижающего трансформатора подключается к электрической сети. Вокруг сердечника магнитопривода генерируется магнитное поле. Во вторичной обмотке появляется электричество с определенным показателем напряжения.

Мощность на выходе определяется соотношением количества витков в обеих катушках. Соотношением витков, составляющих обмотку первичной и вторичной катушек, можно выбирать характеристики выходного напряжения. Устройство трансформаторов позволяет получить требуемое значение тока для питания промышленных и бытовых электроприборов.

Трансформаторы напряжения не меняют частоту тока. Для этого понижающему агрегату потребуется иметь в конструкции выпрямитель. Он будет менять частоту тока с переменного до постоянного значения, и наоборот.

В понижающих трансформаторах сегодня применяются полупроводники. Их работу дополняет схема интегрального типа. В цепь включаются конденсаторы, микросхемы, пьезоэлементы, резисторы и т. д. Такой понижающий бытовой трансформатор имеет небольшие габариты, высокий уровень КПД, малый вес. Он не шумит, не нагревается. В трансформаторах представленных типов допускается выбрать мощность исходящего тока. Устройство включает в схему защиту против короткого замыкания. Традиционные конструкции также пользуются спросом. Подобные схемы просты, надежны.