Электронный трансформатор как работает схема
Перейти к содержимому

Электронный трансформатор как работает схема

  • автор:

Электронный трансформатор

Электронные трансформаторы приходят на смену громоздким трансформаторам со стальным сердечником. Сам по себе электронный трансформатор, в отличие от классического, представляет собой целое устройство – преобразователь напряжения.

Электронный трансформатор

Применяются такие преобразователи в освещении для питания галогенных ламп на 12 вольт. Если вы ремонтировали люстры с пультом управления, то, наверняка, встречались с ними.

Вот схема электронного трансформатора JINDEL (модель GET-03) с защитой от короткого замыкания.

Схема электронного трансформатора

Как видим, схема довольно проста и собрана из радиодеталей, которые легко обнаружить в любом электронном балласте для питания люминесцентных ламп, а также в лампах – "экономках".

Внутренности электронного трансформатора

Основными силовыми элементами схемы являются n-p-n транзисторы MJE13009, которые включены по схеме полумост. Они работают в противофазе на частоте 30 — 35 кГц. Через них прокачивается вся мощность, подаваемая в нагрузку – галогенные лампы EL1. EL5. Диоды VD7 и VD8 необходимы для защиты транзисторов V1 и V2 от обратного напряжения. Симметричный динистор (он же диак) необходим для запуска схемы.

На транзисторе V3 (2N5551) и элементах VD6, C9, R9 — R11 реализована схема защиты от короткого замыкания на выходе (short circuit protection).

Если в выходной цепи произойдёт короткое замыкание, то возросший ток, протекающий через резистор R8, приведёт к срабатыванию транзистора V3. Транзистор откроется и заблокирует работу динистора DB3, который запускает схему.

Резистор R11 и электролитический конденсатор С9 предотвращают ложное срабатывание защиты при включении ламп. В момент включения ламп нити холодные, поэтому преобразователь выдаёт в начале пуска значительный ток.

Для выпрямления сетевого напряжения 220V используется классическая мостовая схема из 1,5-амперных диодов 1N5399.

В качестве понижающего трансформатора используется катушка индуктивности L2. Она занимает почти половину пространства на печатной плате преобразователя.

В силу своего внутреннего устройства, электронный трансформатор не рекомендуется включать без нагрузки. Поэтому, минимальная мощность подключаемой нагрузки составляет 35 — 40 ватт. На корпусе изделия обычно указывается диапазон рабочих мощностей. Например, на корпусе электронного трансформатора, что на первой фотографии указан диапазон выходной мощности: 35 — 120 ватт. Минимальная мощность нагрузки его составляет 35 ватт.

Галогенные лампы EL1. EL5 (нагрузку) лучше подключать к электронному трансформатору проводами не длиннее 3 метров. Так как через соединительные проводники протекает значительный ток, то длинные провода увеличивают общее сопротивление в цепи. Поэтому лампы, расположенные дальше будут светить тусклее, чем те, которые расположены ближе.

Также стоит учитывать и то, что сопротивление длинных проводов способствует их нагреву из-за прохождения значительного тока.

Стоит также отметить, что из-за своей простоты электронные трансформаторы являются источниками высокочастотных помех в сети. Обычно, на входе таких устройств ставится фильтр, который блокирует помехи. Как видим по схеме, в электронных трансформаторах для галогенных ламп нет таких фильтров. А вот в компьютерных блоках питания, которые собираются также по схеме полумоста и с более сложным задающим генератором, такой фильтр, как правило, монтируется.

Схема трансформатора галогенных ламп 12в. Схема электронного трансформатора для галогенных ламп. Обмоточные и электронные трансформаторы

Электронный трансформатор является сетевым импульсным блоком питания с весьма хорошими показателями. Такие блоки питания лишены защиты от КЗ на выходе, но эту недоработку можно исправить. Сегодня решил представить весь процесс увеличения мощности электронных трансформаторов для галогенных ламп. Китайский ЭТ с мощностью 150 ватт, мы превратим в мощный ИБП, который может быть использован практически для любых целей. Вторичная обмотка импульсного трансформатора, в моем случае содержит всего один виток. Обмотка намотана 10-ю жилами провода 0,5мм. Блок питания умощнен до 300 ватт, следовательно, его можно использовать для питания мощных усилителей НЧ, таких как Холтон, Ланзар, Маршалл Лич и т.п. При желании, можно на основе такого ИБП собрать мощный лабораторный блок питания. Мы знаем, что многие ИБП такого типа не включаются без нагрузки, такой недостаток имеют электронные трансформаторы Tashibra с мощностью 105 ватт.


Наша схема не имеет такого недостатка, схема заводится без нагрузки и может работать с маломощными нагрузками (светодиоды и т.п.). Для умощнения нужно сделать несколько переделок. Нужно перемотать импульсный трансформатор, подобрать конденсаторы полумоста, заменить диоды в выпрямителе и использовать более мощные ключи. В моем случае использованы диоды на полтора ампера, которые я не заменил, но обязательно замените на любые диоды с обратным напряжением не менее 400 Вольт и с током 2 Ампер и более.


Для начала давайте переделаем импульсный трансформатор. На плате можно увидеть кольцевой трансформатор с двумя обмотками, обе обмотки нужно снять. Затем берем еще одно аналогичное кольцо (снял с такого же блока) и склеиваем их. Сетевая обмотка состоит из 90 витков, витки растянуты по всему кольцу.


Диаметр провода, которым намотана обмотка 0,5…0,7мм. Далее уже мотаем вторичную обмотку. Один виток дает полтора вольта, к примеру — для получения 12 Вольт выходного напряжения, обмотка должна содержать 8 витков (но бывают и другие значения).


Далее заменяем конденсаторы полумоста. В стандартной схеме использованы конденсаторы 0,22мкФ 630 Вольт, которые были заменены на 0,5мкФ 400 Вольт. Силовые ключи использованы серии MJE13007, которые были заменены на более мощные — MJE13009.


На этом переделка почти завершена и можно уже подключить в сеть 220 Вольт. После проверки работоспособности схемы идем дальше. Дополняем ИБП фильтром помех сетевого напряжения. Фильтр содержит из дросселей и сглаживающего конденсатора. Электролитический конденсатор подбирается с расчетом 1мкФ на 1 Вольт, для наших 300 Ватт подбираем конденсатор с емкостью 300мкФ с минимальным напряжением 400 Вольт. Дальше приступаем к дросселям. Дроссель у меня использован готовый, был выпаян с другого ИБП. Дроссель имеет две отдельные обмотки по 30 витков провода 0,4мм.


На входе питания можно поставить предохранитель, но в моем случае он уже был на плате. Предохранитель подбирают на 1,25 — 1,5Ампер. Вот теперь все готово, уже можно дополнить схему выпрямителем на выходе и сглаживающими фильтрами. Если планируете собрать на основе такого ИБП зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, то на выходе хватит и одного мощного диода шоттки. К числу таких диодов относится мощный импульсный диод серии STPR40, который достаточно часто применяется в компьютерных блоках питания. Ток указанного диода 20Ампер, но для 300 ваттного блока питания и 20 Ампер маловато. Не беда! Дело в том, что указанный диод содержит в себе два аналогичных диода на 20 Ампер, нужно всего лишь подключить два крайних вывода корпуса друг к другу. Теперь у нас есть полноценный диод на 40 Ампер. Диод нужно будет установить на достаточно большой теплоотвод, поскольку последний будет перегреваться достаточно сильно, возможно понадобится небольшой кулер.

Переделка электронного трансформатора в более мощный

При сборке той или иной конструкции иногда встает вопрос источника питания, особенно если устройство требует мощного блока питания, а без переделки его не обойтись. В наши дни найти железные трансформаторы с нужными параметрами не трудно, они довольно дорогие, к тому же большие размеры и вес – их основной недостаток. Хорошие импульсные источники питания сложны в сборке и наладке, поэтому многим они недоступны. В своем выпуске видеоблогер Aka Kasyan покажет процесс постройки мощного и особо простого блока питания на базе электронного трансформатора. Хотя в большей мере этот видеоролик посвящен переделке и увеличению его мощности. У автора ролика нет цели доработать или улучшить схему, он просто хотел показать, как можно простым способом увеличить выходную мощность. В дальнейшем, если пожелаете, могут быть показаны все способы доработки таких схем с защитой от короткого замыкания и других функций.

Купить электронный трансформатор можно этом китайском магазине.

В качестве экспериментального выступил электронный трансформатор с мощностью 60 ватт, из которого мастер намерен вытянуть целых 300 ватт. В теории все должно работать.

Трансформатор для переделок был куплен всего за 100 рублей в строймагазине.

Перед вами классическая схема электронного трансформатора типа taschibra. Это простой двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор с цепью запуска на базе симметричного динистора. Именно он подает начальный импульс, в следствие чего схема запускается. Имеются два высоковольтных транзистора обратной проводимости. В родной схеме стояли mje13003, два конденсатора полумоста на 400 вольт, о,1 Мкф, трансформатор обратной связи с тремя обмотками, две из которых является задающим или базовыми обмотками. Каждая из них состоит из 3 витков провода 0,5 миллиметров. Третья обмотка является обратной связи по току.

На входе небольшой резистор на 1 ом в качестве предохранителя и диодный выпрямитель. Электронный трансформатор несмотря на простую схему работает безотказно. Этот вариант не имеет защиты от коротких замыканий, поэтому, если замкнуть выходные провода, будет взрыв – это как минимум.

Летние скидки до 50% — Электроника для самоделок вкитайском магазине.

Нет никакой стабилизации выходного напряжения, поскольку схема предназначена для работы с пассивной нагрузкой в лице офисных галогенных ламп. Основной силовой трансформатор имеет две обмотки – первичная и вторичная. Последняя рассчитана на выходное напряжение 12 вольт плюс минус пару вольт.

Первые испытания показали, что трансформатор имеет довольно большой потенциал. Потом автор нашел в интернете запатентованную схему сварочного инвертора, построенного почти по такой схеме и сразу создал плату для более мощного варианта. Сделал две платы, поскольку в начале хотел построить аппарат для контактной сварки. Все заработало без каких-либо проблем, но потом решил перемотать вторичную обмотку, чтобы заснять этот ролик, поскольку начальная обмотка выдавала всего 2 вольта и колоссальный ток. А делать замеры таких токов на данный момент нет возможности за отсутствием нужного измерительного оборудования.

Перед вами уже более мощная схема. Деталей стало даже меньше. С первой схемы взяты пара мелочей. Это трансформатор обратной связи, конденсатор и резистор в цепи запуска, динистор.

Дальше из старых компьютерных блоков питания были выбраны все остальные компоненты. Это силовой трансформатор, транзисторы и входной диодный мост. Емкости были куплены отдельно.

Начнем с транзисторов. На родной плате стояли mje13003 в корпусе to-220. Были заменены на более мощные mje13009 из той же линейки. диоды на плате стояли типа n4007 в один ампер. Заменил сборку с током 4 ампер и с обратным напряжением 600 вольт. Подойдут любые диодные мосты аналогичных параметров. Обратное напряжение должно быть не менее 400 вольт а ток не менее 3 ампер. Конденсаторы полумоста пленочные с напряжением 400 вольт.

Продолжение на видео с 4 минуты.

Устройство электронного трансформатора

Привычные нам массивные трансформаторы не так давно стали заменяться на электронные, которые отличаются дешевизной и компактностью. Размеры электронного трансформатора настолько малы, что его встраивают в корпуса компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Все такие трансформаторы сделаны по одной схеме, различия между ними минимальны. В основе схемы лежит симметричный автогенератор, иначе называемый мультивибратором.

Состоят они из диодного моста, транзисторов и двух трансформаторов: согласующего и силового. Это основные части схемы, но далеко не все. Кроме них, в схему входят различные резисторы, конденсаторы и диоды.

Принципиальная схема электронного трансформатора.

В этой схеме постоянный ток из диодного моста поступает на транзисторы автогенератора, которые накачивают энергию в силовой трансформатор. Номиналы и тип всех радиодеталей подобраны так, чтобы на выходе получалось строго определённое напряжение.

Если включить такой трансформатор без нагрузки, то автогенератор не запустится и напряжения на выходе не будет.

Бп Для Шуруповерта Из Электронного Трансформатора

Блок питания из электрического трансформатора Taschibra

Некоторые начинающие радиолюбители, и даже не только, сталкиваются с неуввязками на стадии производства массивных источников питания. На данный момент продаются появилось солидные объемы электрических трансформаторов, применяемых для питания галогенных ламп. Электронный трансформатор по сути есть полумостовой автогенераторный импульсный преобразователь напряжения. Импульсные преобразователи имеют высочайший КПД, малые размеры и вес. Стоят данные изделия достаточно дешево, приблизительно 1рубль за один ватт. Их после доработки можно использовать для питания радиолюбительских конструкций. В сети есть много статей по данной теме. Желаю поделиться своим опытом переделки электронного трансформатора

Разглядим принципную схему электрического преобразователя. Напряжение сети через предохранитель поступает на диодный мост D1-D4. Выпрямленное напряжение питает полумостовой преобразователь на транзисторах Q1 и Q2. В диагональ моста, образованного этими транзисторами и конденсаторами С1, С2, включена обмотка I импульсного трансформатора Т2. Пуск преобразователя обеспечивается цепью, состоящей из резисторов R1, R2, конденсатора С3, диодика D5 и диака D6. Трансформатор обратной связи Т1 имеет три обмотки. обмотка связи с клиентами по току, которая включена поочередно с первичной обмоткой силового трансформатора, и две обмотки по 3 витка, питающие базисные цепи транзисторов. Выходное напряжение электрического трансформатора по сути есть прямоугольные импульсы частотой 30 кГц, промодулированные частотой 100 Гц.

READ Зарядное Устройство Для Шуруповерта Темп

С целью использовать электронный

трансформатор в роли источника питания, его нужно доработать.

Подключаем на выходе выпрямительного моста конденсатор, для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Емкость выбирается из расчета 1мкФ на 1Вт. Рабочее напряжение конденсатора будет более 400В. При включении в сеть выпрямительного моста с конденсатором появляется бросок тока, потому необходимо в разрыв учебника из сетевых проводов включить терморезистор NTC либо резистор 4,7 Ом 5Вт. Это ограничит пусковой ток.

Бп Для Шуруповерта Из Электронного Трансформатора

Блок питания шуруповёрта на электронном трансформаторе

Блок питания шуруповёрта

на
электронном
трансформаторе. Тестируем
блок питания
из
электронного
трансформ.

Блок питания для шуруповерта из электронного трансформатора часть1

перебегаем на регистрацию и начинаем зарабатывать средства.

Если нужно другое выходное напряжение, перематываем вторичную обмотку силового трансформатора. Поперечник провода (жгута из проводов) выбирается отталкиваясь от тока нагрузки.

Электрические трансформаторы имеют ОС по току, потому выходное напряжение будет изменяться отталкиваясь от нагрузки. Если нагрузка не подключена, трансформатор не запустится. Если вы поставили цель этого не произошло, необходимо поменять схему связи с клиентами по току на ОС по напряжению. Обмотку связи с клиентами по току удаляем и заместо нее на плате ставим перемычку. Потом пропускаем гибкий многожильный провод через силовой трансформатор и делаем 2.4 витка, дальше пропускаем провод через трансформатор связи с клиентами и делаем один виток. Концы, пропущенного через силовой трансформатор и трансформатор обратной связи провода, соединяем через два параллельно соединенных резистора 6,8 Ом 5 Вт. Этим токоограничивающим резистором устанавливается частота преобразования (приблизительно 30кГц). При увеличении тока нагрузки частота становится чем просто. Если преобразователь не запустится нужно поменять направление намотки.

READ Нужно Ли Смазывать Бур Перфоратора

В трансформаторах Taschibra транзисторы прижаты к корпусу через картон, что опасно при эксплуатации. Кроме всего прочего бумага очень плохо проводит тепло. Потому лучше установить транзисторы через теплопроводящую прокладку. Для выпрямления переменного напряжения частотой 30кГц на выходе электрического трансформатора устанавливаем диодный мост. Лучшие результаты проявили, среди опробованных диодов, российские КД213Б (200В; 10А; 100кГц; 0,17мкс). При огромных токах нагрузки они нагреваются, потому их нужно установить на радиатор через теплопроводящие прокладки. Электрические трансформаторы плохо работают с емкостной нагрузкой по другому не запускаются вообщем. Для обычной работы нужен плавный пуск устройства. Обеспечению плавного пуска содействует дроссель L1. Вместе с конденсатором 100мкФ он дополнительно делает функцию фильтрации выпрямленного напряжения. Дроссель L1 50мкГ наматывается на сердечнике Т106-26 конторы Micrometals и содержит 24 витка проводом 1,2мм. Такие сердечники (жёлтого цвета, с одной гранью белоснежного цвета) используются в компьютерных блоках питания. Наружный поперечник 27мм, внутренний 14мм, и высота 12мм. Когда, в убитых блоках питания найдете и другие детали, в часности терморезистор.

READ Как Восстановить Биту Шуруповерта

Если у вас бывают шуруповерт иначе говоря другой инструмент, у которого батарея аккумуляторная выработала собственный ресурс, то в корпусе этой батареи есть вариант поместить блок питания из электрического трансформатора. По причине у вас получится инструмент, работающий от сети. Для размеренной работы на выходе блока питания лучше поставить резистор примерно 500 Ом 2Вт.

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.

Простой ИБП на основе электронного трансформатора

Недавно в магазине на глаза попался электронный трансформатор для галогенных ламп. Стоит такой трансформатор копейки — всего 2,5$, что в разы дешевле стоимости используемых в нем компонентов. Блок был куплен для опытов. Как позже оказалось, он не имел защиту и при КЗ случился настоящий взрыв… Трансформатор был довольно мощным (150 Ватт), поэтому на входе был установлен предохранитель, который буквально лопнул. После проверки, оказалось, что половина компонентов сгорело. Ремонт обойдется дорого, да и незачем тратить нервы и время, лучше купить новый. На следующий день были куплены сразу три трансформатора на 50, 105 и 150 ватт.

Электронный трансформатор для галогенных ламп

Планировалось доработать блок, поскольку это был ИБП — без каких-либо фильтров и защит.

Плата электронного трансформатора для галогенных ламп

После доработки должен был получиться мощный ИБП, основная особенность которого — компактность. Для начала блок был снабжен сетевым фильтром.

Плата электронного трансформатора для галогенных ламп

Дроссель был выпаян из блока питания DVD проигрывателя, состоит из двух идентичных обмоток, каждая содержит по 35 витков провода 0.3мм. Только проходя через фильтр, напряжение подается на основную схему. Для сглаживания НЧ помех использовались конденсаторы на 0.1 мкФ (подобрать с напряжением 250-400 вольт). Светодиод показывает наличие сетевого напряжения.

Схема доработки ИБП

На плате ничего не заменил, только на выходе стоит диодный выпрямитель с фильтрами. Диоды использовались Шоттки (от компьютерного блока питания). Для постройки моста нам нужны 4 диодные сборки, в схеме подключения ничего нового, она была приведена в одной из моих статьей (ссылка на статью )

Регулятор напряжения

Была использована схема с применением всего одного транзистора. Эта самая простая схема из всех существующих, содержит пару компонентов и работает очень хорошо. Недостаток схемы — перегрев транзистора при больших нагрузках, но все не так уж и страшно. В схеме можно использовать любые мощные биполярные НЧ транзисторы обратной проводимости — КТ803,805,819,825,827 — рекомендую использовать последние три. Подстроечник можно брать с сопротивлением 1…6.8к, дополнительный защитный резистор берем с мощностью 0,5-1 Ватт. Регулятор готов, идем дальше.

Плата регулятора напряжения

Защита

Еще одна простая схема, по сути это защита от переплюсовки. Реле буквально любое на 10-15 Ампер. Диод тоже можно применить любой выпрямительный, с током 1 ампер и более (отлично справляется широко применяемый 1N4007). Светодиод сигнализирует о неправильной полярности. Эта система отключает напряжение, если на выходе КЗ или неправильно подключено проверяемое устройство. БП можно использовать для проверки работоспособности самодельных УНЧ, преобразователей, автомагнитол и т.п., при этом не нужно боятся, что вдруг перепутаете полярность питания.

Плата блока защиты

В дальнейшем мы рассмотрим еще несколько простых переделок электронного трансформатора, ну а пока у нас есть простой, компактный и мощный ИБП, который можно использовать в качестве лабораторного блока для начинающего.

Электронный трансформатор как работает схема

Электронный трансформатор — регулировка мощности

Автор: Blaze, cornage@bk.ru
Опубликовано 30.10.2016
Создано при помощи КотоРед.

Электронный трансформатор — регулировка мощности.

В данной статье расскажу о давно набравшем популярность среди радиолюбителей устройстве, о котором упоминалось в радиожурналах ещё в 70-е годы. Уже в то время многие радиолюбители использовали для питания своих конструкций, таких как усилители мощности, автогенераторные импульсные источники питания (ИИП). Широкое распространение среди радиолюбителей получил автогенераторный полу-мостовой инвертор (Полумост). При использовании пропорционально-токового управления высоковольтными биполярными транзисторами, достигается хороший КПД преобразователя. В наше время такой автогенераторный полумост нашёл своё применение как замена крупногабаритного сетевого трансформатора. Данное устройство можно найти в любом хозяйственном или магазине электротоваров. Скрывается же наш простейший ИИП под названием –Электронный трансформатор.

Многие радиолюбителей конструируют на основе такого простейшего импульсника различные блоки питания, зарядные устройства, различные индукционные нагреватели, используют вместо привычного сетевого трансформатора для питания низковольтных паяльников и естественно для питания низковольтных ламп накаливания.

Чаще всего блок питания на основе такого устройства делается путём подключения к выходу электронного трансформатора двух-полупериодного или мостового выпрямителя на ультра-быстрых диодах, или диодах Шоттки.

После получения постоянного напряжения на выходе получившегося импульсного блока питания можно подключать различную нагрузку. Для запуска без нагрузки вводят ОС по напряжению, но не каждому хватает терпения и смекалки для настройки стабильной работы этой ОС.

Иногда может потребоваться регулировка выходного напряжения, например :

-регулировка оборотов микро-дрели

-регулировка температуры низковольтного паяльника

-регулировка яркости ламп накаливания (диммирование)

-регулировка тока заряда АКБ

Данные функции вполне реально осуществить на любом электронном трансформаторе (Feron, Taschibra и т.д.) и при любой мощности этого простого, дешёвого и компактного импульсника.

Давайте рассмотрим схему большинства таких электронных трансформаторов.

На транзисторах Q1 и Q2, конденсаторах C1, C2, также на силовом трансформаторе и коммутирующем T1, собран полу-мостовой автогенераторный инвертор. Выпрямленное сетевое напряжение поступает на делитель из конденсаторов C1,C2 и силовые транзисторы. Попеременно открываясь транзисторы поочерёдно проводят ток. Первичная обмотка силового трансформатора подключена к делителю из конденсаторов и к средней точке соединения транзисторов. При подаче запускающего импульса от цепи автозапуска, транзистор Q2 открывается и ток от конденсаторного делителя течёт через первичную обмотку силового трансформатора и транзистор Q2. После Q2закрывается, при этом открывается транзистор Q1, ток протекает от конденсаторного делителя, через первичную обмотку силового тр. И транзистор Q1. В конце каждого полупериода сети инвертор отключается и происходит перезапуск от дополнительной цепи.

На элементах R2,R3,D5,C3,D6 собрана цепь авто-запуска, которая в начале каждого полупериода сети запускает полу-мостовой автогенераторный ИИП. Конденсатор C3 заряжается до напряжения пробоя симметричного динистора D6, которое равно 32в. При достижении этого напряжения динистор DB3 открывается, C3 разряжается через динистор на базу Q2, происходит запуск схемы.

Изменяя время формирования запускающего импульса, можно добиться запуска инвертора как вначале, середине, так и к концу полу-периода . Тем самым становится возможной регулировка выходной мощности данного блока питания. Принцип регулировки здесь как и у симисторного регулятора мощности.(Фазовый метод регулировки).

В таком виде схема запуска не пригодна для корректной регулировки, её нужно немного изменить. Однако мне попался электронный трансформатор с более подходящей для регулировки схемой запуска. Потребовалось заменить резистор 470к на 100к и последовательно с ним припаял переменный резистор на 680к, конденсатор 10нф заменил на 68нф 250в.

Наткнулся случайно на данную схему, заработало всё с первого раза.

Жирным шрифтом указал используемые в своёт эл.трансе транзисторы и номинал используемого потенциометра.

Первый запуск как всегда делаем через лампу накаливания на 60вт и с мелкой нагрузкой. Без нагрузки страховочная лампа светиться недолжна.

Регулировка получилась плавной, галогенные лампочки можно регулировать от тусклого свечения нити, до максимума накала. Также переделка позволяет сделать простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, с добавлением всего лишь выпрямителя на ультра-быстрых диодах или на сборке Шоттки.

Также есть видео, в котором переделываю данный электронный трансформатор под регулировку мощности + демонстрация данного устройства в работе (https://youtu.be/J7LbjTdBvAw).

Надеюсь многим придётся по душе данная переделка, которая совмещает в себе лёгкость и компактность электронного трансформатора,его мощьность и функцию симисторного регулятора мощности на борту.

Электронные трансформаторы для галогенных ламп на 12 В

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 [1].

Рассчитать число витков обмоток выходного трансформатора для обоих вариантов можно, например, с помощью простой методики расчёта [2], выбрать подходящий магнитопровод по габаритной мощности можно с помощью каталога [3].

Согласно [2], число витков первичной обмотки равно

где Uc max — максимальное напряжение сети, В; t0 max — максимальное время открытого состояния транзисторов, мкс; S — площадь поперечного сечения магнитопровода, мм 2 ; 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 5×0,2 мм. Вторичная обмотка содержит восемь витков литцендрата 100×0,08 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 3×1 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 мм 2 , 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

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).

Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.

Мнения читателей
  • Веселин / 08.11.2017 — 22:18

Какие электронные трансформаторы из представленных на рынке с им 2161 или подобные

Здрвствуйте, можно ли вместо трансформатора на 160вт поставить на 180вт? Спасибо.

Я переделывал вот такие http://ali.pub/7w6tj

Здравствуйте!Нельзя ли узнать частоту переменного напряжения на выходе трансформатора для галогенных ламп?Спасибо.

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *