Трансформатор для галогенных ламп — схема подключения трансформатора

Что такое трансформатор для галогенных ламп? Его базовый принцип работы, расчёт мощности и грамотный выбор устройства. Монтаж прибора в схему электроснабжения светильников с требованиями по подключению и установке.

Устройство и схема электронного трансформатора

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.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Как определить мощность трансформатора?

  • Блок питания на 12 вольт своими руками.

  • Типы выпрямителей переменного тока.

Трансформатор для галогенных ламп

При использовании низковольтных галогенных ламп с рабочим напряжением 12 В для включения их в работу необходимо использовать понижающий трансформатор, у которого первичное напряжение равно напряжения сети питания (220/127 В), а вторичное – рабочему напряжению лампочки.

Трансформаторы выпускаются с выходным напряжением: 6/12/24 В, они бывают:

  • Обмоточные (электромагнитные) – в основу которых заложен принцип работы магнитного поля между электрическими обмотками трансформатора;
  • Электронные – работа основана на использовании электронных устройств.

Достоинства электромагнитных устройств:

  • Надежность;
  • Способность выдерживать скачки напряжения в питающей сети.

Недостатки электромагнитных устройств:

  • Значительная масса и габаритные размеры;
  • Повышенный уровень шума в процессе эксплуатации;
  • При скачках напряжения в питающей сети, скачки напряжения прямо пропорционально передаются на вторичное напряжение, что приводит к пульсации светового потока источников света.

Электронные трансформаторы для галогенных ламп имеют ряд преимуществ перед обмоточными, а именно:

  • Меньшие габаритные размеры и вес устройства;
  • Высокий КПД, который составляет 95 – 99 %, в то время как у обмоточных – 75 – 80 %;
  • Наиболее защищены от токов короткого замыкания;
  • В процессе работы создают меньший уровень шума;
  • В режиме холостого хода более стабильны;
  • Благодаря защите от перегрузок, контролю температуры и обеспечением мягкого запуска работы галогенных ламп, позволяют увеличить срок эксплуатации последних.

Конструкция и принцип работы

Импульсный трансформатор, по аналогии с другими идентичными устройствами, состоит из следующих элементов:

  • первичной и вторичной обмоток;
  • сердечника.

При подаче на входную катушку однополярных импульсов “е(t)” временной интервал между которыми довольно короткий, он вызывает возрастание индуктивности во время интервала tи, после чего наблюдается ее спад в интервале (Т-tи). Благодаря разнице в количестве витков на катушках входа и выхода и импульсному характеру подачи тока, получается добиться высокого коэффициента трансформации с сокращением габаритных размеров устройства.

Временная диаграмма

Одновременно решаются задачи измерения уровня и полярности токового импульса или характеристик по напряжению, согласования значения сопротивления аппарата, создающего сигналы, с потребляющим оборудованием, создание схем обратной связи и пр.,

Подключение импульсного трансформатораПодключение импульсного трансформатора

Область применения

По большей части указанные трансформаторы применяются в импульсных устройствах:

  • газовых лазерах;
  • триодных генераторах;
  • дифференцирующих модулях;
  • магнетотронах и др.

Виды трансформаторовВиды трансформаторов

Эти приборы используются в современном радиоэлектронном оборудовании, для источников питания импульсного типа, телевизорах, компьютерах и другой технике.

Ещё одна область использования устройств – в качестве защитных элементов при коротком замыкании в условиях холостого хода, чрезмерной нагрузке или избыточном нагреве.

Классификация

Трансформаторы бывают электромагнитными и электронными (импульсными). Электромагнитные доступны по цене, надежны, их можно сделать при желании своими руками. У них есть и свои минусы – приличный вес, большие габаритные размеры, повышение температуры при длительной работе. А перепады напряжения значительно сокращают срок работы галогеновых ламп.

трансформатор

Электронные трансформаторы весят намного меньше, у них стабильное напряжение на выходе, они сильно не нагреваются, могут иметь защиту от КЗ и плавный пуск, увеличивающий срок эксплуатации лампы.

Импульсный трансформатор

Фильтр

Фильтр предназначен для того, чтобы не дать помехам от переключения силовых транзисторов проникнуть в сеть. Также, фильтр обеспечивает плавный заряд силовых конденсаторов.

У меня фильтр довольно номинальный. Я его особо не рассчитывал и делал из того, что было под рукой.

NTC сопротивление предназначено для мягкого заряда конденсаторов. Диаметр NTC – 13.5мм. В UTC есть функция управления реле мягкого заряда. но тут она не используется просто потому, что когда это все делалось, UTC еще не было.

Фотография фильтра:

Разновидности

В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие разновидности импульсных трансформаторов:

  • стержневые;
  • броневые;
  • тороидальные, с намоткой провода на изолированный сердечник, не предполагающие применения катушек;
  • бронестержневые.

Виды магнитопроводовВиды магнитопроводов

Поперечное сечение сердечника в большинстве устройств выполняется в форме круга или прямоугольника, по аналогии с силовыми аппаратами.

отличия

Основные характеристики устройств нанесены на корпус, поэтому из условного обозначения можно почерпнуть информацию об главных параметрах оборудования.

Недостатки предлагаемых рынком моделей ЭТ

В дешевых моделях отсутствует специальная защита от перегруза

Несмотря на экономичную и хорошо отработанную схему блоки питания на ЭТ имеют целый ряд недостатков, к которым принято относить:

  • отсутствие в простейших китайских моделях специальной защиты от перегруза;
  • вызванная этим необходимость обязательной доработки схемы;
  • во многих рыночных образцах отсутствует входное фильтрующее устройство, что вынуждает добавлять в нее сглаживающий электролитический конденсатор (он ставится после «мощного» дросселя).

К перечисленным недостаткам обычно относят «жесткий» режим работы высоковольтных транзисторов, включенных по ключевой схеме.

При случайном замыкании по выходу (КЗ) эти элементы просто «сгорают», что приводит к необходимости срочного обновления всего электронного модуля. Нередко при этом выходит из строя и выпрямитель на полупроводниковых диодах, также нуждающийся в замене.

Заниматься ремонтом ЭТ нецелесообразно, поскольку стоит он практически копейки. Гораздо проще и дешевле приобрести новый модуль и переделать его под свои нужды.

GDT (2)

Трансформатор управления затворами изготовлен на сердечнике N87 (R25.3?14.8?10.0). GDT понижающий 24->18 вольт.

Первичная обмотка содержит 10витков, а вторичные – по 7. За виток следует считать проход провода через отверстие в кольце.

GDT намотан проводом МГТФ (s=0.7мм^2) в шелковой оплетке. Этот провод был выбран за то, что не портиться при нагревании и достаточно жесток, чтобы держать форму обмотки.

GDT намотан “витой тройкой”, хотя и слабо витой.

Использованная литература

  • Вдовин С. С. «Проектирование импульсных трансформаторов» 1991
  • П.Н. Матханов «Расчет импульсных трансформаторов» 1980
  • Хныков А.В. «Теория и расчет трансформаторов» 2004
  • Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

Как проверить исправность

Проверяем исправность трансформатора для галогенных лампПроверяем исправность трансформатора для галогенных ламп

Так как электронный трансформатор состоит из определенного набора электронных составляющих, то и  работу устройства в целом, в случае отсутствия горения подключенных источников света и исправности питающей цепи, может проверить любой человек, имеющий начальные знания в области электроники.

Для проверки работоспособности потребуется мультиметр, с функциями проверки постоянного и переменного напряжения, сопротивления и имеющий режим «прозвонки» электрической цепи.

Для более точной проверки электронных компонентов рекомендуется выпаять их из монтажной платы. Проверяются:

  • Диоды.

Мультиметр в режиме «прозвонки». Красный щуп на плюсе, чёрный на минусе – при исправности диода издается характерный звук. При противоположном наложении щупов – не должно происходит ничего, в противном случае – произошел пробой диода.

  • Транзисторы.

Для проверки необходимо «прозванить»  переходы «база-эмиттер», «база-коллектор», для проверки их проходимость в одну, и в другую сторону.

  • Обмотка трансформатора.

Проверяется целостность обмоток и отсутствие межвитковых замыканий.

  • Конденсаторы.

Для проверки на мультиметре выставляется сопротивление 2000 кОм. Положительный щуп прибора прикладывается к минусу конденсатора, отрицательный к плюсу. На дисплее прибора должны появиться цифры, которые возрастают почти до установленного предела измерении (2000 кОм). Затем должна высветиться цифра «1», что свидетельствует о бесконечном сопротивлении. Это говорит об исправности конденсатора и его способности накапливать заряд.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...