Dizajn halogénových žiaroviek je pokročilejšou modifikáciou tradičných žiaroviek. Ich banky sú naplnené parami rôznych halogénových zlúčenín, ktoré zabraňujú aktívnemu vyparovaniu kovu z vlákna počas prevádzky. To vytvára vysokú teplotu vlákna, oveľa vyššiu ako u bežných lámp. V dôsledku toho sa svetelný výkon v halogénových žiarovkách výrazne zvyšuje, emisné spektrum sa stáva rovnomernejším a výrazne sa zvyšuje životnosť.
Tieto svietidlá môžu pracovať s napätím 220 a 12 voltov a druhá možnosť má dlhšiu životnosť a vylepšené technické vlastnosti. K dispozícii je špeciálny transformátor pre 12 voltové halogénové žiarovky, ktorý premieňa sieťové napätie. To umožňuje široké využitie takýchto svetelných zdrojov nielen doma, ale aj v mnohých iných oblastiach.
Typy transformátorov
Ako redukčné zariadenia možno použiť dva typy transformátorov. Prvá možnosť je prezentovaná - spoľahlivá, cenovo dostupná a ľahko použiteľná. Má dobré výkonové parametre a ľahko sa pripája k sieti. Princíp činnosti tohto zariadenia je založený na vzájomnej interakcii jeho cievok.
Významnou nevýhodou takýchto zariadení je ich veľká hmotnosť, dosahujúca niekoľko kilogramov, a značné rozmery. Tieto vlastnosti obmedzujú rozsah použitia zariadení na priemyselné, skladové a iné nebytové priestory. Keď sú tieto transformátory zapnuté, veľmi sa zahrievajú, čo spôsobuje napäťové rázy a negatívne ovplyvňuje halogénové žiarovky.
Vo väčšej miere sa začali používať nízkonapäťové, známe ako elektronické. Hlavnými výhodami týchto zariadení sú ich malé rozmery a nízka hmotnosť. Vykonáva kvalitnú transformáciu elektrického prúdu na požadované parametre a počas prevádzky sa nezahrieva.
V niektorých prípadoch je elektronický transformátor pre halogénové žiarovky vybavený vstavanou ochranou, ktorá sa spúšťa skratom a prepätím. Tým sa zvyšuje životnosť a výkon zariadenia. Tieto zariadenia sa používajú pri zabudovaní halogénových lámp do stien, nábytku alebo na ťažko dostupné miesta. Na transformáciu elektriny dizajn zariadení zahŕňa špeciálne polovodičové zariadenia, elektronické časti a prvky univerzálneho pôsobenia.
Halogénové žiarovky môžu fungovať bez transformátora. Odborníci však odporúčajú používať transformátorové zariadenia, ktoré poskytujú potrebnú kontrolu nad prevádzkou osvetľovacích zariadení.
Princíp činnosti impulzného transformátora
Keďže transformácia sa týka vysokofrekvenčných prúdov, návrh impulzných zariadení sa vyznačuje malou veľkosťou magnetického jadra a malým počtom vinutí transformátora. To umožňuje výrazne znížiť veľkosť a hmotnosť týchto zariadení v porovnaní s bežným transformátorom. V tomto prípade bude výstupný výkon oboch zariadení rovnaký.
Na usmernenie napätia sa používa diódový mostík a vyhladzovacie kondenzátory. Elektrický prúd prechádza cez tranzistorový spínač, ktorý je v otvorenom stave, a potom cez primárne vinutie. V tomto momente je magnetický obvod jadra nasýtený a na signálovom vinutí vzniká EMF. Prúd vinutia nabíja kondenzátor, čím sa zvýši napätie na doskách, čo môže tranzistor vypnúť.
Postupne napätie na signálovom vinutí klesá a mizne. V dôsledku toho sa cez ňu vybije kondenzátor a následne sa otvorí tranzistor. Tento cyklus sa neustále opakuje s vysokou frekvenciou desiatok tisíc Hertzov.
Pre bežné žiarovky je možné priamo pripojiť napätie prichádzajúce zo sekundárneho vinutia. Ak potrebujete napájať elektronické zariadenia s konštantným napätím 12 voltov, potom sa na jeho konverziu používajú usmerňovacie diódy. Pod vplyvom prúdu sekundárneho vinutia sa vytvára opačný magnetický tok. Na druhej strane prispieva k rastu reaktancie v primárnom vinutí a ovplyvňuje vinutie signálu. Vďaka tomu je výstupné napätie stabilizované.
Ak vlákno vyhorí, dôjde k prerušeniu v zaťažovacom obvode. To vedie k nerovnováhe magnetických tokov a poruchám pri generovaní impulzov. Preto elektronické transformátory vyžadujú záťaž pripojenú k výstupu, aby správne fungovali. Neprítomnosť takéhoto zaťaženia rýchlo deaktivuje zariadenie. Preto pri výbere požadovaného modelu transformátora musíte poznať možný výkonový rozsah svietidiel, ktoré chcete pripojiť. Tieto údaje musia zodpovedať prípustným hodnotám uvedeným v technickom liste zariadenia.
Ako vypočítať a vybrať transformátorové zariadenie
Požadovaný výkon transformátora sa vypočíta podľa určitých parametrov. Je potrebné získať čo najpresnejšie údaje, pretože nákup príliš výkonného zariadenia bude ekonomicky nerentabilný a slabý transformátor nebude vykonávať svoju funkciu.
Výpočet výkonu transformátora pre 12 V halogénové žiarovky je veľmi jednoduchý. Napríklad v miestnosti je 8 halogénových žiaroviek, každá s výkonom 25 wattov, pracujúcich pri napätí 12 V. Celkový výkon svietidiel bude 8 x 25 = 200 W. Je potrebné pridať ďalších 10-15% pre rezervu výkonu a chybu vo výpočtoch. Výsledkom bude 220-230 W. Na základe tejto charakteristiky si musíte vybrať transformátor na zníženie. Veľký počet modelov na modernom trhu s elektronikou uľahčí výber najvhodnejšej možnosti. K dispozícii je štandardný rozsah výkonu od 50 do 400 wattov, čo uľahčuje výber napájacieho zdroja.
Vodiče použité na pripojenie sa vypočítavajú samostatne. Prierez sa vypočíta v súlade s aktuálnou hodnotou, z ktorej sú tieto svietidlá napájané.
Pre halogénové žiarovky sa používa paralelné pripojenie v hviezdicovej konfigurácii. Každá žiarovka musí byť pripojená k transformátoru samostatnými káblami rovnakého prierezu a dĺžky. V opačnom prípade bude jas každej lampy iný. Je potrebné vziať do úvahy pokles napätia na drôte. V tomto smere sa odporúča zvoliť čo najkratší vodič. Vzdialenosť od transformátora k svietidlu musí byť aspoň 20 cm, aby teplo generované svietidlom nemalo negatívny vplyv na zariadenie.
Maximálny povolený pokles napätia by nemal presiahnuť 5 %. Na výpočet dĺžky vodiča sa používa vzorec: L = 5 x U 2 /(3,6 x P) a pre prierez - S = L x 3,6 x P/(5 x U 2). V týchto vzorcoch je L dĺžka drôtu, P je známy výkon, U je napätie, S je prierez medeného vodiča.
Inštalácia a pripojenie
Znižovací transformátor pre 12-voltové halogénové žiarovky môžete pripojiť k niekoľkým žiarovkám dvoma spôsobmi:
- Všetky svietidlá sú pripojené naraz pomocou spínača s jedným kľúčom.
- Vytvárajú sa samostatné skupiny svietidiel, napojené na vlastné transformátory.
V prvom prípade sú fázové a nulové vodiče pripojené k vstupným svorkám napájacieho zdroja. Na opačnej strane zariadenia sú na sekundárne výstupné svorky pripojené halogénové svetlá. Na tento účel sa používajú medené vodiče s malým prierezom, minimalizujúce. Niekedy transformátor nemá dostatok svoriek na pripojenie všetkých svietidiel. Problém je vyriešený pomocou dodatočných terminálov zakúpených v obchode s elektrickým tovarom.
Ďalej je potrebné zvoliť správnu dĺžku vodičov, ktorá by mala byť približne 1,5-3 metre, čo eliminuje rušenie a stratu energie v vodičoch. Príliš dlhé vodiče sa počas prevádzky zahrievajú, čo spôsobí zmenu jasu lámp. Ak nie je možné zmenšiť dĺžku vodiča, je potrebné zväčšiť jeho prierez. Napríklad prierez drôtu dlhší ako tri metre musí byť aspoň 2,5 mm2.
Druhá možnosť zahŕňa rozdelenie svietidiel do niekoľkých skupín. Táto metóda sa považuje za praktickejšiu a jednoduchšiu na použitie.
Prezentovaný obrázok ukazuje, že všetky halogénové žiarovky sú rozdelené do dvoch skupín po troch žiarovkách. Preto budú potrebné dva samostatné transformátory, podobne ako samostatné ističe chrániace rôzne spotrebiče.
Táto schéma zapojenia je vhodná, pretože ak niektorý transformátor zlyhá, druhý bude pokračovať v prevádzke bez akýchkoľvek problémov. Výkon transformátorových zariadení sa vyberá samostatne pre každú skupinu podľa metódy diskutovanej vyššie. Najdôležitejšie je nezabudnúť na výkonovú rezervu 10-15%.
Halogénová žiarovka je jednou z odrôd žiaroviek, jediný rozdiel od jednoduchej žiarovky je v tom, že do valca sa čerpajú páry halogénov brómu a jódu. Tento typ žiaroviek sa vyrába ako pre priame pripojenie do elektrickej siete 220 V, tak aj pre nízkonapäťové, ktoré sa zapínajú cez znižovací transformátor.
Ak používate nízkonapäťové halogénové žiarovky s prevádzkovým napätím 12 V, na ich zapnutie musíte použiť znižovací transformátor, ktorého primárne napätie sa rovná napätiu siete (220/127 V) a sekundárne napätie sa rovná na prevádzkové napätie žiarovky.
Transformátory sú dostupné s výstupným napätím: 6/12/24 V, sú:
- Vinutie (elektromagnetické) - ktoré sú založené na princípe fungovania magnetického poľa medzi elektrickými vinutiami transformátora;
- Elektronické – práca je založená na používaní elektronických zariadení.
Výhody elektromagnetických zariadení:
- Spoľahlivosť;
- Schopnosť odolávať prepätiu.
Nevýhody elektromagnetických zariadení:
- Značná hmotnosť a celkové rozmery;
- Zvýšená hladina hluku počas prevádzky;
- Pri výskyte napäťových rázov v napájacej sieti sú napäťové rázy priamo úmerné sekundárnemu napätiu, čo vedie k pulzácii svetelného toku svetelných zdrojov.
Elektronické transformátory pre halogénové žiarovky majú oproti vinutým niekoľko výhod, a to:
- Menšie celkové rozmery a hmotnosť zariadenia;
- Vysoká účinnosť, ktorá je 95 - 99%, zatiaľ čo navíjacie sú 75 - 80%;
- Najviac chránené pred skratovými prúdmi;
- Počas prevádzky vytvárajú menej hluku;
- Kľudový režim je stabilnejší;
- Vďaka ochrane proti preťaženiu, regulácii teploty a jemnému štartu halogénových žiaroviek môžu predĺžiť životnosť halogénových žiaroviek.
Elektronický transformátorový obvod pre 12 V halogénové žiarovky
Schéma zapojenia elektronického transformátora pre halogénové žiarovkyNajjednoduchšia verzia elektronického zariadenia, ktorá je v praxi široko používaná, je zariadenie s polovičným mostíkovým spojovacím obvodom a kladnou prúdovou spätnou väzbou (schéma je znázornená nižšie).
Prevádzka transformátora zostaveného podľa tejto schémy sa vykonáva takto:
- Po privedení napätia na vstup zariadenia sa nabíjajú kondenzátory C3 a C4;
- V sekcii „R5 – C2 – VS1“ sa generuje impulz, ktorý slúži na spustenie halogénovej žiarovky;
- Na kondenzátore C2 dochádza k nabitiu a keď sa dosiahne napätie dostatočné na prah otvorenia dinistora, tento sa otvorí, potom sa napätie privedie do základne tranzistora VT2;
- Tranzistor VT2 sa otvorí a do obvodu zariadenia sa privádza elektrický prúd (časť: kondenzátory C3 a C4 - primárne vinutie T2 - vinutie III - tranzistor VT2 - diódový mostík VD1);
- Na vinutí II sa objaví napätie, ktoré udržuje tranzistor VT2 otvorený;
- Súčasne sa do tranzistora VT1 privádza spätné napätie z vinutia I (vinutia transformátora sú zapnuté v protifáze);
- Prúd prechádzajúci vinutím III vedie k nasýteniu transformátora, po ktorom sa napätie na vinutiach I a II zníži na nulové hodnoty;
- Tranzistor VT2 sa zatvorí, transformátor T1 vyjde zo saturácie;
- Napätie sa zvyšuje na vinutiach I a II;
- Tranzistor VT1 sa otvorí, elektrický prúd sa privádza do obvodu zariadenia (časť: diódový mostík VD1 - vinutie III - primárne vinutie transformátora T2 - kondenzátory C3 a C4);
- Proces sa opakuje a v spotrebiteľskom vedení (záťaži) sa vytvorí druhá polvlna napätia.
Prítomnosť diódy VD4 v obvode umožňuje udržiavať kondenzátor C2 vo vybitom stave.
Po ukončení polcyklu usmerneného sieťového napätia sa proces generovania zastaví. Na začiatku ďalšieho polcyklu sa generovanie začína znova.
Výhodou elektronického transformátora na napájanie halogénových žiaroviek je, že toto elektronické zariadenie sa nespustí, ak nie je záťaž (halogénové žiarovky).
Existuje veľké množstvo rôznych elektronických transformátorových obvodov na napájanie halogénových žiaroviek, ktoré sa líšia výkonom pripojených svietidiel, výstupným napätím, konfiguráciou a ďalšími vylepšeniami a ochranami.
Výber transformátora pre halogénové žiarovky
Pri výbere transformátora na napájanie halogénových žiaroviek by sa mali brať do úvahy tieto parametre zariadenia:
- Menovitý výkon;
- Výstupné napätie.
Príkon určuje počet žiaroviek (svietidiel), ktoré je možné pripojiť k danému elektronickému zariadeniu.
Dôležitým faktorom pri výbere transformátora sú jeho geometrické rozmery, pretože v závislosti od dizajnu a dizajnu sa modely môžu veľmi líšiť.Dôležitým faktorom pri výbere tohto zariadenia je aj cena zariadení. Čím vyšší je výkon, tým vyššie sú náklady. Náklady ovplyvňuje aj krajina a výrobca.
Podobné elektronické zariadenia vyrábajú zahraničné a domáce podniky. Najpoužívanejšie zariadenia u nás sú firmy: Osram, VS, Comtech, Tashibra a Delux.
Výpočet výkonu transformátora
Na určenie výkonu požadovaného transformátora je potrebné určiť:
- Výkon jednej lampy (lampy);
- Počet lámp (svietidiel);
- Schéma zapojenia svietidiel.
Výpočet musí začať vypracovaním schémy napájania pre konkrétnu miestnosť. Za týmto účelom nakreslite plán s uvedením počtu a výkonu svietidiel. Výkon sa spočíta a výsledná hodnota sa vynásobí K = 1,1 (bezpečnostný faktor), čím sa zabráni preťaženiu zvoleného zariadenia. Výsledná hodnota je hodnota, ktorá by sa mala použiť pri výbere zariadenia.
S veľkým počtom svietidiel, ako aj pre vytvorenie spoľahlivosti osvetľovacieho systému, je možné svietidlá rozdeliť do skupín. S týmto dizajnom osvetľovacieho systému sa znižuje výkon každého jednotlivého transformátora.
Transformátory pre halogénové žiarovky sú dostupné vo výkone: 60/70/105/150/210/250/400 W.
Pripojenie zariadenia k napájaciemu obvodu pre halogénové žiarovky
Na každom továrensky vyrábanom elektronickom zariadení sú uvedené jeho technické vlastnosti, grafické označenie a typ svietidiel, pre ktoré sa zariadenie používa.
Transformátor má svorky na „vstupe“ a „výstupe“ zariadenia s označeným neutrálnym a fázovým vodičom.
Základné požiadavky na pripojenie:
- Halogénové žiarovky sú pripojené paralelne k výstupu transformátora;
- Vzdialenosť od transformátora k záťaži by nemala presiahnuť 3 metre;
- Je potrebné vziať do úvahy, že počas prevádzky sa transformátor zahrieva, čo môže negatívne ovplyvniť iné zariadenia namontované v blízkosti.
Pripojenie svetelných zdrojov (žiaroviek) je možné vykonať nasledujúcimi spôsobmi:
Požiadavky na inštaláciu
- Povrch, na ktorom je zariadenie namontované, musí byť odolný voči teplu a nesmie byť horľavý.
- Vzdialenosť od zariadenia k najbližšej žiarovke musí byť aspoň 20 cm;
- Nika (inštalačná jednotka) musí mať objem minimálne 10,0 litra, čo zabezpečí požadované vetranie zariadenia.
Ako skontrolovať použiteľnosť
Keďže elektronický transformátor pozostáva z určitej sady elektronických komponentov, prevádzku zariadenia ako celku, pri absencii spaľovania pripojených svetelných zdrojov a prevádzkyschopnosti napájacieho obvodu, môže skontrolovať každý, kto má základné znalosti v oblasti oblasti elektroniky.
Na kontrolu funkčnosti budete potrebovať multimeter s funkciami kontroly priameho a striedavého napätia, odporu a režimu „kontinuity“ elektrického obvodu.
Pre presnejšiu kontrolu elektronických súčiastok sa odporúča ich odspájkovanie z dosky plošných spojov. Skontrolované:
- Diódy.
Multimeter v režime vytáčania. Červená sonda je na kladnej strane, čierna sonda je na zápornej strane - keď dióda pracuje správne, vydáva sa charakteristický zvuk. Keď sú sondy aplikované v opačnom smere, nič by sa nemalo stať, inak došlo k poruche diódy.
- Tranzistory.
Pre kontrolu je potrebné „prezvoniť“ prechody báza-emitor a báza-kolektor, aby sa skontrolovala ich priepustnosť v jednom a druhom smere.
- Vinutie transformátora.
Kontroluje sa celistvosť vinutia a neprítomnosť medzizávitových skratov.
- Kondenzátory.
Na kontrolu použite multimeter na nastavenie odporu na 2000 kOhm. Pozitívna sonda zariadenia sa aplikuje na mínus kondenzátora, negatívna na plus. Na displeji prístroja by sa mali zobrazovať čísla, ktoré sa zvyšujú takmer po nastavenú hranicu merania (2000 kOhm). Potom by sa malo objaviť číslo „1“, čo znamená nekonečný odpor. To naznačuje zdravie kondenzátora a jeho schopnosť akumulovať náboj.
Pri výmene 12V halogénových žiaroviek v reflektoroch za LED často vyvstáva otázka: „Musím zmeniť zdroj energie? Pre halogénové žiarovky sa použili elektronické transformátory s výstupným napätím 12 voltov a predávali sa špeciálne napájacie zdroje (PSU) s výstupným napätím tiež 12 voltov. Aký je ich rozdiel a sú vzájomne zameniteľné? Poďme to zistiť!
Čo je elektronický transformátor?
Elektronický transformátor je obvod impulzného napájacieho zdroja na báze transformátora a vysokofrekvenčného generátora pomocou polovodičových spínačov. Sú napájané zo siete 220V AC a ich výstupom je striedavé napätie s efektívnou hodnotou cca 12V.
Bloková schéma zariadenia je znázornená na obrázku nižšie.
Tu vidíme, že do usmerňovača sa najprv dodáva 220 V, potom sa do zostavy vypínača a generátora privádza usmernené pulzujúce napätie s frekvenciou 100 Hz. Pozrime sa na príklad typickej schémy zapojenia elektronického transformátora.
Tu je znázornený typický samooscilačný obvod push-pull. Jeho zvláštnosťou je, že na to, aby klávesy fungovali v spínacom režime pri vysokých frekvenciách, nevyžadujú ďalšie špecializované integrované obvody. Jednoducho povedané, práca vlastného oscilátora pozostáva zo spínania tranzistora v dôsledku napätí indukovaných na vinutiach impulzného transformátora a pozitívnej spätnej väzby.
Čo vidíme na diagrame? Prvá vec, ktorá vás upúta, je absencia diódového mostíka na výstupe, čo znamená, že výstupné napätie je premenlivé, ako aj absencia obvodov určených na stabilizáciu výstupného napätia. Viac o tom, ako fungujú, sa dozviete vo videu:
Podobná schéma je základom väčšiny nabíjačiek pre mobilné telefóny vrátane energeticky úsporných alebo kompaktných žiariviek v niektorých variantoch a s určitými úpravami.
Pozrime sa na výstupné priebehy.
Tu môžete vidieť, že striedavé napätie, ktorého amplitúda pulzuje od nuly do + a - 17 voltov. Takéto zmeny amplitúdy v priebehu času opakujú pulzácie usmernenej siete (100 Hz). Vzniká zaujímavá situácia - existuje vysokofrekvenčné výstupné napätie, ktoré sa mení s frekvenciou desiatok tisíc hertzov, pričom jeho amplitúda sa pohybuje od 0 do 17 voltov s frekvenciou 100 Hz alebo usmernená 50 Hz. Ak natiahnete časovú os a zvažujete tvar na úrovni období, obrázok bude mať nasledujúcu podobu.
Tu môžete vidieť, že tvar signálu má ďaleko od sínusoidy, ale skôr obdĺžnika s miernym sklonom smerom k odtokovej hrane.
Zdroje pre 12V LED svietidlá
Často sa nazývajú napájacie zdroje pre LED pásy v skutočnosti na pripojenie pásikov aj lámp potrebujete akýkoľvek zdroj konštantného, stabilizovaného 12V napätia s minimálnym zvlnením. V praxi sa v modernom svete používajú, zvážme typický diagram.
Alebo iná možnosť:
Čo majú tieto dve zdanlivo odlišné schémy spoločné? Sú postavené na integrovanom PWM regulátore, ktorý ovláda výkonové spínače – tranzistory, môžu byť poľné aj bipolárne. Okrem toho vo výstupnom stupni obvodu vidíte usmerňovač a kondenzátory na vyhladenie zvlnenia (filter). To všetko znamená, že na výstupe dostaneme . Veľkosť jeho pulzácií bude závisieť od zaťaženia a kapacity filtračných kondenzátorov.
Môže byť tiež implementovaný na samooscilátorovom obvode, podobne ako elektronický transformátor, pridaním spätnoväzbových obvodov na stabilizáciu výstupného napätia. Výsledkom bude takýto diagram.
Podobný dizajn je použitý aj vo vyššie spomínaných nabíjačkách pre mobilné telefóny, za stabilizáciu je zodpovedný reťazec spätnej väzby na 11-voltovej zenerovej dióde VD9 a tranzistorový optočlen U1.
O princípe fungovania takýchto SMPS sme diskutovali v staršom článku -.
5 vlastností a rozdielov medzi napájacími zdrojmi pre LED pásy a svietidlá a elektronickými transformátormi pre halogénové žiarovky
Takže zhrňme a odpovedzme na otázku: „Prečo nemôžu byť LED lampy napájané z elektronického transformátora? K tomu uvedieme hlavné vlastnosti týchto napájacích zdrojov a požiadavky na prevádzku LED produktov.
1. Na zapnutie 12V LED pásikov a svietidiel potrebujete konštantné napätie. Keďže LED diódy majú nelineárnu charakteristiku prúdového napätia, sú veľmi citlivé na odchýlky napájacieho napätia od nominálneho a pri jeho prekročení rýchlo zlyhajú.
2. Elektronické transformátory produkujú pulzujúce striedavé vysokofrekvenčné napätie. Veľkosť prepätí a špičiek môže v niektorých prípadoch dosiahnuť 40 voltov. To môže viesť k poruche LED alebo ovládačov zabudovaných v LED lampe, ako aj k ich nestabilnej prevádzke.
3. Elektronické transformátory majú charakteristiku minimálneho zaťaženia (pozri obrázok nižšie). To znamená, že ak pripojíte záťaž menšiu, ako je špecifikovaná na napájacom zdroji, môže sa stať, že sa nespustí, alebo sa vytvorí veľké vlnenie, ako aj vypnutie alebo iná odchýlka od normálnej prevádzky. To je kritické, pretože halogénové žiarovky spotrebujú mnohonásobne viac energie ako LED žiarovky, takže elektronický transformátor sa môže správať podobným spôsobom.
Udáva sa výkon od 20 do 105 W, čo znamená obmedzenie minimálneho pripojeného výkonu.
4. Zdroje pre 12V lampy majú konštantné a stabilizované výstupné napätie.
5. Na napájanie halogénových žiaroviek nie je rozdiel v type prúdu (jednosmerný alebo striedavý), ktorý sa použije na napájanie. Efektívna hodnota napätia na ňom je dôležitá. Preto sú vhodné pre obe možnosti napájania.
Záver
Dnes elektromechanici len zriedka opravujú elektronické transformátory. Vo väčšine prípadov sa ja sám naozaj neobťažujem prácou na resuscitácii takýchto zariadení, jednoducho preto, že nákup nového elektronického transformátora je zvyčajne oveľa lacnejší ako oprava starého. Prečo však v opačnej situácii tvrdo nepracovať na šetrení peňazí. Navyše nie každý má možnosť dostať sa do špecializovanej predajne, aby tam našiel náhradu, prípadne zájsť do dielne. Z tohto dôvodu musí byť každý rádioamatér schopný a vedieť, ako skontrolovať a opraviť pulzné (elektronické) transformátory doma, aké nejednoznačné problémy môžu vzniknúť a ako ich vyriešiť.
Vzhľadom na to, že nie každý má k danej téme rozsiahle znalosti, pokúsim sa všetky dostupné informácie prezentovať čo najprístupnejšie.
Trochu o transformátoroch
Obr.1: Transformátor.
Predtým, ako prejdem k hlavnej časti, krátko pripomeniem, čo je elektronický transformátor a na čo je určený. Transformátor sa používa na konverziu jedného premenlivého napätia na iné (napríklad 220 voltov na 12 voltov). Táto vlastnosť elektronického transformátora je veľmi široko používaná v rádiovej elektronike. Existujú jednofázové (prúd preteká dvoma vodičmi - fáza a „0“) a trojfázové (prúd preteká štyrmi vodičmi - tri fázy a „0“) transformátory. Hlavným dôležitým bodom pri použití elektronického transformátora je to, že keď napätie klesá, prúd v transformátore sa zvyšuje.
Transformátor má aspoň jedno primárne a jedno sekundárne vinutie. Na primárne vinutie je pripojené napájacie napätie, na sekundárne vinutie je pripojená záťaž alebo je odpojené výstupné napätie. V znižovacích transformátoroch má vodič primárneho vinutia vždy menší prierez ako sekundárny vodič. To vám umožní zvýšiť počet závitov primárneho vinutia a v dôsledku toho aj jeho odpor. To znamená, že pri kontrole pomocou multimetra primárne vinutie vykazuje mnohonásobne väčší odpor ako sekundárne. Ak je z nejakého dôvodu priemer drôtu sekundárneho vinutia malý, potom sa podľa zákona Joule-Lance sekundárne vinutie prehreje a spáli celý transformátor. Porucha transformátora môže pozostávať z prerušenia alebo skratu (skratu) vinutia. Ak dôjde k prerušeniu, multimeter ukáže jeden na odpore.
Ako testovať elektronické transformátory?
V skutočnosti, aby ste zistili príčinu poruchy, nepotrebujete mať obrovské množstvo vedomostí, stačí mať po ruke multimeter (štandardná čínština, ako na obrázku 2) a vedieť, aké čísla sú jednotlivé komponenty (kondenzátor, dióda a pod.) by mali produkovať na výstupe d.).
Obrázok 2: Multimeter.
Multimeter dokáže merať jednosmerné, striedavé napätie a odpor. Môže pracovať aj v režime vytáčania. Je vhodné, aby bola sonda multimetra obalená páskou (ako na obrázku č. 2), ktorá ju ochráni pred zlomením.
Aby ste správne otestovali rôzne prvky transformátora, odporúčam vám ich stále odspájkovať (mnohí sa bez toho pokúšajú) a preskúmať ich oddelene, pretože v opačnom prípade môžu byť hodnoty nepresné.
Diódy
Netreba zabúdať, že diódy zvonia len jedným smerom. Za týmto účelom nastavte multimeter do režimu kontinuity, červená sonda sa aplikuje na plus, čierna sonda na mínus. Ak je všetko normálne, zariadenie vydáva charakteristický zvuk. Keď sú sondy aplikované na opačné póly, nemalo by sa stať vôbec nič a ak tomu tak nie je, potom je možné diagnostikovať poruchu diódy.
Tranzistory
Pri kontrole tranzistorov je tiež potrebné ich odspájkovať a spoje báza-emitor, báza-kolektor musia byť zapojené, identifikujúc ich priepustnosť v jednom a druhom smere. Typicky úlohu kolektora v tranzistore plní zadná železná časť.
Navíjanie
Nesmieme zabudnúť na kontrolu vinutia, primárneho aj sekundárneho. Ak máte problémy s určením, kde je primárne vinutie a kde je sekundárne vinutie, nezabudnite, že primárne vinutie dáva väčší odpor.
Kondenzátory (radiátory)
Kapacita kondenzátora sa meria vo faradoch (pikofarady, mikrofarady). Na jeho štúdium sa používa aj multimeter, na ktorom je odpor nastavený na 2000 kOhm. Kladná sonda sa aplikuje na mínus kondenzátora, negatívna na plus. Na obrazovke by sa mali objaviť pribúdajúce čísla až do takmer dvoch tisícok, ktoré sú nahradené jednotkou, ktorá znamená nekonečný odpor. To môže naznačovať zdravie kondenzátora, ale iba vo vzťahu k jeho schopnosti akumulovať náboj.
Ešte jeden bod: ak počas procesu vytáčania dôjde k nejasnostiam v tom, kde sa nachádza „vstup“ a kde je „výstup“ transformátora, potom stačí otočiť dosku a na zadnej strane na jednom konci na doske uvidíte malé označenie „SEC“ (druhé), ktoré označuje výstup, a na druhej „PRI“ (prvé) vstup.
A tiež nezabudnite, že elektronické transformátory nemožno spustiť bez zaťaženia! Toto je veľmi dôležité.
Oprava elektronického transformátora
Príklad 1
Možnosť precvičiť si opravu transformátora sa objavila nie tak dávno, keď mi priniesli elektronický transformátor zo stropného lustra (napätie - 12 voltov). Luster je určený pre 9 žiaroviek, každá 20 wattov (spolu - 180 wattov). Na obale transformátora bolo tiež napísané: 180 wattov, ale značka na doske hovorila: 160 wattov. Krajina pôvodu je samozrejme Čína. Podobný elektronický transformátor nestojí viac ako 3 doláre, čo je v skutočnosti dosť málo v porovnaní s nákladmi na ostatné komponenty zariadenia, v ktorom bol použitý.
V elektronickom transformátore, ktorý som dostal, vyhorela dvojica spínačov na bipolárnych tranzistoroch (model: 13009).
Prevádzkový obvod je štandardný push-pull, namiesto výstupného tranzistora je TOP invertor, ktorého sekundárne vinutie pozostáva zo 6 závitov a striedavý prúd je okamžite presmerovaný na výstup, teda do svietidiel.
Takéto napájacie zdroje majú veľmi významnú nevýhodu: na výstupe nie je žiadna ochrana pred skratmi. Aj pri skrate výstupného vinutia môžete očakávať veľmi pôsobivý výbuch obvodu. Preto sa veľmi neodporúča riskovať týmto spôsobom a skratovať sekundárne vinutie. Vo všeobecnosti je to z tohto dôvodu, že rádioamatéri sa veľmi neradi pletú s elektronickými transformátormi tohto typu. Niektorí ľudia sa ich však, naopak, snažia upravovať svojpomocne, čo je podľa mňa celkom dobré.
Vráťme sa však k veci: keďže došlo k stmavnutiu dosky priamo pod klávesmi, nebolo pochýb o tom, že zlyhali práve pre prehrievanie. Okrem toho radiátory aktívne nechladia krabicu naplnenú mnohými dielmi a sú tiež pokryté lepenkou. Aj keď, súdiac podľa počiatočných údajov, došlo aj k preťaženiu 20 wattov.
Vzhľadom na to, že záťaž presahuje možnosti napájacieho zdroja, dosiahnutie menovitého výkonu je takmer ekvivalentné poruche. Okrem toho by v ideálnom prípade s ohľadom na dlhodobú prevádzku nemal byť výkon napájacieho zdroja menší, ale dvakrát taký, ako je potrebné. Taká je čínska elektronika. Nebolo možné znížiť úroveň zaťaženia odstránením niekoľkých žiaroviek. Preto jedinou vhodnou možnosťou, ako situáciu napraviť, bolo podľa mňa zvýšenie chladičov.
Aby som potvrdil (alebo vyvrátil) moju verziu, pustil som dosku priamo na stôl a zaťažil som pomocou dvoch halogénových párových žiaroviek. Keď bolo všetko zapojené, nakvapkal som na radiátory trochu parafínu. Výpočet bol nasledovný: ak sa parafín roztopí a vyparí, tak môžeme zaručiť, že elektronický transformátor (našťastie, ak je len on sám) po 5 minútach prevádzky vyhorí za menej ako pol hodiny prevádzky , vosk sa neroztopil, ukázalo sa, že hlavný problém súvisí práve so zlým vetraním, a nie s poruchou radiátora. Najelegantnejším riešením problému je jednoducho osadiť pod elektronický transformátor ďalšie väčšie puzdro, ktoré zabezpečí dostatočné vetranie. Ale radšej som napojil chladič vo forme hliníkovej lišty. V skutočnosti sa to ukázalo ako dosť na nápravu situácie.
Príklad 2
Ako ďalší príklad opravy elektronického transformátora by som chcel hovoriť o oprave zariadenia, ktoré znižuje napätie z 220 na 12 voltov. Bol použitý pre 12 V halogénové žiarovky (výkon - 50 Watt).
Predmetný exemplár prestal fungovať bez akýchkoľvek špeciálnych efektov. Kým som ho dostal do rúk, viacerí remeselníci s ním odmietli pracovať: niektorí nevedeli nájsť riešenie problému, iní, ako už bolo spomenuté vyššie, usúdili, že to nie je ekonomicky realizovateľné.
Aby som si vyčistil svedomie, skontroloval som všetky prvky a stopy na doske a nenašiel som nikde žiadne zlomy.
Potom som sa rozhodol skontrolovať kondenzátory. Diagnostika pomocou multimetra sa zdala byť úspešná, avšak vzhľadom na to, že náboj sa hromadil až 10 sekúnd (to je na kondenzátory tohto typu veľa), vzniklo podozrenie, že problém je v ňom. Vymenil som kondenzátor za nový.
Tu je potrebné malé odbočenie: na tele príslušného elektronického transformátora bolo označenie: 35-105 VA. Tieto hodnoty ukazujú, pri akom zaťažení je možné zariadenie zapnúť. Nie je možné ho zapnúť úplne bez záťaže (alebo, ľudsky povedané, bez lampy), ako už bolo spomenuté. Preto som k elektronickému transformátoru pripojil 50 Wattovú lampu (teda hodnotu, ktorá sa zmestí medzi spodnú a hornú hranicu prípustného zaťaženia).
Ryža. 4: 50W halogénová žiarovka (balenie).
Po pripojení nenastali žiadne zmeny vo výkone transformátora. Potom som znova kompletne preskúmal dizajn a uvedomil som si, že pri prvej kontrole som nevenoval pozornosť tepelnej poistke (v tomto prípade model L33, obmedzený na 130C). Ak v režime kontinuity tento prvok dáva jeden, potom môžeme hovoriť o jeho poruche a otvorenom okruhu. Tepelná poistka sa spočiatku netestovala z dôvodu, že je pevne pripevnená k tranzistoru pomocou zmršťovania. To znamená, že na úplnú kontrolu prvku sa budete musieť zbaviť tepelného zmršťovania, čo je veľmi náročné na prácu.
Obr. 5: Tepelná poistka pripevnená zmršťovaním k tranzistoru (biely prvok, na ktorý ukazuje rukoväť).
Na analýzu činnosti obvodu bez tohto prvku však stačí skratovať jeho „nohy“ na zadnej strane. Čo som aj urobil. Elektronický transformátor okamžite začal pracovať a skoršia výmena kondenzátora sa ukázala ako zbytočná, pretože kapacita predtým inštalovaného prvku nespĺňala deklarovanú kapacitu. Dôvodom bolo zrejme to, že bol jednoducho opotrebovaný.
V dôsledku toho som vymenil tepelnú poistku a v tomto bode by sa oprava elektronického transformátora dala považovať za dokončenú.
Píšte komentáre, doplnky k článku, možno mi niečo uniklo. Pozri sa, budem rád, ak nájdeš na mojom ešte niečo užitočné.
V súčasnosti sú pulzné elektronické transformátory vďaka svojej malej veľkosti a hmotnosti, nízkej cene a širokému sortimentu široko používané v hromadných zariadeniach. Vďaka sériovej výrobe sú elektronické transformátory niekoľkonásobne lacnejšie ako klasické indukčné transformátory na železe podobného výkonu. Hoci elektronické transformátory od rôznych spoločností môžu mať rôzne konštrukcie, obvod je prakticky rovnaký.
Vezmime si napríklad bežný elektronický transformátor označený 12V 50W, ktorý slúži na napájanie stolovej lampy. Schematický diagram bude vyzerať takto:
Obvod elektronického transformátora funguje nasledovne. Sieťové napätie sa usmerňuje pomocou usmerňovacieho mostíka na polovičné sínusové napätie s dvojnásobnou frekvenciou. Prvok D6 typu DB3 sa v dokumentácii nazýva „TRIGGER DIODE“ - ide o obojsmerný dinistor, v ktorom nezáleží na polarite inklúzie a slúži tu na spustenie transformátorového meniča Dinistor sa spúšťa počas každého cyklu. spustenie generovania polomostu je možné upraviť otvorenie dinistora možno použiť napríklad pre funkciu pripojenej lampy Frekvencia generovania závisí od veľkosti a magnetickej vodivosti jadra spätnoväzbového transformátora a parametre tranzistorov, zvyčajne v rozsahu 30-50 kHz.
V súčasnosti sa začala výroba pokročilejších transformátorov s čipom IR2161, ktorý poskytuje jednak jednoduchosť konštrukcie elektronického transformátora a zníženie počtu použitých komponentov, ako aj vysoký výkon. Použitie tohto mikroobvodu výrazne zvyšuje vyrobiteľnosť a spoľahlivosť elektronického transformátora na napájanie halogénových žiaroviek. Schematický diagram je znázornený na obrázku.
Vlastnosti elektronického transformátora na IR2161:
Inteligentný pohon polovičného mostíka;
Ochrana proti skratu záťaže s automatickým reštartom;
Nadprúdová ochrana s automatickým reštartom;
Zmeňte prevádzkovú frekvenciu, aby ste znížili elektromagnetické rušenie;
Micropower štartovací 150 µA;
Možnosť použitia s fázovými stmievačmi s ovládaním nábehovou a zadnou hranou;
Kompenzácia posunu výstupného napätia zvyšuje životnosť lampy;
Mäkký štart, ktorý eliminuje prúdové preťaženie svietidiel.
Vstupný odpor R1 (0,25 watt) je druh poistky. Tranzistory typu MJE13003 sú pritlačené k telu cez izolačné tesnenie s kovovou doskou. Aj pri plnom zaťažení sa tranzistory mierne zahrievajú. Po usmerňovači sieťového napätia nie je žiadny kondenzátor na vyhladenie zvlnenia, takže výstupné napätie elektronického transformátora pri prevádzke na záťaži je 40 kHz pravouhlé kmitanie, modulované 50 Hz zvlneniami sieťového napätia. Transformátor T1 (spätnoväzbový transformátor) - na feritovom krúžku, vinutia pripojené k bázam tranzistorov obsahujú niekoľko závitov, vinutie pripojené k bodu pripojenia emitora a kolektora výkonových tranzistorov - jeden závit jednožilového izolovaný drôt. V ET sa zvyčajne používajú tranzistory MJE13003, MJE13005, MJE13007. Výstupný transformátor na feritovom jadre v tvare W.
Ak chcete použiť elektronický transformátor v impulznom režime, musíte k výstupu pripojiť usmerňovací mostík na vysokofrekvenčných diódach (bežné KD202, D245 nebudú fungovať) a kondenzátor na vyhladenie zvlnenia. Na výstupe elektronického transformátora je inštalovaný diódový mostík pomocou diód KD213, KD212 alebo KD2999. Stručne povedané, potrebujeme diódy s nízkym úbytkom napätia v priepustnom smere, schopné dobre fungovať pri frekvenciách rádovo desiatok kilohertzov.
Elektronický transformátorový menič nefunguje normálne bez záťaže, preto sa musí použiť tam, kde je záťaž konštantná a spotrebúva dostatočný prúd na spoľahlivé spustenie ET meniča. Pri prevádzke obvodu je potrebné vziať do úvahy, že elektronické transformátory sú zdrojmi elektromagnetického rušenia, preto je potrebné nainštalovať LC filter, aby sa zabránilo prenikaniu rušenia do siete a záťaže.
Osobne som pomocou elektronického transformátora vyrobil spínaný zdroj pre elektrónkový zosilňovač. Zdá sa, že je možné ich napájať aj výkonnými ULF triedy A alebo LED pásikmi, ktoré sú špeciálne určené pre zdroje s napätím 12V a vysokým výstupným prúdom. Prirodzene, takáto páska nie je pripojená priamo, ale cez odpor obmedzujúci prúd alebo korekciou výstupného výkonu elektronického transformátora.
Diskutujte o článku SCHÉMA ELEKTRONICKÉHO TRANSFORMÁTORA PRE HALOGÉNOVÉ ŽIAROVKY