Схемы электронных трансформаторов 24 в. Трансформаторы для галогенных ламп: виды, преимущества и применение

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

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

Схема электронного трансформатора работает следующим образом. Напряжение сети выпрямляется с помощью выпрямительного моста до полусинусоидаьльного с удвоенной частотой. Элемент D6 типа DB3 в документации называется "TRIGGER DIODE”, - это двунаправленный динистор в котором полярность включения значения не имеет и он используется здесь для запуска преобразователя трансформатора. Динистор срабатывает во время каждого цикла, запуская генерацию полумоста. Открытие динистора можно регулировать. Это можно использовать например для функции 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 , 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.

Обсудить статью СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

Представляет собой небольшой металлический, как правило, алюминиевый корпус, половинки которого скреплены всего двумя заклепками. Впрочем, некоторые фирмы выпускают подобные устройства и в пластиковых корпусах.

Чтобы посмотреть, что же там внутри, эти заклепки можно просто высверлить. Такую же операцию предстоит проделать, если намечается переделка или ремонт самого устройства. Хотя при его низкой цене куда проще пойти и купить другое, чем ремонтировать старое. И все же нашлось немало энтузиастов, которые не только сумели разобраться в устройстве прибора, но и разработать на его основе несколько .

Принципиальная схема к устройству не прилагается, как и ко всем нынешним электронным устройствам. Но схема достаточно проста, содержит малое количество деталей и поэтому принципиальную схему электронного трансформатора можно срисовать с печатной платы.

На рисунке 1 показана снятая подобным образом схема трансформатора фирмы Taschibra. Очень похожую схему имеют преобразователи, выпускаемые фирмой Feron. Отличие лишь в конструкции печатных плат и типах используемых деталей, в основном трансформаторов: в преобразователях Feron выходной трансформатор выполнен на кольце, в то время как в преобразователях Taschibra на Ш-образном сердечнике.

В обоих случаях сердечники выполнены из феррита. Следует сразу отметить, что кольцеобразные трансформаторы при различных доработках прибора лучше поддаются перемотке, чем Ш - образные. Поэтому, если электронный трансформатор приобретается для опытов и переделок, лучше купить прибор фирмы Feron.

При использовании электронного трансформатора лишь для питания название фирмы - изготовителя значения не имеет. Единственное, на что следует обратить внимание, это на мощность: электронные трансформаторы выпускаются мощностью 60 - 250 Вт.

Рисунок 1. Схема электронного трансформатора фирмы Taschibra

Краткое описание схемы электронного трансформатора, ее достоинства и недостатки

Как видно из рисунка, устройство представляет собой двухтактный автогенератор, выполненный по полумостовой схеме. Два плеча моста Q1 и Q2, а два других плеча содержат конденсаторы C1 и C2, поэтому такой мост называется полумостом.

В одну из его диагоналей подается сетевое напряжение, выпрямленное диодным мостом, а в другую включена нагрузка. В данном случае это первичная обмотка выходного трансформатора. По очень похожей схеме выполнены , но в них вместо трансформатора включен дроссель, конденсаторы и нити накала люминесцентных ламп.

Обзор популярного китайского электронного трансформатора TASCHIBRA. В один прекрасный день мой знакомый принёс на ремонт импульсный электронный трансформатор для питания используемых для питания галогенных ламп. Ремонт был быстрый замена динистора. После того как его отдал владельцу. появилось желание сделать такой-же блок для себя. Сначала узнал где он его покупал и купил для последующего копирования.

Технические характеристики TASCHIBRA TRA25

• Вход AC 220V 50/60 Hz.
• Выход AC 12V. 60W MAX.
• Класс защиты 1.

Схема электронного трансформатора

Подробнее схему можно посмотреть . Список деталей для изготовления:

1. n-p-n транзистор 13003 2 шт.
2. Диод 1N4007 4 шт.
3. Плёночный конденсатор на 10nF 100V 1 шт (С1).
4. Плёночный конденсатор на 47nF 250V 2 шт (С2, С3).
5. Динистор DB3
6. Резисторы:

• R1 22 ома 0.25W
• R2 500 кОм 0.25W
• R3 2.5 ома 0.25W
• R4 2.5 ома 0.25W

Изготовление трансформатора на Ш-образном ферритовом сердечнике от компьютерного блока питания.

Первичная обмотка содержит 1-жильную проволоку диаметр 0.5 мм длинна 2.85 м. и 68 витков. Стандартная вторичная обмотка содержит 4-жильный провод диаметром 0.5 мм длинна 33 см. и 8-12 витков. Наматывать обмотки у трансформатора нужно в одном направлении. Намотка дросселя на ферритовом кольце диаметром 8 мм катушки: 4 витка зелёного провода, 4 витка жёлтого провода и не полный 1 (0.5) виток красного провода.

Динистор DB3 и его характеристика:

• (I откр — 0.2 А), В 5 - это напряжение при открытом состоянии;
• Среднее максимально допустимое значение при открытом состоянии: А 0.3;
• В открытом состоянии импульсный ток составляет А 2;
• Максимальное напряжение (во время закрытого состояния): В 32;
• Ток в закрытом состоянии: мкА — 10; максимальное импульсное не отпирающее напряжение составляет 5 В.

Вот такая получилась конструкция. Вид конечно не очень, зато убедился что можно собрать это импульсное устройство питания самому.

Электронный трансформатор - сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье « ». Устройство имеет достаточно простую схему. Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки. Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ.

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

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

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

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

Доработка №1

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

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

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

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

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

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

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

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

Доработка №2

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

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

Доработка №3

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

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

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

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

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

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

Электронные трансформаторы для галогенных ламп (ЭТ) – не теряющая актуальности тема как среди бывалых, так и очень посредственных радиолюбителей. И это не удивительно, ведь они весьма просты, надежны, компактны, легко поддаются доработке и усовершенствованию, чем существенно расширяют сферу применения. А в связи с массовым переходом светотехники на светодиодные технологии ЭТ морально устарели и сильно упали в цене, что, как по мне, стало чуть ли не главным их преимуществом в радиолюбительской практике.

Про ЭТ есть много различной информации относительно преимуществ и недостатков, устройства, принципа работы, доработки, модернизации и т.д. А вот найти нужную схему, особенно качественных устройств, или приобрести блок с нужной комплектацией бывает весьма проблематично. Поэтому в этой статье я решил изложить фото, срисованные схемы с моточными данными и краткие обзоры тех устройств, которые попадались (попадутся) мне в руки, а в следующей статье планирую описать несколько вариантов переделок конкретных ЭТ из этой темы.

Все ЭТ для наглядности я условно делю на три группы:

1. Дешевые ЭТ или "типичный Китай". Как правило только базовая схема из самых дешевых элементов. Зачастую сильно греются, низкий КПД, при незначительном перегрузе или КЗ сгорают. Иногда попадается "фабричный Китай", отличающийся более качественными деталями, но все равно далекий от совершенства. Самый распространенный вид ЭТ на рынке и в обиходе.
2. Хорошие ЭТ . Главное отличие от дешевых - наличие защиты от перегрузки (КЗ). Надежно держат нагрузку вплоть до срабатывания защиты (обычно до 120-150%). Комплектация дополнительными элементами: фильтрами, защитами, радиаторами происходит в произвольном порядке.
3. Качественные ЭТ , отвечающие высоким европейским требованиям. Хорошо продуманны, комплектуются по максимуму: хорошим теплоотводом, всеми видами защит, плавным пуском галогенок, входными и внутренними фильтрами, демпферными, а иногда и снабберными цепями.

Теперь давайте перейдем к самим ЭТ. Для удобства они отсортированы по выходной мощности в порядке возрастания.

1. ЭТ мощностью до 60 Вт.

1.1. L&B

1.2. Tashibra

Два вышеизложенные ЭТ – типичные представители самого дешевого Китая. Схема, как видите, типовая и широко распространенная в интернете.

1.3. Horoz HL370

Фабричный Китай. Хорошо держит номинальную нагрузку, греется не сильно.

1.4. Relco Minifox 60 PFS-RN1362

А вот представитель хорошего ЭТ итальянского производства, оснащенный скромным входным фильтром и защитами от перегрузки, перенапряжения и перегрева. Силовые транзисторы выбраны с запасом по мощности, поэтому не требуют радиаторов.

2. ЭТ мощностью 105 Вт.

2.1. Horoz HL371

Подобный вышеизложенной модели Horoz HL370 (п.1.3.) фабричный Китай.

2.2. Feron TRA110-105W

На фото две версии: слева более старая (2010 г.в.) – фабричный Китай, справа более новая (2013 г.в.), удешевленная до типичного Китая.

2.3. Feron ET105

Подобный Feron TRA110-105W (п.2.2.) фабричный Китай. Фото родной платы не сохранилось, поэтому взамен выкладываю фото Feron ET150, плата которого очень похожа на вид и подобна по элементной базе.

2.4. Brilux BZE-105

Подобный Relco Minifox 60 PFS-RN1362 (п.1.4.) хороший ЭТ.

3. ЭТ мощностью 150 Вт.

3.1. Buko BK452

Удешевленный до фабричного Китая ЭТ, в который не впаяли модуль защиты от перегрузки (КЗ). А так, блок весьма неплох по форме и содержанию.

3.2. Horoz HL375 (HL376, HL377)

А вот и представитель качественных ЭТ с весьма богатой комплектацией. Сразу кидается в глаза шикарный входной двухкаскадный фильтр, мощные парные силовые ключи с объемным радиатором, защиты от перегруза (КЗ), перегрева и двойная защита от перенапряжения. Данная модель знаменательна еще и тем, что является флагманской для последующих: HL376 (200W) и HL377 (250W). Отличия отмечены на схеме красным цветом.

3.3. Vossloh Schwabe EST 150/12.645

Очень качественный ЭТ от всемирно известного немецкого производителя. Компактный, хорошо продуманный, мощный блок с элементной базой от лучших европейских фирм.

3.4. Vossloh Schwabe EST 150/12.622

Не менее качественная, более новая версия предыдущей модели (EST 150/12.645), отличающаяся большей компактностью и некоторыми схемными решениями.

3.5. Brilux BZ-150B (Kengo Lighting SET150CS)

Один из самых качественных ЭТ, которые мне попадались. Очень хорошо продуманный блок на очень богатой элементной базе. Отличается от подобной модели Kengo Lighting SET150CS только трансформатором связи, который чуть меньше размером (10х6х4мм) с количеством витков 8+8+1. Уникальность этих ЭТ состоит в двухступенчатой защите от перегрузки (КЗ), первая из которых самовосстанавливающаяся, настроена на плавный пуск галогенных ламп и легкий перегруз (до 30-50%), а вторая – блокирующая, срабатывает при перегрузе более 60% и требующая перезагрузки блока (кратковременное отключение с последующим включением). Также примечательностью является довольно большой силовой трансформатор, габаритная мощность которого позволяет выжимать с него до 400-500 Вт.

Мне лично в руки не попадались, но видел на фото подобные модели в том же корпусе и с тем же набором элементов на 210Вт и 250Вт.

4. ЭТ мощностью 200-210 Вт.

4.1. Feron TRA110-200W (250W)

Подобный Feron TRA110-105W (п.2.2.) фабричный Китай. Наверное, лучший в своем классе блок, рассчитанный с большим запасом мощности, а посему является флагманской моделью для абсолютно идентичного Feron TRA110-250W, выполненного в таком же корпусе.

4.2. Delux ELTR-210W

По максимуму удешевленный, немного топорный ЭТ с множеством не впаянных деталей и теплоотводом силовых ключей на общий радиатор через кусочки электрокартона, который можно отнести к хорошим только из-за наличия защиты от перегруза.

4.3. Светкомплект EK210

Согласно электронной начинке подобный предыдущему Delux ELTR-210W (п.4.2.) хороший ЭТ с силовыми ключами в корпусе TO-247 и двухступенчатой защитой от перегруза (КЗ), не смотря на которую достался сгоревшим, причем практически полностью, вместе с модулями защиты (отчего отсутствуют фото). После полного восстановления при подключении нагрузки близкой к максимальной снова сгорел. Поэтому ничего толкового про этот ЭТ сказать не могу. Возможно брак, а возможно и плохо продуман.

4.4. Kanlux SET210-N

Без лишних слов довольно качественный, хорошо продуманный и очень компактный ЭТ.

ЭТ мощностью 200Вт можно также найти в п.3.2.

5. ЭТ мощностью 250 Вт и более.

5.1. Lemanso TRA25 250W

Типичный Китай. Та же общеизвестная Tashibra или жалкое подобие Feron TRA110-200W (п.4.1.). Даже не смотря на мощные спаренные ключи с трудом держит заявленные характеристики. Плата досталась искореженная, без корпуса, посему фото оных отсутствует.

5.2. Asia Elex GD-9928 250W

По сути усовершенствованная до хорошего ЭТ модель TRA110-200W (п.4.1.). До половины залита в корпусе теплопроводным компаундом, что значительно усложняет его разборку. Если такой попадется и потребуется разборка, поставьте его в морозилку на несколько часов, а после в темпе отламывайте по кусочкам застывший компауд, пока он не нагрелся и снова не стал вязким.

Следующая по мощности модель Asia Elex GD-9928 300W имеет идентичный корпус и схему.

ЭТ мощностью 250Вт можно также найти в п.3.2. и п.4.1.

Ну вот, пожалуй, и все ЭТ на сегодняшний момент. В заключение опишу некоторые нюансы, особенности и дам парочку советов.

Многие производители, особенно дешевых ЭТ, выпускают данную продукцию под разными названиями (брендами, типами) используя одну и ту же схему (корпус). Поэтому при поиске схемы следует более обращать внимание на ее подобность, нежели на название (тип) устройства.

Определить по корпусу качество ЭТ практически невозможно, поскольку, как видно на некоторых фото, модель может быть недоукомплектованной (с отсутствующими деталями).

Корпуса хороших и качественных моделей как правило выполнены из качественного пластика и разбираются довольно легко. Дешевые нередко скрепляются заклепками, а иногда и склеиваются.

Если после разборки определение качества ЭТ затруднительно, обратите внимание на печатную плату – дешевые обычно монтируются на гетинаксе, качественные – на текстолите, хорошие, как правило, тоже на текстолите, но бывают и редкие исключения. Про многое скажет и количество (объем, плотность) радиодеталей. Индуктивные фильтра в дешевых ЭТ всегда отсутствуют.

Также в дешевых ЭТ теплоотвод силовых транзисторов либо полностью отсутствует, либо выполнен на корпус (металлический) через электрокартон или ПВХ пленку. В качественных и многих хороших ЭТ он выполнен на объемном радиаторе, который обычно изнутри плотно прилегает к корпусу, также используя его для рассеивания тепла.

Присутствие защиты от перегрузки (КЗ) можно определить по наличию хотя-бы одного дополнительного маломощного транзистора и низковольтного электролитического конденсатора на плате.

Если планируется приобретение ЭТ, то обратите внимание, что есть много флагманских моделей, которые по цене обойдутся дешевле, чем их "более мощные" копии. Электронные трансформаторы .

Жизненных и творческих всем успехов.