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).
Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.
Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.
Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром.
Дросселя намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.
Бывает, что, собирая то или иное устройство, требуется определиться с выбором источника питания. Это чрезвычайно важно, когда устройствам необходим мощный блок питания. Приобрести железные трансформаторы с необходимыми характеристиками на сегодняшний день не составляет труда. Но они довольно дорогостоящие, а большие размеры и вес являются их главными недостатками. А сборка и наладка хороших импульсных блоков питания весьма сложная процедура. И многие не берутся за это.
Далее, вы узнаете о том, как собрать мощный и при этом несложный блок питания, взяв за основу конструкции электронный трансформатор. По большому счету, разговор пойдет об увеличении мощности таких трансформаторов.
Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.
Планировалось увеличить его мощность до 300 Вт. Этот трансформатор был приобретен в ближайшем магазине и стоил примерно 100 р.
Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:
Трансформатор представляет собой обычный двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор. Симметричный динистор является основным компонентом, осуществляющим запуск схемы, поскольку он подает первоначальный импульс.
В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.
Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:
- Транзисторы MJE13003.
- Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
- Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
- Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
- Диодный мост.
Несмотря на отсутствие в этом варианте защиты от КЗ, электронный трансформатор работает без сбоев. Назначение устройства – это работа с пассивной нагрузкой (к примеру, офисные «галогенки»), поэтому стабилизация выходного напряжения отсутствует.
Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.
Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью:
В ней стало даже меньше компонентов. Из первоначальной схемы были взяты трансформатор обратной связи, резистор, динистор и конденсатор.
Оставшиеся детали были извлечены из старых компьютерных БП, а это 2 транзистора, диодный мост и силовой трансформатор. Конденсаторы были приобретены отдельно.
Транзисторы не помешает заменить на более мощные (MJE13009 в корпусе TO220).
Диоды были заменены на готовую сборку (4 А, 600 В).
Также годятся и диодные мосты от 3 А, 400 В. Емкость должна составлять 2,2 мкФ, но можно и 1,5 мкФ.
Силовой трансформатор был изъят из БП формата ATX на 450 Вт. На нем были удалены все штатные обмотки и намотаны новые. Первичная обмотка была намотана тройным проводом 0,5 кв. мм в 3 слоя. Общее количество витков – 55. Необходимо следить за аккуратностью намотки, а также за ее плотностью. Каждый слой изолировался синей изолентой. Расчет трансформатора производился опытным путем, и была найдена золотая середина.
Вторичная обмотка наматывается из расчета 1 виток – 2 В, но это лишь в том случае если сердечник такой же, как в примере.
При первом включении обязательно использовать страховочную лампу накаливания на 40-60 Вт.
Стоит заметить, что в момент запуска лампа не вспыхнет, поскольку после выпрямителя нет сглаживающих электролитов. На выходе высокая частота, поэтому для того чтобы делать конкретные замеры, необходимо сначала выпрямить напряжение. Для этих целей был использован мощный сдвоенный диодный мост, собранный из диодов КД2997. Мост выдерживает токи до 30 А, если прикрепить к нему радиатор.
Вторичная обмотка предполагалась на 15 В, хотя на деле получилось чуть больше.
В качестве нагрузки было взято все, что оказалось под рукой. Это мощная лампа от кинопроектора на 400 Вт при напряжении в 30 В и 5 20-ваттных ламп на 12 В. Все нагрузки подключались параллельно.
Первым делом был произведен замер тока, который показал, что токи свыше 20 А.
После этого нужно измерить выходное напряжение под нагрузкой. Расчетное напряжение составляло около 15 В. Реальное значение без нагрузки — 17 В, а под нагрузкой просело до 15,3 В. В итоге легко узнать мощность, которая составляет примерно 300 Вт. Это чистая мощность на выходе.
Прикрепленные файлы :
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:
- n-p-n транзистор 13003 2 шт.
- Диод 1N4007 4 шт.
- Плёночный конденсатор на 10nF 100V 1 шт (С1).
- Плёночный конденсатор на 47nF 250V 2 шт (С2, С3).
- Динистор DB3
- 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.
Работа трансформатора сроится на преобразовании тока от сети с напряжением 220 В. Устройства делятся по количеству фаз, а также показателю перегрузки. На рынке представлены модификации однофазного и двухфазного типов. Параметр перегрузки тока колеблется от 3 до 10 А. При необходимости можно сделать электронный трансформатор своими руками. Однако для этого в первую очередь важно ознакомиться с устройством модели.
Схема модели
Схема электронного 12В предполагает использование пропускного реле. Непосредственно обмотка применяется с фильтром. Для повышения тактовой частоты в цепи имеются конденсаторы. Выпускаются они открытого и закрытого типа. У однофазных модификаций используются выпрямители. Указанные элементы необходимы для повышения проводимости тока.
В среднем чувствительность у моделей равна 10 мВ. При помощи расширителей решаются проблемы с перегрузками в сети. Если рассматривать двухфазную модификацию, то у нее используется тиристор. Указанный элемент, как правило, устанавливается с резисторами. Емкость их в среднем равна 15 пФ. Уровень проводимости тока в данном случае зависит от загруженности реле.
Как сделать самостоятельно?
Сделать своими руками можно легко. Для этого важно использовать проводное реле. Расширитель для него целесообразно подбирать импульсного типа. Для увеличения параметра чувствительности устройства используются конденсаторы. Многие специалисты рекомендуют резисторы устанавливать с изоляторами.
Для решения проблем со скачками напряжения припаиваются фильтры. Если рассматривать самодельную однофазную модель, то модулятор целесообразнее подбирать на 20 Вт. Выходное сопротивление в цепи трансформатора должно составлять 55 Ом. Непосредственно для подключения устройства припаиваются выходные контакты.
Устройства с конденсаторным резистором
Схема электронного трансформатора для 12В предполагает использование проводного реле. В данном случае резисторы устанавливаются за обкладкой. Как правило, модуляторы используются открытого типа. Также схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В включает выпрямители, которые подбираются с фильтрами.
Для решения проблем с коммутацией необходимы усилители. Параметр выходного сопротивления в среднем составляет 45 Ом. Проводимость тока, как правило, не превышает 10 мк. Если рассматривать однофазную модификацию, то у нее имеется триггер. Некоторые специалисты для увеличения проводимости используют триггеры. Однако в данном случае значительно повышаются тепловые потери.
Трансформаторы с регулятором
Трансформатор 220-12 В с регулятором устроен довольно просто. Реле в данном случае стандартно используется проводного типа. Непосредственно регулятор устанавливается с модулятором. Для решения проблем с обратной полярностью имеется кенотрон. Использоваться он может с обкладкой или без нее.
Триггер в данном случае подсоединяется через проводники. Указанные элементы способны работать только с импульсными расширителями. В среднем параметр проводимости у трансформаторов данного типа не превышает 12 мк. Также важно отметить, что показатель отрицательного сопротивления зависит от чувствительности модулятора. Как правило, он не превышает 45 Ом.
Использование проводных стабилизаторов
Трансформатор 220-12 В с проводным стабилизатором встречается очень редко. Для нормальной работы устройства необходимо качественное реле. Показатель отрицательного сопротивления составляет в среднем 50 Ом. Стабилизатор в данном случае фиксируется на модуляторе. Указанный элемент в первую очередь предназначен для понижения тактовой частоты.
Тепловые потери при этом у трансформатора незначительные. Однако важно отметить, что на триггер оказывается большое давление. Некоторые эксперты в сложившейся ситуации рекомендуют использовать емкостные фильтры. Продаются они с проводником и без него.
Модели с диодным мостом
Трансформатор (12 Вольт) данного типа производится на базе селективных триггеров. Показатель порогового сопротивления у моделей в среднем равняется 35 Ом. Для решения проблем с понижением частоты устанавливаются трансиверы. Непосредственно диодные мосты используются с различной проводимостью. Если рассматривать однофазные модификации, то в этом случае резисторы подбираются на две обкладки. Показатель проводимости не превышает 8 мк.
Тетроды у трансформаторов позволяют значительно повысить чувствительность реле. Модификации с усилителями встречаются очень редко. Основной проблемой трансформаторов данного типа является отрицательная полярность. Возникает она вследствие повышения температуры реле. Чтобы исправить ситуацию, многие эксперты рекомендуют использовать триггеры с проводниками.
Модель Taschibra
Схема электронного трансформатора для галогенных ламп 12В включает в себя триггер на две обкладки. Реле у модели используется проводного типа. Для решения проблем с пониженной частотностью применяются расширители. Всего у модели имеются три конденсатора. Таким образом, проблемы с перегрузкой в сети возникают редко. В среднем параметр выходного сопротивления держится на уровне 50 Ом. Как утверждают специалисты, выходное напряжение на трансформаторе не должно превышать 30 Вт. В среднем чувствительность модулятора составляет 5,5 мк. Однако в данном случае важно учитывать загруженность расширителя.
Устройство RET251C
Указанный электронный трансформатор для ламп производится с выходным переходником. Расширитель у модели имеется дипольного типа. Всего в устройстве установлены три конденсатора. Резистор применяется для решения проблем с отрицательной полярностью. Конденсаторы у модели перегреваются редко. Непосредственно модулятор подсоединяется через резистор. Всего у модели установлены два тиристора. В первую очередь они отвечают за параметр выходного напряжения. Также тиристоры призваны обеспечивать стабильную работу расширителя.
Трансформатор GET 03
Трансформатор (12 Вольт) указанной серии пользуется большой популярность. Всего у модели имеются два резистора. Находятся они рядом с модулятором. Если говорить про показатели, то важно отметить, что частота модификации равняется 55 Гц. Подключение устройства осуществляется через выходной переходник.
Расширитель подобран с изолятором. С целью решения проблем с отрицательной полярностью используются два конденсатора. Регулятор в представленной модификации отсутствует. Показатель проводимости трансформатора составляет 4,5 мк. Выходное напряжение колеблется в районе 12 В.
Устройство ELTR-70
Указанный электронный трансформатор 12В включает в себя два проходных тиристора. Отличительной особенностью модификации считается высокая тактовая частота. Таким образом, процесс преобразования тока осуществятся без скачков напряжения. Расширитель у модели используется без обкладки.
Для понижения чувствительности имеется триггер. Установлен он стандартно селективного типа. Показатель отрицательного сопротивления составляет 40 Ом. Для однофазной модификации это считается нормальным. Также важно отметить, что устройства подключаются через выходной переходник.
Модель ELTR-60
Это трансформатор выделяет высокой стабильностью напряжения. Относится модель к однофазным устройствам. Конденсатор у него используется с высокой проводимостью. Проблемы с отрицательной полярностью решаются за счет расширителя. Он установлен за модулятором. Регулятор в представленном трансформаторе отсутствует. Всего у модели используются два резистора. Емкость у них составляет 4,5 пФ. Если верить специалистам, то перегрев элементов наблюдается очень редко. Выходное напряжение на реле равно строго 12 В.
Трансформаторы TRA110
Указанные трансформаторы работают от проходного реле. Расширители у модели используются разной емкости. В среднем показатель выходного сопротивления трансформатора составляет 40 Ом. Относится модель к двухфазным модификациям. Показатель пороговой частоты у нее равен 55 Гц. В данном случае резисторы используются дипольного типа. Всего у модели имеются два конденсатора. Для стабилизации частоты во время работы устройства действует модулятор. Проводники у модели припаяны с высокой проводимостью.
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.
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.
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.