Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электромастерская, Как это устроено

Как устроен электронный трансформатор

Как устроен электронный трансформатор?Внешне электронный трансформатор 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 импульсных блоков питания.

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 галогенных ламп название фирмы – изготовителя значения не имеет. Единственное, на что следует обратить внимание, это на мощность: электронные трансформаторы выпускаются мощностью 60 - 250 Вт.

Схема электронного трансформатора фирмы Taschibra

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 выполнены на транзисторах 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 электронные балласты для энергосберегающих ламп, но в них вместо трансформатора включен дроссель, конденсаторы и нити накала люминесцентных ламп.

Для управления работой транзисторов в их базовые цепи включены обмотки I и II трансформатора обратной связи Т1. Обмотка III это обратная связь по току, через нее подключена первичная обмотка выходного трансформатора.

Управляющий трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 8 мм. Базовые обмотки I и II содержат по 3..4 витка, а обмотка обратной связи III – всего один виток. Все три обмотки выполнены проводами в разноцветной пластиковой изоляции, что немаловажно при экспериментах с устройством.

На элементах R2, R3, C4, D5, D6 собрана цепь запуска автогенератора в момент включения всего устройства в сеть. Выпрямленное входным диодным мостом напряжение сети через резистор R2 заряжает конденсатор C4. Когда напряжение на нем превысит порог срабатывания динистора D6, последний открывается и на базе транзистора Q2 формируется импульс тока, который запускает преобразователь.

Дальнейшая работа осуществляется без участия цепи запуска. Следует заметить, что динистор D6 двухсторонний, может работать в цепях переменного тока, в случае постоянного тока полярность включения значения не имеет. В интернете его также называют «диак».

Сетевой выпрямитель выполнен на четырех диодах типа 1N4007, резистор R1 с сопротивлением 1Ом и мощностью 0, 125Вт используется в качестве предохранителя.

Схема преобразователя в том виде, как она есть, достаточно проста и не содержит никаких «излишеств». После выпрямительного моста не предусмотрено даже просто конденсатора для сглаживания пульсаций выпрямленного сетевого напряжения.

Выходное напряжение прямо с выходной обмотки трансформатора также безо всяких фильтров подается прямо на нагрузку. Отсутствуют цепи стабилизации выходного напряжения и защиты, поэтому при коротком замыкании в цепи нагрузки сгорают сразу несколько элементов, как правило, это транзисторы Q1, Q2, резисторы R4, R5, R1. Ну, может и не все сразу, но хотя бы один транзистор точно.

И несмотря на такое, казалось бы, несовершенство схема себя вполне оправдывает при использовании его в штатном режиме, т.е. для питания галогенных ламп. Простота схемы обуславливает ее дешевизну и широкую распространенность устройства в целом.

Исследование работы электронных трансформаторов

Если к электронному трансформатору подключить нагрузку, например, галогенную лампу 12В х 50Вт, а к этой нагрузке подключить осциллограф, то на его экране можно будет увидеть картинку, показанную на рисунке 2.

Осциллограмма выходного напряжения электронного трансформатора Taschibra 12Vх50W

Рисунок 2. Осциллограмма выходного напряжения электронного трансформатора Taschibra 12Vх50W

Выходное напряжение представляет собой высокочастотные колебания частотой 40КГц, модулированные на 100% частотой 100ГЦ, полученной после выпрямления сетевого напряжения частотой 50ГЦ, что вполне подходит для питания галогенных ламп. В точности такая же картинка будет получена для преобразователей другой мощности или другой фирмы, ведь схемы практически не отличаются друг от друга.

Если к выходу выпрямительного моста подключить электролитический конденсатор C4 47uFх400V, как показано пунктирной линией на рисунке 4, то напряжение на нагрузке примет вид, показанный на рисунке 4.

Подключение конденсатора к выходу выпрямительного моста

Рисунок 3. Подключение конденсатора к выходу выпрямительного моста

Напряжение на выходе преобразователя после подключения конденсатора C5

Рисунок 4. Напряжение на выходе преобразователя после подключения конденсатора C5

Однако, не следует забывать о том, что ток зарядки дополнительно подключенного конденсатора C4 приведет к перегоранию, причем достаточно шумному, резистора R1, который используется в качестве предохранителя. Поэтому этот резистор следует заменить более мощным резистором с номиналами 22Омх2Вт, назначение которого просто ограничить ток зарядки конденсатора С4. В качестве же предохранителя следует использовать обычный плавкий предохранитель на 0,5А.

Нетрудно заметить, что модуляция с частотой 100Гц прекратилась, остались лишь высокочастотные колебания с частотой около 40КГц. Даже если при этом исследовании и нет возможности воспользоваться осциллографом, то этот неоспоримый факт можно заметить по некоторому увеличению яркости лампочки.

Это говорит о том, что электронный трансформатор вполне пригоден для создания несложных импульсных блоков питания. Тут возможно несколько вариантов: использование преобразователя без разборки, только за счет добавления наружных элементов и с небольшими изменениями схемы, совсем небольшими, но придающими преобразователю совсем иные свойства. Но об этом более подробно мы поговорим в следующей статье.

Борис Аладышкин

Продолжение это темы: Как сделать блок питания из электронного трансформатора


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электромастерская, Как это устроено

Другие статьи:

  • Электронные трансформаторы: назначение и типовое использование
  • Как сделать блок питания из электронного трансформатора
  • Простой источник аварийного освещения
  • Пробник для проверки транзисторов
  • Как запитать аккумуляторный шуроповерт от электрической сети
  • Ступенчатый регулятор напряжения


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Олег Гаевский | [цитировать]

     
     

    Жаль, но аккуратность изложения в данной статье явно плохая. Путаются номера элементов и рисунков, что мешает при чтении. В общем сама тенденция освещения различных прикладных знаний на Вашем сайте мне нравится. Получаю немало нужной информации. Спасибо.

      Комментарии:

    #2 написал: Vladislav | [цитировать]

     
     

    Спасибо за информацию. Хотелось бы побольше информации о новых разработках электротехники.

      Комментарии:

    #3 написал: elalex | [цитировать]

     
     

    Обычно люди считают, что  название фирмы–изготовителя имеет значение всегда и везде. Я никогда не посоветую своим клиентам покупать те же трансформаторы подзаборных или неизвестных фирм, а по возможности Osram, Philips, Mean Well.

      Комментарии:

    #4 написал: Анатолий | [цитировать]

     
     

    Благодарю за информацию, помогла в ремонте.

      Комментарии:

    #5 написал: Дмитрий | [цитировать]

     
     

    Можно ли этот трансформатор использовать для питания светодиодных ламп? Может нужен дополнительный выпрямитель в виде моста и конденсатора?

    Можно ли этот трансформатор использовать для накала нихромовой нити для резки пенопласта?

      Комментарии:

    #6 написал: Евгений | [цитировать]

     
     

    Да, можно. Электронный трансформатор хорошо работает с любой активной нагрузкой - лампы, сопротивления, нагревательные элементы.

      Комментарии:

    #7 написал: Илья | [цитировать]

     
     

    Борис, Вы молодец. Вы доступно и популярно преподносите инфу для электриков которые хотят вникнуть в электронику. Сейчас это всё сближается. Ваши статьи дают возможность, людям, понять происходящие процессы в электронных компонентах.

    elalex, сейчас и эти фирмы подделывают. Если есть возможность перед покупкой вскрыть изделие, то сразу будет видно.

      Комментарии:

    #8 написал: дмитрий | [цитировать]

     
     

    Спасибо за информацию!!! Для светодиодных ламп лучше не применять! (на долго их не хватит). Так как на входе у них диодный мост из низкочастотных диодов до 1000гц !!!!На частоте 40000гц они сильно греются +потери напряжения с моста и низкая нагрузка на трансформатор !!!! Лучше использовать стаб. источник для светодиодных лент с постоянным стабилизированным напряжением 12в +защита по току и от КЗ и т.д. Есть герметичные для ванн. Драйверы Navigator серии ND для светодиодных ламп и модулей ND-P-IP67           блок питания DR-75W производства фирмы Brille, меньшей мощности типа DR-15W, Electronic Light CS 31350M - для подключения точечного светодиодного светильника или маломощной светодиодной ленты (до 10 Вт).

      Комментарии:

    #9 написал: slonspb | [цитировать]

     
     

    --Так как на входе у них диодный мост из низкочастотных диодов до 1000гц !!!!

    на входе 50Гц, электрик хр_нов...
     любители фэншуя могут купить лабораторный БП за 10 000$ и радоваться )

      Комментарии:

    #10 написал: mmmnt | [цитировать]

     
     

    Выходное напряжение представляет собой высокочастотные колебания частотой 40КГц, модулированные на 100% частотой 100ГЦ - по моему прав предыдущий оратор, 40 КГЦ, согласно приложенной информации, нет?

      Комментарии:

    #11 написал: Primus | [цитировать]

     
     

    slonspb, Негоже обзывать другого хреновым электриком тому, кто в электронике не в зуб ногой. Товарищ имел в виду, что на входе любой энергосберегайки стоят обычные низкочастотные диоды, предназначенные для работы на низкой частоте. Если подать на вход такого выпрямителя переменку с частотой 40 кГц, то диод не будет успевать закрываться, через него будет идти сквозной ток, что приведет к короткому замыканию.

    Учите лучше матчасть, вместо поучать других. Иногда лучше жевать, чем говорить.

      Комментарии:

    #12 написал: robin | [цитировать]

     
     

    Вопрос новичка в электронике. В чем заключается преимущество данной схемы, изменение входной частоты на блоке питания с 50Гц до 40КГц на выходе к потребителю. Для чего надо настолько изменять частоту выходного напряжения?

      Комментарии:

    #13 написал: dimedrol | [цитировать]

     
     

    robin, я не профи, но знаю, что на высокой частоте КПД трансформаторов намного выше. Это позволяет делать легкие блоки питания (БП). Сравните вес и габариты современных импульсных БП со старыми БП, в которых стояли килограммовые трансформаторы. Т.е. получается огромная экономия ресурсов планеты.

    Забыл написать, что в обычных импульсных БП на выходе к потребителю идет постоянный ток с небольшими пульсациями. А то, что в данном "электронном трансформаторе" на выходе идет 40 КГц, значит для тех применений, на которые он рассчитан, и так сойдет.

      Комментарии:

    #14 написал: lubitel | [цитировать]

     
     

    Цитата: Евгений
    Да, можно. Электронный трансформатор хорошо работает с любой активной нагрузкой - лампы, сопротивления, нагревательные элементы

    Вопрос по потребяемой мощности. Имеется Taschibra 105 Вт нагружена 4-мя диодными лампами по 7 Вт. Какая итоговая мощность потребления?

      Комментарии:

    #15 написал: Dmitry | [цитировать]

     
     

    Подключил в ванной светодиодные лампы на 12v и одну галогенную  к одному трансформатору для галогенных ламп. Все типы ламп работают совместно и одновременно от этого трансформатора. Вопрос: почему светодиодные лампы работают, ведь для них нужны специальные трансформаторы и везде об этом упоминается.
    Вопрос 2: насколько я понял, вторичный ток с этого трансформатора выходит также переменный, а светодиодные лампы рассчитаны на постоянный ток, почему же они работают(кстати, эти же самые лампы работают и от DC адаптера на 12V)
    Вопрос 3: Везде упоминается, что для работы светодиодных ламп необходимо соблюдать полярность, иначе работать она не будет, а может и сгореть, если обратный полупериод напряжения превысит допустимый номинал лампы, но вышеупомянутые светодиодные лампы работают при любой полярности постоянного тока. Как так?

      Комментарии:

    #16 написал: Vladimir | [цитировать]

     
     

    Светодиод - тот же диод. Он выпрямляет переменный ток и одновременно светится. Но у светодиодов малое обратное напряжение 5 вольт, об этом надо помнить. В принципе можно  сразу с-д ленту подключить на выход эл.трансформатора и будет работать. В ленте 3 с-д последовательно, то есть обратное напряжение 15 вольт.

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK