Источник питания из энергосберегающей лампы: Блок питания из энергосберегающей лампы своими руками: схема

Содержание

Блок питания из энергосберегающей лампы своими руками: схема

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ или «энергосберегайки») появились в быту довольно давно, но до сих пор удерживают если не первенство среди осветительных приборов, то одно из ведущих мест. Они компактны, экономичны, могут работать вместо обычной лампочки накаливания. Но есть у этих приборов и недостатки. Несмотря на заявленный производителем срок эксплуатации КЛЛ часто выходят из строя, даже не выработав свой ресурс.

Виной этому чаще всего становится нестабильное питающее напряжение и частое «щелканье» выключателем. Можно ли как-то использовать сгоревший прибор, который стоит довольно больших денег? Конечно, можно! В этой статье мы попытаемся собрать блок питания из энергосберегающей лампы своими руками.

Устройство и принцип работы ЭПРА

Прежде чем взяться за переделку электронного балласта для компактных люминесцентных ламп, познакомимся с этим узлом и принципом его работы поближе. Основная задача балласта:

  • запустить газоразрядную трубку лампы;
  • поддерживать необходимые для работы трубки ток и напряжение.

Взглянем на классическую схему электронного балласта или, если называть его правильно, ЭПРА (Электронный ПускоРегулирующий Аппарат).

Схема ЭПРА (электронного балласта) для энергосберегающих ламп

По сути, это обычный импульсный блок питания с незначительными отличиями, но о них позже. Напряжение сети подается на мостовой выпрямитель VD1-VD4, сглаживается конденсатором С1 и поступает на высокочастотный (частота автоколебаний 10-60 кГц) генератор, собранный на транзисторах VT2, VT3. Генерация в нем возникает за счет положительной обратной связи, которую обеспечивает трансформатор Т1, запуск при подаче питания происходит благодаря симметричному динистору DB1.

Импульсное напряжение через токоограничивающий дроссель Т2 поступает на энергосберегающую лампу, выполненную в виде изогнутой трубки. Конденсатор С8 нужен для создания высоковольтного импульса, поджигающего трубку. Как только в лампе произошел пробой газового участка, в работу вступает дроссель, ограничивающий ток на необходимом для работы лампы уровне.

Поскольку частота напряжения относительно высокая, дроссель получился весьма компактным.

Важно! Производители энергосберегающих ламп используют в своих изделиях различные схемы балластов, но принцип работы у них один и тот же.

к содержанию ↑

Отличия конструкции лампы от импульсного блока

Чем же отличается электронный балласт КЛЛ от импульсного блока питания (ИБП)? Прежде всего на выходе балласта стоит токоограничивающий дроссель. Далее, схема не имеет гальванической развязки сетевого напряжения с выходным, поэтому все элементы схемы, которую питает ЭПРА, находятся под опасным для жизни напряжением. А теперь попытаемся сделать импульсный блок питания из энергосберегающей лампы.

Кроме указанных отличий, на выходе ЭПРА напряжение импульсное, тогда как блок питания обычно выдает постоянное.

к содержанию ↑

Схема переделки ЭПРА в ИБП

Для переделки ЭПРА в блок питания необходимо решить три задачи:

  1. Обеспечить электробезопасность, создав гальваническую развязку.
  2. Понизить выходное напряжение преобразователя, поскольку на его выходе оно довольно высокое – прядка 100–150 В.
  3. Выпрямить выходное напряжение.

Если необходим блок питания небольшой мощности – до 15 Вт, то никакой особой переделки ЭПРА не потребуется. Достаточно десятка сантиметров обмоточного провода, четыре диода и пары конденсаторов. Ну и, конечно, понадобится электронный балласт от лампы мощностью 40 Вт. Взглянем на доработанную схему:

Простой импульсный блок питания на 12 В из ЭПРА люминесцентной лампы

Здесь дроссель исполняет роль развязывающего и одновременно понижающего трансформатора блока питания, а выпрямитель (диоды VD8-VD11) делают из импульсного напряжения постоянное. Конденсаторы С8 и С9 – сглаживающие. В остальном работа блока питания ничем не отличается от схемы ЭПРА.

Переделку ЭПРА в блок питания будем производить в следующей последовательности:

  1. Удаляем люминесцентную трубку и конденсатор С8.
  2. Соединяем выводы конденсаторов С6, С7 и дросселя Т2, которые ранее шли на лампу, между собой. Проще всего это сделать, просто замкнув все выводы лампы.

Теперь наш дроссель является нагрузкой преобразователя. Осталось лишь домотать на него вторичную обмотку. Так как частота преобразования довольно высока, понадобится всего несколько витков обмоточного провода диаметром 0.5-0.8 мм. Зазор между сердечником и обмоткой дросселя невелик, но его вполне достаточно для нескольких витков, число которых подбирается экспериментально.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Для большей надежности блока питания лучше использовать не обычный обмоточный провод в эмалевой изоляции, а монтажный во фторопластовой. Это исключит пробой между обмотками при неаккуратной намотке и появлении опасного напряжения во вторичной цепи.

Методика намотки следующая. Наматываем в качестве вторичной около 10 витков, подключаем к ней диодный мост со сглаживающими конденсаторами и нагружаем будущий блок питания резистором мощностью около 30 Вт и сопротивлением 5-6 Ом. Замеряем напряжение на резисторе вольтметром постоянного тока. Затем делим полученное напряжение на количество витков, и выходит напряжение, получаемое с одного витка. Теперь делим необходимое нам напряжение (12-13 В) на последнее значение и получаем необходимое количество витков вторичной обмотки.

Предположим, намотав 10 витков, мы получили напряжение 8 В. 8/10=0.8. Значит, один виток выдает 0.8 вольт. Нам нужно 12. Делим 12 на 0.8, получаем 15. Итак, нам необходимо намотать 15 витков.

Штатный и доработанный дроссель блока питания из ЭПРА 

В диодном мосте можно использовать любые выпрямительные диоды на обратное напряжение не ниже 25 В и ток 1А. Лучше для этих целей использовать диоды Шоттки – они имеют меньшее прямое падение напряжения и лучше работают в импульсном режиме, увеличивая КПД блока питания. На месте С8 может работать керамический конденсатор емкостью 0.1 мкФ, С9 – электролитический емкостью 10-50 мкФ и рабочее напряжение не ниже 25 В.

Всем хороша схема такого блока питания, но напряжение на его выходе не стабилизировано. То есть оно будет колебаться вместе с изменением сетевого. Выйти из положения довольно просто, установив в схему блока питания 12-вольтовый стабилизатор. Идеальным для этой цели будет интегральный стабилизатор КР142ЕН8Б или зарубежный аналог L1812. В этом случае выходной фрагмент схемы будет выглядеть так:

Схема блока питания со стабилизированным выходным напряжением

Конденсаторы С10 и С11 нужно взять тех же номиналов, что и С8, С9.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Если в схеме блока питания будет использоваться стабилизатор, то количество витков необходимо увеличить до получения напряжения на нагрузочном резисторе (см. методику расчета выше) 15-16 В. Именно такое напряжение является нормальным входным для линейного 12-вольтового стабилизатора.

к содержанию ↑

Как увеличить мощность

Обычно мощность КЛЛ относительно невелика и колеблется в пределах 10-40 Вт. В теории неплохо, но на практике все дело портит токоограничивающий дроссель. Он не дает самодельному блоку питания развить максимальную мощность, во-первых, из-за токоограничивающих свойств, а во-вторых, из-за собственной малой мощности. При увеличении тока магнитопровод начинает работать в режиме насыщения, уменьшая КПД блока питания и перегружая ключевые транзисторы, причем перегружая впустую.

Как же сделать относительно мощный блок питания из энергосберегающей лампы? Задача не так сложна, как кажется на первый взгляд. Для этого достаточно дроссель заменить на относительно мощный импульсный трансформатор. Конечно, тут потребуются более глубокие знания в радиотехнике, но оно того стоит.

Трансформатор можно взять, к примеру, из ненужного блока питания от компьютера или другой оргтехники (принтер, сканер, малогабаритный телевизор и т. п.). Еще понадобится резистор мощностью 3 Вт и сопротивлением 5 Ом, а также новый высоковольтный конденсатор на номинал 100 мкФ и рабочее напряжение не ниже 350 В. Взглянем на доработанную схему:

Схема блока питания с повышенной выходной мощностью 

Здесь вместо дросселя установлен импульсный трансформатор, причем первичной обмоткой является та, что была подключена к преобразователю (высоковольтная), а вторичной – понижающая. Кроме того, резистор R1 выбран большей мощности, а емкость сглаживающего конденсатора С1 (по доработанной схеме С0) увеличена до 100 мкФ. В остальном схема практически не изменилась, но теперь она вполне способна отдать в нагрузку ток в 5-8 А при напряжении 12 В. Такие блоки питания уже вполне можно использовать для шуруповерта и подобных 12-вольтовых инструментов.

к содержанию ↑

И напоследок несколько рекомендаций

  1. При первом пуске доработанный блок питания лучше подключать к сети через лампу накаливания 220 В 60-100 Вт. Если все в порядке, то лампа будет едва светиться. Если в схеме ошибка, то лампа будет гореть довольно ярко. Это сбережет транзисторы от пробоя при ошибках в монтаже.
  2. Прежде чем запустить блок питания в долговременную работу, необходимо «погонять» его на нагрузочном резисторе. При этом трансформатор и транзисторы не должны нагреваться выше 60 градусов Цельсия.
  3. Если трансформатор сильно греется, придется намотать понижающую обмотку более толстым проводом.
  4. Если сильно греются транзисторы, их нужно снабдить небольшими радиаторами.
  5. Не стоит использовать такой блок питания для зарядки и питания дорогостоящих гаджетов. Гораздо надежнее купить заводское питающее устройство. Это обойдется намного дешевле, чем ремонт, к примеру, ноутбука или смартфона.

На этом, пожалуй, беседу о переделке ЭПРА для компактных люминесцентных ламп в импульсный блок питания можно закончить. Если ты внимательно прочел статью и имеешь хотя бы небольшое понятие о радиотехнике, то справишься с этой несложной доработкой самостоятельно.

Предыдущая

ЛюминесцентныеОсобенности энергосберегающих люминесцентных ламп

Спасибо, помогло!1Не помогло

Как сделать самостоятельно блок питания из энергосберегающих ламп

Люминесцентная лампа является довольно сложным механизмом. В конструкции энергосберегающих ламп находится множество разных мелких составляющих, которые в совокупности и обеспечивают то освещение, которое выдаёт такое устройство. Основой всей конструкции энергосберегающих устройств является стеклянная трубка, которая наполнена парами ртути и инертным газом.

Импульсный блок и его назначение

С обоих концов этой трубки установлены электроды, катод и анод. После подачи на них тока, они начинают нагреваться. Достигнув необходимой температуры они выпускают электроны, которые ударяются об молекулы ртути и та начинает излучать ультрафиолетовый свет.

Ультрафиолет конвертируется в видимый для человеческого глаза спектр благодаря люминофору, который находится в трубке. Таким образом, лампа зажигается спустя некоторое время. Обычно скорость загорания лампы зависит от срока её выработки. Чем дольше лампа работала, тем больше будет промежуток между включением и полным зажиганием.

Чтобы понять предназначение каждой из составляющих ибп, следует разобрать по отдельности какие функции они выполняют:

  • R0 – работает ограничителем и предохранителем блока питания. Он стабилизирует и останавливает излишний поток питания тока в момент включения, который протекает через диоды выпрямляющего устройства.
  • VD1, VD2, VD3, VD4 – используются как мостовые выпрямители.
  • L0, C0 – фильтруют подачу тока и делают её без перепадов.
  • R1, C1, VD8 и VD2 – запускная цепь преобразователей. Процесс запуска происходит следующим образом. Источник зарядки конденсатора С1 является первый резистор. После того как конденсатор набирает такой мощности, что способен пробить динистор VD2, он самостоятельно открывается и попутно открывает транзистор, что вызывает автоколебание в схеме. Затем прямоугольный импульс направляется на катод диода VD8 и возникающий минусовый показатель закрывает второй динистор.
  • R2, C11, C8 – делают стартовый процесс преобразователей более лёгким.
  • R7, R8 – Делают закрытие транзисторов более эффективным.
  • R6, R5 – создают границы для тока на базах каждого транзистора.
  • R4, R3 – работают как предохранители в случае резкого повышения напряжения в транзисторах.
  • VD7 VD6 – предохраняют каждый транзистор бп от возвратного тока.
  • TV1 – обратный трансформатор для связи.
  • L5 – дроссель балластный.
  • C4, C6 – конденсаторы разделения, где всё напряжение и питание разделяется пополам.
  • TV2 – трансформатор для создания импульсов.
  • VD14, VD15 – диоды, работающие от импульсов.
  • C9, C10 – фильтрующие конденсаторы.

Благодаря правильной расстановке и тщательному подбору характеристик всех перечисленных составляющих, мы и получаем блок питания необходимой нам мощности для дальнейшего использования.

Отличия конструкции лампы от импульсного блока

Схема энергосберегающей лампы очень похожа по строению импульсного блока питания, из-за чего сделать импульсный бп можно очень легко и быстро. Для переделки, необходимо установить перемычку и дополнительно установить трансформатор вырабатывающий импульсы и который оснащён выпрямителем.

Для облегчения ибп, удалена стеклянная люминесцентная лампа и некоторые составляющие конструкции, которые были заменены специальным соединителем. Вы могли заметить, что для изменения необходимо выполнить всего несколько простых операций, и этого будет вполне достаточно.

Плата с энергосберегающей лампы

Выдаваемый показатель мощности, ограничен размером используемого трансформатора, максимальным возможным пропускным показателем основных транзисторов и габаритами охлаждающей системы. Чтобы увеличить немного мощность, достаточно намотать ещё обмотки на дроссель.

Импульсный трансформатор

Основной ключевой характеристикой импульсного блока питания есть возможность адаптироваться к показателям трансформатора, который используется в конструкции. А то, что обратный ток не нуждается в проходке через трансформатор, который мы сами сделали, значительно облегчает нам расчёты номинальной мощности трансформатора.

Таким образом, большинство ошибок при расчёте становятся незначительными благодаря использованию такой схемы.

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Для экономии используют конденсаторы с маленьким показателем ёмкости. Именно от них будет зависеть показатель пульсации входящего напряжения. Для снижения пульсации, необходимо увеличивать объём конденсаторов тоже делается для увеличения показателя пульсации только в обратном порядке.

Для снижения размеров и улучшения компактности, возможно, применять конденсаторы на электролитах. К примеру, можно использовать такие конденсаторы, которые вмонтированы в фототехнику. Они обладают ёмкостью 100µF х 350V.

Блок питания на двадцать ватт

Чтобы обеспечить бп показателем двадцать ватт, достаточно использовать стандартную схему от энергосберегающих светильников и вовсе не наматывая дополнительной намотки на трансформаторы. В случае, когда дроссель обладает свободным пространством и может дополнительно уместить витки, можно их добавить.

Таким образом, следует добавить два-три десятка витков обмотки, чтобы была возможность подзаряжать мелкие устройства или использовать ибп как усилитель для техники.

Схема блока питания на 20 ватт

Если вам требуется более эффективное увеличение показателя мощности, можно использовать самый простой провод из меди, покрытый лаком. Он специально предназначен для обмотки. Убедитесь что изоляция на стандартной обмотке дросселя достаточно качественная, так как эта часть будет находиться под значением входящего тока. Также следует оградить её от вторичных витков с помощью бумажной изоляцией.

Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Для изоляции используем специальный картон толщиной 0.05 миллиметра или 0.1 миллиметра. В первом случае необходимо два слова, во втором достаточно одного. Сечение обмоточного провода используем из максимального больших, количество витков будет подбирать методом проб. Обычно витков необходимо достаточно мало.

Проделав все необходимые действия, вы получаете мощность бп 20 ватт и рабочую температура трансформатора шестьдесят градусов, транзистора сорок два. Большую мощность сделать не получиться, так как размеры дросселя ограничены и сделать большее количество обмотки не получится.

Уменьшение поперечного диаметра используемого провода конечно увеличит численность витков, но на мощность это повлияет только в минус.

Стоваттный блок питания

Чтобы иметь возможность поднять мощность бп до сотни ватт, необходимо дополнительно докрутить импульсный трансформатор и расширить ёмкость фильтровочного конденсатора до 100 фарад.

Схема 100 ватт БП

Чтобы облегчить нагрузку и уменьшить температуру транзисторов, к ним следует добавить радиаторы для охлаждения. При такой конструкции, КПД получится в районе девяноста процентов.

Следует подключить транзистор 13003

К электронному балласту бп следует подключить транзистор 13003, который способен закрепляться с помощью фасонной пружины. Они выгодны тем, что с ними нет необходимости устанавливать прокладку из-за отсутствия металлических площадок. Конечно, их теплоотдача значительно хуже.

Лучше всего проводить закрепления с помощью винтов М2.5, с заранее установленной изоляцией. Также возможно использовать термопасту, которая не передаёт напряжение сети.

Убедитесь что транзисторы надёжно заизолированы, так как через них проходит ток и при плохой изоляции возможно короткое замыкание.

Подключение к сети 220 вольт

Подключение происходит с помощью лампы накаливания. Она будет служить защитным механизмом и подключается перед блоком питания.

В этом случае, лампа служит балластом, который имеет нелинейный показатель и отлично предохраняет ибп от неисправной работы сети. Значение мощности лампы необходимо подбирать таким же образом, как и мощность самого импульсного блока питания.

Так как, возможно, что блок питания будет пропускать сильное напряжение, позаботьтесь о том, чтобы все его соединения и контакты были качественно заизолированы. Тоже касается и всех транзисторов, их так же следует изолировать от внешней среды, ведь они могут пропускать ток через свой корпус.

Блок питания из энергосберегающей лампы: переделка своими руками

Очень часто причиной поломки электроприбора становится неисправность аккумулятора. Вследствие этого нужен ремонт или же покупка нового оборудования. Но можно избежать больших затрат, сделав блок питания из энергосберегающей лампы своими руками. Все необходимые детали можно взять из обычной люминесцентной лампы, стоимость которой невелика.

Балласт люминесцентной лампы

В каждой энергосберегающей лампочке имеется небольшая схема, которая предотвращает мигание во время включения, а также способствует постепенному разогреву спиралей устройства. Её название — электронный балласт. Именно с помощью него газ может испускать свечение (частота 30−100 кГц, а иногда и 105 кГц).

Вследствие того, что устройство может иметь такие высокие показатели частот, коэффициент потребления энергии возрастает до единицы, а это, в свою очередь, делает энергосберегающие лампы экономично выгодными.

Значительным преимуществом таких устройств является отсутствие какого-либо шума во время работы, а также электромагнитного поля, который негативно воздействует на организм человека.

Важную роль в схеме балласта энергосберегающей лампы играет электронный дроссель. Именно он определяет, будет ли устройство загораться сразу же с полной силой или же разогреваться постепенно в течение нескольких минут. Стоит отметить, что производитель никогда на упаковке не указывает время разогрева. Проверить это можно лишь во время эксплуатации устройства.

Те балластные схемы, которые выполняют функцию преобразования напряжения (а таковых большая часть), собираются на полупроводниковых транзисторах. В дорогостоящих устройствах схема более сложная, чем в дешёвых лампочках.

Из сгоревшей энергосберегающей лампы можно сделать заготовки для будущего импульсного блока питания. Также для этого можно взять и работающее устройство.

В составе компактной люминесцентной лампочки (КЛЛ) имеются следующие элементы:

  1. Биполярные транзисторы с защитными диодами. Как правило, они выдерживают напряжение в 700 В, а также силу тока до 4 А.
  2. Трансформатор импульсного тока.
  3. Электронный дроссель.
  4. Конденсатор (10/50 В, а также 18В).
  5. Двунаправленный триггерный неуправляемый диод (динистор).
  6. Очень редко в устройстве содержится униполярный транзистор.

Во время изготовления БП из энергосберегающей лампы своими руками с использованием недешёвых экономок достаточно дополнить источник некоторыми деталями. Также в качестве основы будущего блока можно взять драйвер для светодиодов, которые зачастую устанавливают в фонарики.

Важно отметить, что для выполнения ИБП брать схему, имеющую электролитический конденсатор, не рекомендуется. Это связано с тем, что она в приборе в качестве блока питания прослужит недолго. Также для этой цели не подходят электронные балласты, в составе которых имеются специальные платы небольших размеров.

Особенности импульсного блока питания

ИБП — это инверторная система, в которой входное напряжение выпрямляется, а затем преобразуется в импульсы. Главная особенность ИБП заключается в значительном увеличении частоты тока, передающегося на трансформатор. Также стоит отметить небольшие габариты такого устройства. Ещё одним преимуществом является то, что БП во время работы не имеет никаких потерь энергии, в отличие от линейных, которые теряют значительную часть во время преобразования на трансформатор.

Принцип функционирования импульсного блока питания из энергосберегающей лампы заключается в следующем:

  1. Входной выпрямитель, состоящий из диодного моста и конденсатора, превращает переменный ток (входной) в постоянный.
  2. Инвертор, в свою очередь, трансформирует постоянный ток в переменный, но частота при этом возрастает с 50 Гц до 10 кГц, что является выше в 200 раз.
  3. Такой ток передаётся на трансформатор. Он будет или повышать, или понижать напряжение.
  4. Выходной выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, но при этом частота остаётся высокой.

Как правило, в современных схемах используются MOSFET — транзисторы. Их главная особенность — очень быстрая скорость переключения. Соответственно в таких балластах должны быть использованы и быстродействующие диоды. Они размещаются в выходном выпрямителе.

При изготовлении ИБП лучше использовать диоды Шоттки, поскольку они меньше всего теряют энергию во время работы на высокой частоте (в отличие от кремниевых, у которых этот показатель значительно выше).

Если же выходное напряжение очень низкое, тогда функцию выпрямителя может выполнять транзистор. Кроме того, можно вместо этого использовать дроссель. Такие простые преобразователи тока встречаются в схемах энергосберегающих ламп на 20 Вт.

Изготовление ИБП своими руками

Чаще всего во время изготовления импульсного БП требуется незначительно изменять строение дросселя, если для этой цели используется двухтранзисторная схема. Конечно же, некоторые элементы в устройстве нужно будет удалить.

Если же изготавливается БП, который будет иметь мощность 3,7−20 Ватт, в таком случае трансформатор не является основной составляющей. Вместо него лучше всего сделать несколько витков провода, которые закрепляются на магнитопровод. Для этого необязательно избавляться от старой намотки, их можно выполнить поверх.

Рекомендуется для этой цели использовать провод марки МГТФ, имеющий фторопластовую изоляцию. Понадобится небольшое его количество. Несмотря на это обмотка будет полностью покрыта, поскольку большая часть отводится на изоляцию. Из-за этого такие устройства имеют низкие показатели мощности. Для её увеличения требуется использовать трансформатор переменного тока.

Использование трансформатора

Главным преимуществом при изготовлении блока питания своими руками является то, что есть возможность подстраиваться под показатели трансформатора. Кроме этого, не потребуется цепь обратной связи, которая чаще всего является неотъемлемой частью в работе устройства. Даже если во время сборки были сделаны какие-либо ошибки, чаще всего такой блок будет работать.

Для того чтобы сделать собственноручно трансформатор, потребуется иметь дроссель, межобмоточную изоляцию, а также обмотку. Последнюю лучше всего выполнить из лакированного медного провода. Следует не забывать о том, что дроссель будет работать под напряжением.

Обмотку нужно тщательно изолировать даже тогда, когда она имеет заводскую специальную защитную плёнку из синтетического материала. В качестве изоляции можно использовать или электрокартон, или же обычную бумажную ленту, толщина которой должна быть не меньше 0,1 мм. Только после того, как будет сделана изоляция, можно поверх неё наматывать медный провод.

Что касается обмотки, то провод лучше всего выбрать как можно толще, а вот количество необходимых витков можно подобрать исходя из требуемых показателей работы будущего устройства.

Таким образом, можно сделать ИБП, который будет иметь мощность более 20 Вт.

Назначение выпрямителя

Для того чтобы в импульсном блоке не произошло насыщение магнитопровода, требуется использовать только двухполупериодный выходной выпрямитель. В том случае, если трансформатор должен понижать напряжение, рекомендуется использование схемы с нулевой точкой. Чтобы выполнить такую схему, нужно иметь две абсолютно одинаковые вторичные обмотки. Их можно сделать самостоятельно.

Следует учитывать то, что выпрямитель по типу «диодный мост» для этой цели не подходит. Это связано с тем, что значительное количество мощности во время передачи будет теряться, а значение электрического напряжения будет минимальным (менее 12В). Но если делать выпрямитель из специальных импульсных диодов, тогда стоимость такого устройства обойдётся значительно дороже.

Наладка устройства

После того как БП будет собран, требуется проверить его работу на максимальной мощности. Это необходимо для того, чтобы измерить температуру нагревания трансформатора и транзистора, значения которых не должны превышать 65 и 40 градусов соответственно. Чтобы избежать перегрева этих элементов, достаточно увеличить сечение провода обмотки. Также часто помогает изменение мощности магнитопровода в большую сторону (учитывается ЭПР). В том случае, если дроссель был взят из балласта светодиодного фонаря, увеличить сечение не получится. Единственным вариантом будет контролировать нагрузку на прибор.

Подключение к шу

руповёрту

Чтобы установить импульсный блок питания в шуруповёрт, потребуется разобрать электроинструмент. Как правило, его внешняя часть состоит из двух элементов. Следующим этапом требуется найти те провода, с помощью которых двигатель соединяется с аккумулятором. Именно их нужно соединить с блоком питания (самоделкой), используя термоусадочную трубку. Также можно спаять провода. Скручивать их настоятельно не рекомендуется.

Чтобы вывести кабель наружу, потребуется сделать отверстие в корпусе шуруповёрта. Также рекомендуется установить предохранитель, который защитит провод от повреждений у основания. Для этого можно сделать специальную клипсу из тонкой алюминиевой проволоки.

Таким образом, переделка схемы балласта в импульсный блок поможет заменить повреждённый аккумулятор у шуруповёрта. К тому же, если учитывать все нюансы из области экономики во время изготовления, то можно утверждать, что сделать ИБП своими руками выгодно.

Импульсный источник питания из лампочки КЛЛ своими руками


Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.

Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов. https://oldoctober.com/

Построить блок питания будет ненамного сложнее, чем прочитать эту статью. И уж точно, это будет проще, чем найти низкочастотный трансформатор подходящей мощности и перемотать его вторичные обмотки под свои нужды.


Самые интересные ролики на Youtube


Близкие темы.

Как намотать импульсный трансформатор для сетевого блока питания?

Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра.

Как разобрать энергосберегающую лампу (КЛЛ)?

Энергосберегающие лампы “Vitoone” - технические данные и схема.

Схема и техническая информация по энергосберегающим лампам Osram.


Оглавление статьи.

  1. Вступление.
  2. Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.
  3. Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?
  4. Импульсный трансформатор для блока питания.
  5. Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения.
  6. Блок питания мощностю 20 Ватт.
  7. Блок питания мощностью 100 ватт
  8. Выпрямитель.
  9. Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?
  10. Как наладить импульсный блок питания?
  11. Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

Вступление.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.https://oldoctober.com/


В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Вернуться наверх к меню


Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Вернуться наверх к меню


Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Вернуться наверх к меню


Импульсный трансформатор для блока питания.

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Здесь подробно рассказано, как произвести самые простые расчёты импульсного трансформатора, а так же, как его правильно намотать… чтобы не пришлось подсчитывать витки.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Вернуться наверх к меню


Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения.

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.


Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мыльниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Вернуться наверх к меню


Блок питания мощностью 20 Ватт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.


На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.


Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!


Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.


Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.


Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.


На картинке действующая модель БП.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт. Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц. Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц Температура трансформатора – 60ºС Температура транзисторов – 42ºС

Вернуться наверх к меню


Блок питания мощностью 100 Ватт.

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.


Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.


Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.



Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!


На чертеже изображено соединение транзистора с радиатором охлаждения в разрезе.


  1. Винт М2,5.
  2. Шайба М2,5.
  3. Шайба изоляционная М2,5 – стеклотекстолит, текстолит, гетинакс.
  4. Корпус транзистора.
  5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика).
  6. Прокладка – слюда, керамика, фторопласт и т.д.
  7. Радиатор охлаждения.

А это действующий стоваттный импульсный блок питания.

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.

Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.

Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.

Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.

Температура транзисторов – 75ºC.

Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².

Температура дросселя TV1 – 45ºC.

TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Вернуться наверх к меню


Выпрямитель.

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.

2. Схема со средней (нулевой) точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема со средней (нулевой) точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы со средней (нулевой) точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.

Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ватт.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Вернуться наверх к меню


Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку между исследуемым ИБП и осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.


А это уже изображение реального стенда для ремонта и наладки импульсных БП, который я изготовил много лет назад по схеме, расположенной выше.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!

Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!

То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Вернуться наверх к меню


Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65ºС, а транзисторов выше 80… 85ºС.

Вернуться наверх к меню


Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Вернуться наверх к меню


15 Март, 2011 (18:25) в Источники питания, Сделай сам

Импульсный блок питания из энергосберегающей лампы

Возможно для многих эта статья покажется очевидной, но надеюсь, и найдутся люди — которые смогут что-то отсюда подчерпнуть для своих проектов.

Для питания устройств, я часто пользуюсь вот такими импульсными блоками питания

5 Вольт 1 Ампер. Можно увеличить выходное напряжение вольт до 9(только изменив стабилитрон в цепи обратной связи)

На днях понял, что из нерабочих энергосберегающих ламп, можно сделать достаточно мощный блок питания.

В лампах часто сгорают нити накала, а сама плата остается рабочей.
Мощность получается равной мощности «бывшей» лампы.
Но если добавить радиаторы на транзисторы, то из 27Вт лампы можно получить 100Вт блок питания.
Есть два варианта:
Вариант №1. Нужно замкнуть дорожки, которые идут к нитям накала. На дроссель намотать вторичку.
Но тут есть одно ограничение — свободное место для вторички.

Вариант №2 Нити накала также замыкаем, а вместо дросселя ставим трансформатор.

Я не стал долго и муторно расчитывать трансформатор, а просто индуктивность первичной обмотки подобрал равной индуктивности дросселя.
Сделал это следующим образом. Померил ток через дроссель, за место дросселя поставил трансформатор с произвольным числом первички, и заново померил ток. Затем намного домотал первичку, что бы ток оказался примерно таким же.
Для кого то этот метод покажется не логичным/абсурдным/не технологичным, возможно. Но он работает!

Ток через дроссель.

Число витков первичной обмотки получилось 250.
Ток мерил осциллографом, в качестве шунта использовал 0.01Ом резистор.

Феррит использовал R 22,1/13,7/7,9 N87 Epcos.
Зазор пропилил болгаркой, получилось 1.2мм, достаточно.

Витки для вторичной обмотки подбирал экспериментально.
Единственный минус — нет стабилизации выходного напряжения.
Вот и все что я хотел рассказать.

UPD. Блок питания успешно работает для питания вот этих винтажных часиков=)

Блок питания из энергосберегающей лампы своими руками: схема и инструкция сборки

Многие электрические устройства после поломки можно использовать повторно. Большинство из них могут стать ценным материалом, своего рода вторсырьем для вторичного использования. Можно ознакомиться на просторах интернета с разными инструкциями необычных самоделок на основе интересующих вас аппаратов. Так, народные умельцы быстро сообразили, что можно сделать блок питания (БП) из вышедшей из строя энергосберегающей лампы (ЭСЛ) своими руками.

Схемы энергосберегающих ламп можно назвать уже наполовину готовым блоком питания. Осталось сделать разделительный трансформатор, потом выпрямитель и удалить ненужные детали. Также помните, что для разработки БП следует выбирать ЭСЛ мощностью не менее чем на 20 Вт, другие лампы могут пойти на запасные части.

Выходное напряжение такого блока получится постоянным, переменное же напряжение в энергосберегающих лампах не предусмотрено. На практике встречается, что лампы от других производителей имеют разные схемы, но разница обычно не очень сильная.

Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы

Может показаться, что это дело так называемых радиолюбителей, опытных мастеров работы со схемами, электроприборами.

Но на деле оказывается, что заниматься «оживлением» старой техники может практически любой человек, сталкивающийся в быту с электрическими устройствами. Достаточно работать по плану и иметь схему устройства перед глазами. Мы подготовили наглядную электросхему и поэтапный план работы над блоком из ЭСЛ.

Разбираем лампу

Будьте осторожны, когда разбираете ЭСЛ. Повредив целостность колбы, можно выпустить вредные пары ртути, которые быстро распространяются вокруг. Рекомендуем аккуратно, не спеша поддевать маленькой отверткой в месте шва.

Когда вам открылась схема, соединенная с колбой четырьмя выводами питания, отрежьте их и внимательно рассмотрите состояние элементов. Внешне можно понять, что они вышли из строя, по подгоревшим местам, вздутиям; могут отпаяться концы соединений. После внешнего осмотра необходимо прозвонить электрическую цепь. По опыту радиолюбителей в ЭСЛ часто портятся конденсаторы и резисторы.

Выходят из строя чаще всего именно конденсаторы и резисторы по причине частых включений и выключений энергосберегающей лампы. Если реже «щелкать выключателем», можно сохранить жизнь ЭСЛ на чуть более долгий срок.

Запасные элементы берутся из схем других энергосберегающих ламп, отложенных вами для будущего блока питания. После того, как из нескольких схем соберете одну, можно двигаться дальше.

Вам нужно решить, блок питания какой мощности вы хотели бы собрать. Если мощность блока равна мощности энергосберегающей лампочки, то больших изменений не потребуется; если же захотите увеличить мощность блока питания, то нужно добавить вторичную обмотку, выложенную медным проводником.

Подготовительные работы

Итак, мы уже удалили контакты, идущие до колбы. Красным на схеме изображен удаленный нами узел ЭСЛ. На оставшиеся концы в схеме садим перемычку. Для повышения выдаваемой мощности нужно добавить к дросселю (на схеме L5) дополнительную (вторичную) обмотку. Появится резерв мощности блока питания за счет нее.

Помимо этого, добавляем новые детали в схему:

  • конденсаторы (на схеме C9, С10)
  • мост диодный (VD14-VD17)

Поместите изоляцию между обмотками. Советуем использовать политетрафторэтиленовую ленту.

Нужное количество витков для вторичной обмотки определяется в несколько этапов:

  1. Укладывается временная обмотка около десяти витков и соединяется с нагрузочным сопротивлением, имеющим характеристики в пределах 30-ти ватт и более, и собственно самим сопротивлением от 5 до 6 Ом;
  2. После подключения питания измеряется напряжение на нагрузочном сопротивлении;
  3. Полученные цифры напряжения делятся на число витков – так узнается, какое напряжение приходит на один виток;
  4. Расчет нужного количества витков для питания постоянной обмотки и подбор диаметра проводника для вторичной обмотки.

Диаметр вторичной обмотки советуем выбрать 0,5 мм.

Количество нужных витков:

X = Uвых (достигаемое напряжение БП) /Uвит (напряжение одного витка)

Кардинальные преобразования

Однако надёжней сделать импульсный блок питания с нуля, поискав трансформатор с нужными характеристиками в старой электронике. Заводские трансформаторы будут гораздо долговечней самоделки. И не нужно к тому же высчитывать количество витков по формуле, достаточно присоединить паяльником концы обмотки трансформатора к схеме.

Если вы хотите сильно увеличить мощность блока питания, в несколько раз, то нужно выпаять старый дроссель и присоединить новый (на схеме ниже обозначен как TV2). Подсоединяем к блоку два диода, составляющих выходной выпрямитель (на схеме VD14, VD15), заменяем диоды на входном выпрямителе с большей мощностью (на схеме RO) и ставим конденсатор с большей емкостью (на схеме CO). Подбирать конденсатор необходимо в пропорциях 1 Ватт выходной мощности = 1 микрофарад. На схеме изображено сто микрофарад на сто ватт.

Опробовать блок питания можно на лампочке аналогичной мощности. Главное следить за тем, чтобы температура трансформатора нашего блока не превышала 60ºС, а транзисторов 80ºС. Измеряется температура ртутными либо спиртовыми термометрами. Также есть так называемые заводские термопары и термосопротивления. Опытный радиолюбитель всегда имеет такие приспособления под рукой.

Советуем посмотреть видео-инструкцию:

Что можно еще сделать из энергосберегающей лампы

Из нескольких неисправных ЭСЛ можно собрать одну работающую. Радиолюбители делают, например, такие самоделки, как усилитель низких частот, драйвер для питания и управления светодиода. Из цоколя можно сделать маломощный удлинитель для блока зарядки и мобильных устройств, ноутбуков и так далее; такой удлинитель получает питание не от розетки, а патрона, что очень пригодится в поездках за границу, где могут отличаться стандарты розеток от стандартов российских. Импульсный блок питания, сделанный из энергосберегающих ламп, используют ещё для работы шуруповерта.

Мы хотели бы рассказать о такой самоделке от народных умельцев, как импульсный паяльник.

Импульсный паяльник

Для начала перечислим его преимущества над обычным паяльником:

  • Быстрый прогрев жала и такое же быстрое остывание при отключении питания;
  • Электроэнергия используется только в момент пайки;
  • Жало легко меняется, на замену подойдет кусочек медной проволоки 3–3,5 мм2.

Импульсные паяльники приобрели широкую известность, несмотря на то, что имеют пару досадных недостатков: они тяжелей обычных паяльников и не подходят для пайки микросхем, очень чувствительных к перегреву. Но всё-таки преимущества нивелируют эти недостатки; среди знающих людей всё чаще встречаются эти типы паяльников.

Из деталей ЭСЛ нам понадобится только балласт (преобразователь).  Отдельно собирается трансформатор, преобразующий 220 вольт в любое низкое напряжение.

Также приготовьте:

  • Медные провода сечением 3–3,5 мм2 и 2 мм2;
  • Шнур с вилкой;
  • Рукоять с кнопкой.

Для сборки трансформатора необходимо сначала поискать парочку ферритовых колец. Первичную обмотку намотать на одно кольцо; обмотку сделать до 120 витков. Не забываем про изоляцию между обмотками, для неё можно использовать политетрафторэтиленовую ленту. Для вторичной обмотки понадобится всего один виток медной проволочки диаметром 3 – 3, 5 мм2. Вторичную обмотку тоже нужно изолировать. К ней и будет крепиться жало паяльника, сделанное из медной проволочки 2 мм.

Первичная обмотка присоединяется к выходным контактам преобразователя. Ко вторичной обмотке болтами или цангой прикрепляется жало.

Контакты внутри пистолетной рукояти соединяются с первичной обмоткой трансформатора, с другой стороны цепи – через кнопку – идет соединение со шнуром, вилка которого подключается в сеть питания на 220В.

Получиться может, например, такой самодельный аппарат:


Импульсный паяльник готов!

В заключение

Радиолюбители практически любое сломанное устройство могут использовать повторно, дать ему вторую жизнь. Прежде чем выбрасывать какой-то прибор, присмотритесь к нему, не поленитесь найти в интернете информацию о том, что можно сделать из него, какие детали использовать для будущего самодельного устройства, найдите электрическую схему.

В наше время люди часто выбрасывают отработавшую технику и электронику, которые увозятся на мусорные полигоны, там без толку гниют. Особенно это касается энергосберегающих ламп и прочих маленьких бытовых устройств.

Можно сдавать в металлолом, в пункты приема отработавших электроприборов, но правильней всего научиться использовать каждую деталь по максимуму, пока они совсем не станут непригодными для работы. Можно сделать пробу на энергосберегающей лампе, превратив её в импульсный блок питания.

Оставляйте комментарии и делитесь со статьей в социальных сетях. И помните, что любая техника может использоваться повторно!

Импульсный блок питания из энергосберегающей лампы

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для предобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

Схема энергосберегающей лампы

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Законченная схема импульсного блока питания

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

БП с дополнительным импульсным трансформатором

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью 20 Ватт

Блок питания мощностью 20 Ватт

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

На картинке действующая модель БП

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60ºС
Температура транзисторов – 42ºС

Блок питания мощностью 100 Ватт

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Блок питания мощностью 100 Ватт

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

Действующий стоваттный импульсный блок питания

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75ºC.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².
Температура дросселя TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Выпрямитель

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65ºС, а транзисторов выше 80… 85ºС.

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

Схема импульсного блока питания

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Зарядка от балластных энергосберегающих ламп 85 Вт. Простой импульсный блок питания от энергосберегающей лампы

Современные люминесцентные лампы - настоящая находка для экономного потребителя. Они ярко светят, работают дольше ламп накаливания и потребляют гораздо меньше энергии. На первый взгляд - некоторые преимущества. Однако из-за несовершенства отечественных электросетей они исчерпывают свои ресурсы намного раньше заявленных производителями сроков. И часто они даже не успевают «покрыть» затраты на свое приобретение.
Но не спешите выкидывать провалившуюся «экономку». Учитывая немалую первоначальную стоимость люминесцентных ламп, желательно «выжать» из них по максимуму, используя до последнего все возможные ресурсы. Ведь прямо под спиралью в ней установлена ​​малогабаритная схема высокочастотного преобразователя. Для знающего человека - это целый «Клондайк» всяческих запчастей.

Лампа в разобранном виде

Общая информация


Аккумулятор

По сути, такая схема представляет собой практически готовый импульсный блок питания.В нем отсутствует развязывающий трансформатор с выпрямителем. Поэтому, если колба цела, можно попробовать разобрать корпус, не опасаясь паров ртути.
Кстати, чаще всего выходят из строя осветительные элементы лампочек: из-за перегорания ресурса, нещадной эксплуатации, слишком низких (или высоких) температур и т. Д. Внутренние платы более-менее защищены герметичным корпусом и деталями. с запасом прочности.
Советуем накопить определенное количество ламп перед началом ремонтных работ (можно поспрашивать на работе или с друзьями - обычно таких вещей хватает везде).Не факт, что все они будут ремонтопригодными. В данном случае для нас важен КПД балласта (т.е. платы, встроенной в лампочку).

Возможно, в первый раз придется немного покопаться, но тогда уже через час вы сможете собрать примитивный блок питания для подходящих по емкости устройств.
Если вы планируете создать блок питания, выбирайте модели люминесцентных ламп более мощные, начиная с 20 Вт. Однако будут использоваться и менее яркие лампочки - их можно использовать как доноры нужных деталей.
И в результате из пары сгоревших домработниц вполне можно создать одну вполне работоспособную модель, будь то рабочий свет, блок питания или зарядное устройство.
Чаще всего мастера-самоучки используют балласт домработниц для создания блоков питания на 12 ватт. Их можно подключать к современным светодиодным системам, ведь 12 В - это рабочее напряжение большинства самых распространенных бытовых приборов, включая освещение.
Такие блоки обычно прячут в мебели, поэтому внешний вид агрегата особого значения не имеет.И даже если внешне поделка окажется корявой - ничего страшного, главное позаботиться о максимальной электробезопасности. Для этого необходимо внимательно проверить созданную систему на работоспособность, оставив надолго работать в тестовом режиме. Если скачков напряжения и перегрева не наблюдается, значит, вы все сделали правильно.
Понятно, что жизнь обновленной лампочке сильно не продлишь - все равно ресурс рано или поздно иссякнет (люминофор и нить накала сгорят).Но согласитесь, почему бы не попробовать восстановить вышедшую из строя лампу в течение полугода-года после покупки.

Разобрать лампу

Итак, берем неработающую лампочку, находим место стыка стеклянной колбы с пластиковым корпусом. Осторожно подденьте половинки отверткой, постепенно продвигаясь по «рундисту». Обычно эти два элемента соединяются пластиковыми защелками, и если вы собираетесь использовать оба компонента иным образом, не прилагайте особых усилий - кусок пластика легко может треснуть, и герметичность корпуса лампы будет нарушена.

После вскрытия корпуса осторожно отсоедините контакты, идущие от балласта к нитям в лампочке, так как они перекрывают полный доступ к плате. Часто их просто привязывают к штырям, и если вы больше не планируете использовать вышедшую из строя колбу, можно смело отрезать соединительные провода. В результате вы должны увидеть что-то вроде этого паттерна.


Разборка лампы

Понятно, что дизайн ламп у разных производителей может отличаться «начинкой».«Но общая схема и основные составляющие элементы имеют много общего.
Тогда нужно внимательно осмотреть каждую деталь на предмет вздутий, поломок, убедиться, что все элементы надежно спаяны. Если какая-то из деталей сгорела, то она будет сразу видно по характерной нагарке на плате. В случаях, когда видимых дефектов не обнаружено, но лампа не работает, используйте тестер и «прозвоните» все элементы схемы.
Как показывает практика, чаще всего резисторы, конденсаторы , динисторы страдают от больших падений напряжения, которые с незавидной регулярностью возникают в бытовых сетях.Кроме того, частое нажатие переключателя крайне негативно сказывается на сроке службы люминесцентных ламп.
Поэтому, чтобы продлить время их работы как можно дольше, старайтесь как можно реже их включать и выключать. Сэкономленные на копейках в итоге получатся сотни рублей на замену досрочно перегоревшей лампочки .


Лампы в разобранном виде

Если в результате первичного осмотра вы обнаружите на плате подпалины, вздутие деталей, попробуйте заменить вышедшие из строя блоки, взяв их с других неработающих донорских ламп.После повторной установки деталей «прозвоните» тестером все компоненты платы.
По большому счету, импульсный блок питания с мощностью, соответствующей мощности исходной лампы, можно сделать из балласта неработающей люминесцентной лампочки. Как правило, маломощные блоки питания не требуют значительных доработок. Но над блоками большей мощности, конечно, придется попотеть.
Для этого потребуется немного расширить возможности родного индуктора, снабдив его дополнительной обмоткой.Регулировать мощность создаваемого блока питания можно за счет увеличения количества вторичных витков на индукторе. Хотите узнать, как это сделать?

Подготовительные работы

В качестве примера ниже представлена ​​схема люминесцентной лампы Vitoone, но в принципе состав плат разных производителей не сильно отличается. В данном случае представлена ​​лампочка достаточной мощности - 25 Вт, из нее может получиться отличный зарядный блок на 12 В.


Схема лампы Vitoone 25 Вт

Блок питания

Красный цвет на схеме обозначает осветительный блок (т.е.е. лампочка с нитью накала). Если в нем прогорают резьбы, то эта часть лампочки больше не понадобится, и можно смело отгрызать контакты от платы. Если до поломки лампочка все же горела, пусть и тускло, то можно потом на какое-то время попытаться реанимировать, подключив к исправной цепи от другого изделия.
Но не об этом. Наша цель - создать блок питания с балластом, извлеченным из лампочки. Итак, мы удаляем все, что находится между точками A и A´ на приведенной выше диаграмме.
Для небольшого блока питания (примерно равного исходному для донорской лампочки) достаточно лишь небольшой переделки. Вместо выносного блока лампы необходимо установить перемычку. Для этого достаточно просто перемотать новый кусок проволоки на освободившиеся штифты - в месте крепления бывших нитей накаливания энергосберегающей лампочки (или в отверстия для них).

В принципе, можно попробовать немного увеличить генерируемую мощность, подав дополнительную (вторичную) обмотку на уже на плате индуктор (обозначен на схеме как L5).Таким образом, его родная (заводская) обмотка становится первичной, а другой слой вторичной обеспечивает такой же запас мощности. И опять же, его можно регулировать количеством витков или толщиной наматываемого провода.


Подключение питания

Но, конечно, существенно увеличить начальные мощности не получится. Все упирается в размер «рамки» вокруг ферритов - они очень ограничены, поскольку изначально предназначались для использования в компактных лампах.Часто можно нанести витки всего в один слой, для начала хватит восьми-десяти.
Постарайтесь нанести их равномерно по всей площади феррита для достижения максимальной производительности. Такие системы очень чувствительны к качеству намотки и будут неравномерно нагреваться, а в итоге придут в негодность.
Рекомендуем снимать дроссель с цепи на время работы, так как иначе выиграть будет непросто. Очистите его от заводского клея (смолы, пленки и т. Д.).). Визуально оцените состояние провода первичной обмотки, проверьте целостность феррита. Так как при их повреждении нет смысла продолжать с ним работать в будущем.
Перед запуском вторичной обмотки положите полоску бумаги или электрокартона поверх первичной обмотки, чтобы избежать поломки. Скотч в этом случае - не лучший вариант, так как со временем клеевой состав появляется на проводах и приводит к коррозии.
Схема доработанной платы от лампочки будет выглядеть так


Схема доработанной платы от лампочки

Многие не понаслышке знают, что делать обмотку трансформатора своими руками - все равно одно удовольствие.Это скорее упражнение для прилежных. В зависимости от количества слоев можно потратить от пары часов до целого вечера.
Из-за ограниченного пространства дроссельного окна для создания вторичной обмотки рекомендуется использовать лакированный медный кабель сечением 0,5 мм. Потому что изолированным проводам просто не хватает места для намотки сколько-нибудь значительного количества витков.
Если вы решили снять изоляцию с имеющегося у вас провода, не пользуйтесь острым ножом, так как после нарушения целостности внешнего слоя обмотки можно только надеяться на надежность такой системы.

Кардинальные преобразования

В идеале для вторичной обмотки нужно брать такой же тип провода, что и в исходном заводском исполнении. Но часто «окно» приемника дроссельного магнита настолько узкое, что намотать даже один полный слой невозможно. И все же необходимо учитывать толщину полосы между первичной и вторичной обмотками.
В результате невозможно радикально изменить выходную мощность цепи лампы, не внося изменений в состав компонентов платы.К тому же, как бы тщательно вы не делали намотку, сделать ее так качественно, как в моделях, изготовленных заводским способом, у вас не получится. И в этом случае проще собрать импульсный блок с нуля, чем переделать «добро», полученное бесплатно из лампочки.
Поэтому рациональнее искать готовый трансформатор с нужными параметрами на разборках старой компьютерной или теле- и радиотехники. Выглядит намного компактнее, чем «самоделка».И его запас прочности не идет ни в какое сравнение.


Трансформатор

И не нужно ломать голову над расчетами количества витков для получения нужной мощности. Припаял к схеме - и готово!
Следовательно, если мощности блока питания нужно больше, скажем около 100 Вт, то надо действовать кардинально. И только запасные части, имеющиеся в светильниках, здесь не обойтись. Так что, если вы хотите еще больше увеличить мощность блока питания, вам нужно отключить и снять родной индуктор с платы лампочки (обозначен на схеме ниже как L5).


Подробная схема ИБП

Подключенный трансформатор

Затем на участке между прежним расположением дроссельной заслонки и реактивной средней точкой (на схеме этот участок расположен между разделительными конденсаторами С4 и С6) подключается новый мощный трансформатор (обозначенный как TV2). При необходимости к нему подключается выходной выпрямитель, состоящий из пары соединительных диодов (на схеме они обозначены как VD14 и VD15).Не помешает одновременно заменить на вход выпрямителя более мощные диоды (на схеме это VD1-VD4).
Не забудьте установить более емкий конденсатор (на схеме обозначен как C0). Подбирать его нужно из расчета 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. В нашем случае был взят конденсатор на 100 мФ.
В результате мы получаем полноценный импульсный блок питания от энергосберегающей лампы. Собранная схема будет выглядеть примерно так.

Пробный пуск


Пробный пуск

Подключенный к цепи, он выполняет роль предохранителя стабилизатора и защищает устройство в случае падения тока и напряжения.Если все хорошо, лампа особо не влияет на работу платы (из-за низкого сопротивления).
Но при больших скачках тока сопротивление лампы увеличивается, нивелируя негативное воздействие на электронные компоненты схемы. И даже если лампа вдруг перегорит - это будет не так жалко, как собранный собственноручно импульсный блок, над которым вы корпели несколько часов.
Самая простая схема тестирования выглядит так.

После запуска системы наблюдайте, как изменяется температура трансформатора (или дросселя, заключенного во вторичную цепь).В том случае, если он начинает сильно нагреваться (до 60 ° С), отключите схему и попробуйте заменить провода обмотки на аналог с большим сечением, либо увеличьте количество витков. То же самое и с температурой нагрева транзисторов. При ее значительном росте (до 80ºС) каждый из них следует оборудовать специальным радиатором.
Вот и все. Напоследок напоминаем о соблюдении правил безопасности, так как выходное напряжение очень высокое. Кроме того, компоненты платы могут сильно нагреваться, не изменяясь при этом внешне.

Также мы не рекомендуем использовать такие импульсные блоки при создании зарядных устройств для современных гаджетов с тонкой электроникой (смартфоны, электронные часы, планшеты и т. Д.). Зачем идти на такой риск? Никто не даст гарантии, что «самоделка» будет стабильно работать, а дорогое устройство не испортит. Тем более, что подходящих товаров (то есть готовых зарядок) на рынке более чем достаточно, и они довольно недорогие.
Такой самодельный блок питания смело можно использовать для подключения различных типов лампочек, для питания светодиодных лент, простых электроприборов, не столь чувствительных к скачкам тока (напряжения).

Надеемся, вы усвоили весь предоставленный материал. Возможно, это вдохновит вас на попытку создать что-то подобное самостоятельно. Даже если первый блок питания, который вы сделали из платы лампочки, поначалу не будет реально работающей системой, вы получите базовые навыки. И самое главное - азарт и тяга к творчеству! А там, глядишь, а из подручных материалов получится полноценный блок питания для светодиодных лент, очень популярный сегодня. Удачи

«Глаза ангела» на авто своими руками.Как сделать самодельный светильник из веревок. Устройство и регулировка диммируемых светодиодных лент.

Дополнение:
Мощность блока питания ограничена общей мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и размером охлаждающего радиатора при его использовании.

Небольшой источник питания может быть построен путем намотки вторичной обмотки непосредственно на раму существующего индуктора от лампового блока.

Если окно дроссельной заслонки не позволяет намотать вторичную обмотку, или если вы хотите построить блок питания с мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то потребуется дополнительный импульсный трансформатор.

Если вы хотите получить блок питания мощностью более 100 Вт, и использовать балласт от лампы на 20-30 Вт, то, скорее всего, вам придется внести небольшие изменения в схему электронного балласта.

В частности, может потребоваться установка более мощных диодов VD1-VD4 во входном мостовом выпрямителе и перемотка входной катушки индуктивности L0 более толстым проводом. Если текущий коэффициент усиления транзистора недостаточен, то ток базы транзисторов придется увеличить за счет уменьшения номиналов резисторов R5, R6.Кроме того, необходимо увеличить мощность резисторов в цепях базы и эмиттера.

Если частота генерации не очень высока, может потребоваться увеличение емкости разделительных конденсаторов C4, C6.

R0 - ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя в момент включения. В КЛЛ он также часто служит предохранителем.
VD1 ... VD4 - выпрямительный мостовой.
L0, C0 - фильтр питания.
R1, C1, VD2, VD8 - цепь пуска преобразователя.
Стартовый узел работает следующим образом. Конденсатор С1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжение на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор разблокируется и открывает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После генерации на катод диода VD8 подаются прямоугольные импульсы и отрицательный потенциал надежно блокируется динистором VD2.
R2, C11, C8 - упрощают запуск преобразователя.
R7, R8 - улучшают запирание транзисторов.
R5, R6 - ограничивают токовую базу транзисторов.
R3, R4 - предотвращают насыщение транзисторов и действуют как предохранители при пробое транзисторов.
VD7, VD6 - защищают транзисторы от обратного напряжения.
TV1 - трансформатор обратной связи.
Л5 - дроссель балластный.
С4, С6 - разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.
ТВ2 - импульсный трансформатор.
VD14, VD15 - импульсные диоды.
С9, С10 - конденсаторы фильтра.

Пока ученые укрощают скорость света, я решил приручить ненужные люминесцентные лампы, превратив их в светодиоды.Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) ушли в прошлое по очевидным причинам: более низкая эффективность по сравнению со светодиодами, небезопасность окружающей среды (ртуть), ультрафиолетовое излучение, опасное для глаз человека, а также хрупкость.

Как и у многих радиолюбителей скопилась целая коробка этого "добра". Менее мощные можно использовать в качестве запчастей, а вот более мощные, начиная с 20Вт, можно переделывать блоки питания. Действительно, электронный балласт - это дешевый преобразователь напряжения, то есть простой и доступный импульсный источник питания, который можно использовать для питания устройств мощностью до 30-40 Вт (в зависимости от КЛЛ) и даже больше, если поменять выходной дроссель и транзисторы.Тем радиолюбителям, которые живут в глубинке или в определенных ситуациях, эти «энергосберегающие» будут полезны. Так что не спешите выкидывать их после выхода из строя - а работают они недолго!


В моем случае около года назад (весной 2014 года), начав экспериментировать с ЭПРА, в поисках корпуса переделки на светодиодную лампу, вернувшись вечером с работы с работы, меня осенило - увидев банку колы на тротуаре. Ведь алюминиевый корпус из-под 0.Напиток 25л как раз подходит в качестве радиатора для отвода тепла от светодиодной ленты. А еще он идеально садится под корпус финансового директора Vitoone с цоколем E27, на 25 Вт. Да, и по эстетике неплохо!


Сделав несколько модернизированных светодиодных ламп, я начал их испытывать в разных условиях эксплуатации. Один из них работает в подсобном помещении в жару и мороз (с вентиляционными отверстиями), другой - в жилом помещении (без отверстия в пластиковом основании). Другой подключен к трехметровой светодиодной ленте.Прошел почти год, а они до сих пор служат в обязательном порядке! Ну, а учитывая, что по теме светодиодов статьи появляется все больше, пришлось наконец написать о своих проверенных временем идеях.


Обсудить статью ЛАМПА LED УНИВЕРСАЛЬНАЯ

Китайские отвертки

отличаются невысокой ценой и плохими батареями, которые приходят в негодность после первого года эксплуатации. Покупать новый аккумулятор не имеет смысла, поэтому возникает вопрос о питании от сети. Этот блок питания состоит из доступных частей и полностью помещается в батарейный отсек.

В его основе лежит плата из энергосберегающей лампы, импульсного трансформатора и выходного дросселя от блока питания компьютера. У меня были две одинаковые платы от ламп мощностью 95 Вт, но на обеих оказались сгоревшие полевые транзисторы, пришлось их поменять. Схема лампы представлена ​​на рисунке:


Детали, отмеченные красным, необходимо удалить. С выходного дросселя блока питания компьютера L3 (см. Схему ниже) снимаем все обмотки, кроме той, на которую намотан самый толстый провод.Паяем новые детали по схеме:


Входная цепь предохранителя и термистора не может быть установлена. Конденсатор С1 выставляем максимальной емкости. Если ваша энергосберегающая лампа сделана на биполярных транзисторах (чаще всего 13003, 13005), то их необходимо заменить на более мощные (13007, 13009). Также может потребоваться замена диодного моста D1-D4 и индуктивности L1. Чтобы избежать этих переделок, необходимо максимально брать плату от светильника.

Выходные диоды Шоттки D12, D13 (10А 100В) брали с запасом, так как во время тестов вышли из строя диоды от компьютерного блока питания mospec s20c40c. Автомобильная лампа EL используется в качестве подсветки, индикатора питания и нагрузки. Полевые транзисторы и диоды Шоттки снабжены радиаторами.


Работа шуруповерта представлена ​​на видео:

Несмотря на небольшие размеры энергосберегающих ламп, в них много электронных компонентов.По своей структуре это обычная трубчатая люминесцентная лампа с миниатюрной лампочкой, но только свернутая в спираль или другую пространственную компактную линию. Поэтому ее называют компактной люминесцентной лампой (сокращенно КЛЛ).

И для него характерны все те же проблемы и неисправности, что и с большими трубчатыми лампочками. А вот ЭПРА лампочки, которая перестала светить, скорее всего, из-за перегоревшей спирали, обычно сохраняет работоспособность. Поэтому его можно использовать для любых целей в качестве импульсного блока питания (в сокращении ИБП), но с предварительной доработкой.Об этом и пойдет речь далее. Наши читатели узнают, как сделать блок питания из энергосберегающей лампы.

В чем разница между ИБП и ЭПРА

Сразу предупредим тех, кто рассчитывает получить от КЛЛ мощный источник питания - большей мощности в результате простой переделки балласта получить невозможно. Дело в том, что в катушках индуктивности, содержащих сердечники, рабочая зона намагничивания строго ограничена конструкцией и свойствами намагничивающего напряжения.Поэтому импульсы этого напряжения, создаваемые транзисторами, точно выбираются и определяются элементами схемы. Но такого блока питания от ЭПРА вполне достаточно для питания светодиодной ленты. Причем импульсный блок питания от энергосберегающей лампы соответствует своей мощности. И может быть до 100 Вт.

Самая распространенная схема балласта КЛЛ построена по полумостовой (инверторной) схеме. Генератор на основе ТВ-трансформатора. Обмотка ТВ1-3 намагничивает сердечник и выполняет функцию дросселя для ограничения тока через лампу ЭЛ3.Обмотки ТВ1-1 и ТВ1-2 обеспечивают положительную обратную связь для появления транзисторов управления напряжением VT1 и VT2. На схеме красным цветом изображена лампочка КЛЛ с элементами, обеспечивающими ее запуск.

Пример общей схемы балласта КЛЛ

Все катушки индуктивности и емкости в цепи подобраны таким образом, чтобы получить точно дозированную мощность в лампе. Эффективность транзисторов связана с его стоимостью. А так как радиаторов в них нет, то не рекомендуется стремиться получить значительную мощность от переделанного балласта.Балластный трансформатор не имеет вторичной обмотки, от которой питается нагрузка. В этом его главное отличие от ИБП.

В чем суть реконструкции балласта

Чтобы можно было подключить нагрузку к отдельной обмотке, необходимо либо перемотать ее на катушке индуктивности L5, либо использовать дополнительный трансформатор. Переделка балласта в ИБП включает:


Для дальнейшего преобразования электронного балласта в источник питания от энергосберегающей лампы необходимо принять решение по трансформатору:

  • использовать существующий дроссель, изменив его;
  • либо применить новый трансформатор.

Дроссель трансформатор

Далее рассмотрим оба варианта. Чтобы использовать индуктор электронного балласта, его необходимо снять с платы, а затем разобрать. Если в нем используется П-образный сердечник, он содержит две идентичные части, которые соединены между собой. В этом примере для этой цели используется оранжевая лента. Она аккуратно снята.


Снятие ленты, стягивающей половинки сердечника

Половинки сердечника обычно склеивают так, чтобы между ними оставался зазор.Он служит для оптимизации намагничивания сердечника, замедления этого процесса и ограничения скорости нарастания тока. Берем наш импульсный паяльник и нагреваем сердечник. Наносим на паяльник в местах соединения половинок.


Разобрав сердечник, получаем доступ к катушке с намотанным проводом. Намотку, которая уже находится на катушке, разматывать не рекомендуется. От этого изменится режим намагничивания. Если свободное пространство между сердечником и катушкой позволяет обернуть один слой стеклопластика для улучшения изоляции обмоток друг от друга, сделать это нужно.А затем оберните десять витков вторичной обмотки проводом подходящей толщины. Поскольку мощность нашего блока питания будет небольшой, толстый провод не нужен. Главное, чтобы она умещалась на катушке, а на нее отводились половинки сердечника.


После намотки вторичной обмотки собираем сердечник и скрепляем половинки изолентой. Предполагаем, что после тестирования БП станет понятно, какое напряжение генерируется за один виток. После тестирования разберем трансформатор и добавим необходимое количество витков.Обычно переделка предназначена для изготовления преобразователя напряжения на выход 12 В. Это позволяет использовать стабилизирующее зарядное устройство для аккумулятора. Такое же напряжение можно сделать от энергосберегающей лампы, а также зарядить фонарик от аккумулятора.

Так как трансформатор нашего ИБП, скорее всего, придется поддомкрачивать, впаивать его в плату не стоит. Лучше припаять торчащие из платы провода, и припаять к ним выводы нашего трансформатора на время теста.Концы выводов вторичной обмотки необходимо очистить от изоляции и покрыть припоем. Затем либо на отдельной розетке, либо непосредственно на выводах намотанной обмотки необходимо собрать выпрямитель на высокочастотных диодах по мостовой схеме. Конденсатора 1 мкФ 50 В достаточно для фильтрации при измерении напряжения.



Испытания ИБП

Но перед подключением к сети 220 В к нашему блоку обязательно подключается мощный резистор, переделанный своими руками из лампы.Это мера безопасности. Если через импульсные транзисторы в блоке питания протекает ток короткого замыкания, резистор ограничивает его. В этом случае лампа накаливания на 220 В может стать очень удобным резистором. По мощности достаточно использовать лампу на 40-100 ватт. Когда в нашем устройстве происходит короткое замыкание, загорается лампочка.


Далее подключаем щупы мультиметра к выпрямителю в режиме измерения постоянного напряжения и подаем 220 В в электрическую цепь с помощью лампочки и платы блока питания.Скручивания и открытые токоведущие части необходимо заранее изолировать. Для подачи напряжения рекомендуется использовать проводной выключатель, а в литровую банку поставить лампочку. Иногда при включении лопаются, и осколки разлетаются. Обычно тесты проходят без проблем.

Более мощный ИБП с отдельным трансформатором

Позволяют определить напряжение и необходимое количество витков. Трансформатор дорабатывается, блок снова испытывается, после чего его можно использовать как компактный источник питания, который намного меньше аналога на основе обычного трансформатора 220 В со стальным сердечником.

Для увеличения мощности блока питания необходимо использовать отдельный трансформатор, выполненный аналогично дросселю. Его можно снять с лампочки большей мощности, которая полностью сгорела вместе с полупроводниковыми продуктами балласта. За основу взята такая же схема, которая отличается добавлением дополнительного трансформатора и некоторых других деталей, показанных красными линиями.


Выпрямитель, показанный на изображении, содержит меньше диодов по сравнению с выпрямительным мостом.Но для его работы потребуется больше витков вторичной обмотки. Если они не подходят к трансформатору, необходимо использовать выпрямительный мост. Сделан более мощный трансформатор, например, для галогенов. Любой, кто использовал обычный трансформатор для системы галогенного освещения, знает, что они питаются от довольно большого тока. Поэтому трансформатор громоздкий.

Если разместить транзисторы на радиаторах, мощность одного блока питания может быть значительно увеличена. А по весу и габаритам даже несколько таких ИБП для работы с галогенными лампами будут меньше и легче одного трансформатора со стальным сердечником равной им мощности.Еще одним вариантом использования исправных хозяйственных балластов может стать их реконструкция под светодиодную лампу. Превратить энергосберегающую лампу в светодиодную очень просто. Лампа отключается, а вместо нее подключается диодный мост.

На выходе моста подключено определенное количество светодиодов. Их можно соединять друг с другом последовательно. Важно, чтобы ток светодиода был равен току в КЛЛ. можно назвать ценным минералом в эпоху светодиодного освещения.Они могут найти применение даже по окончании срока службы. И теперь читатель знает подробности этого приложения.

Использование балластных энергосберегающих ламп высоковольтных импульсов. Импульсный блок питания от лампочки КЛЛ своими руками

Приобрел на AliExpress образец светодиодов 10 Вт 900лм тёплый белый свет. Цена в ноябре 2015 года составляла 23 рубля за акцию. Заказ пришел в стандартной сумке, проверил все исправно.


Для питания светодиодов в осветительных приборах используются специальные блоки - электронные драйверы, которые представляют собой преобразователи, стабилизирующие ток, а не напряжение на его выходе.Но так как драйверы для них (заказанные тоже на АлиЭкспреесс) еще были в дороге решил питаться от балласта от энергосберегающих ламп. У меня было несколько таких неисправных ламп. в колбе сгорела нить. Обычно такие лампы имеют преобразователь напряжения, и он может использоваться как импульсный источник питания или драйвер светодиода.
Разбираем люминесцентную лампу.

Для переделки взял лампу мощностью 20 Вт, дроссель которой легко помещается в нагрузку 20 Вт. Для светодиода мощностью 10 Вт дополнительная доработка не требуется.Если вы планируете запитать более мощный светодиод, нужно взять преобразователь от более мощной лампы, либо установить дроссель с большим сердечником.
Установил перемычки в цепи зажигания лампы.

На дросселе намотать 18 обмоток эмалевого канала, припаять выводы намотанной обмотки к диодному мосту, подать напряжение на лампу и измерить выходное напряжение. В моем случае блок выдал 9,7В. Подключил светодиод через амперметр, который показал ток, проходящий через светодиод на 0.83A. У моего светодиода рабочий ток 900 мА, но я уменьшил ток, чтобы увеличить ресурс. Собрал на плате диодный мост навесным способом.

Схема переделки.

Светодиод крепился на термопасте на металлическом абажуре старой настольной лампы.

Плата питания и диодный мост установлены в корпусе настольной лампы.

При работе около часа температура светодиода 40 градусов.

На глаз освещение похоже на 100-ваттную лампу накаливания.

Эта настольная светодиодная лампа работает около месяца. Пока все нормально а то время покажет. В итоге получил бесплатный драйвер для светодиодов. Когда придут заводские драйверы, сравню их работу с самодельными.
Кому какое дело до видео?

Бум люминесцентных энергосберегающих ламп постепенно подходит к концу. На смену им уже пришли светодиодные лампы, обладающие неоспоримыми преимуществами: лучшая экономичность, мгновенный доступ к условиям эксплуатации, более длительный срок службы, они не содержат паров ртути и не излучают ультрафиолетовый свет после горения люминофора внутри колбы.Единственная загвоздка - по-прежнему высокая стоимость светодиодных ламп. Но если есть вышедшая из строя люминесцентная энергосберегающая лампа, то ее легко можно переделать в светодиодную, применив методы, перечисленные ниже.

Сначала небольшое предисловие.

Приобретенные несколько лет назад энергосберегающие лампы компании ECOLIGHT довольно быстро начали выходить из строя. Сначала в колбе одной лампы сгорела нить, но эту неисправность оперативно устранили установкой на печатной плате перемычки параллельно рваной нити накала.Лампа также отлично освещалась от оставшейся цельной нити накала. Затем такая же участь постигла и вторую лампу. После ремонта, проработав еще полгода, оставшиеся нити накаливания сначала сгорели в одной лампе, а через месяц - в другой. Контактировать с люминесцентными лампами больше не хотелось, и возникла идея переделать вышедшие из строя лампы в светодиодные.

Первая лампа имела мощность 18 Вт и довольно широкий корпус диаметром 55 мм, что натолкнуло на мысль установить несколько десятков сверхъярких светодиодов белого цвета с рабочим током 20 мА, подключив их к сеть последовательно через диодный мост и с использованием конденсатора в качестве гасящего балласта.Результатом является диаграмма, показанная на рисунке ниже:

Всего использовано 40 светодиодов HL-654h345WC ø4,8 мм с яркостью 1,5 Кд и углом 140 °. Схема собрана на двух печатных платах из одностороннего фольгированного стеклотекстолита:


Между собой доски скреплены между собой одной стойкой по центру. Вот что произошло:


Субъективно люминесценция этой лампы оказалась примерно такой же, как у лампы накаливания мощностью 30 Вт, а потребляемая мощность составила всего 1.1 Вт:


Цвет лампы намного холоднее лампы накаливания.

Интересно, что имеющиеся в продаже светодиоды теплых и холодных цветов одинаковой яркости различаются по цене в 4 раза, но даже применяемые светодиоды теплого свечения (более дорогие) имеют голубоватый оттенок по сравнению с лампой накаливания. Что касается итоговой стоимости изготовленной светодиодной лампы, то она оказалась на уровне готовой покупки с таким же количеством светодиодов.Неизвестно, есть ли в этих готовых лампах на 220 В. выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Скорее всего, нет, потому что проще и дешевле соединить последовательно пары включенных и включенных светодиодов и добавить балластный конденсатор. И пусть лампа с удвоенной частотой сети мигает сама себе, ведь китайскому производителю точки зрения потребителя нет.

Учитывая довольно высокую стоимость сорока светодиодов (0,125 $ * 40 = 5 $), для переделки второй лампы мощностью 9 Вт в лампу 38.5 мм упаковка


было решено использовать один мощный трехклапанный светодиод. Выбор пал на EDEX-3LA1-E1 стоимостью 1875 долларов, имеющий следующие характеристики:

цветовая температура ............................... 3200 К;

световой поток (при токе 700 мА) .............. 130 лм;

угол освещения 135 °;

рабочий ток ............................................. 700 мА ;

напряжение .............................................. 4 V.

Эти светодиоды имеются в продаже готовых радиаторов «ЗВЕЗДА» по ​​цене 0,156 $:


Чтобы получить ток до 700 мА для питания такого мощного светодиода, было решено использовать существующий преобразователь в перегоревшей люминесцентной лампе. Замкнув все выводы колбы лампы и намотав дополнительную обмотку на имеющийся на плате дроссель, такой преобразователь может включить источник питания с минимальными затратами. По сути, лампа представляет собой готовый электронный трансформатор, необходимо только обеспечить стабилизированный ток для питания светодиода.

Вот схема энергосберегающей лампы, нарисованная прямо с платы:


Для преобразования его в электронный трансформатор достаточно снять колбу, замкнуть точки 2 и 4 платы и намотать на дроссель L2 дополнительную обмотку. К дополнительной обмотке подключен выпрямитель с фильтром.

Для стабилизации тока через светодиод метод, предложенный в [5]. Его суть заключается в намотке дополнительной обмотки на управляющий трансформатор Т1 и шунтировании ее открывающимися полевыми транзисторами для срыва колебаний преобразователя при превышении выходного напряжения (тока).Однако ничего хорошего из этого не вышло. Как показал анализ работы указанной схемы, для восстановления колебаний преобразователя для зарядки конденсатора С3 до напряжения пробоя диода DB3 (30 В) требуется около 3 мс. Даже при очень кратковременном шунтировании дополнительной обмотки на Т1 время перезапуска преобразователя составляло около 3 мс. В результате регулирующая характеристика преобразователя неполная. При попытке «чуть-чуть» снизить выходное напряжение, например до 90... 95%, на выходе фильтра выпрямителя (с дополнительной силовой обмоткой дросселя) вместо постоянного напряжения сразу появлялись короткие положительные импульсы с относительно длинными провалами в 3 мс. Те. Пределы регулирования были возможны только на начальном малом участке работы преобразователя.

Поэтому было использовано другое схемное решение, показанное на рисунке ниже:


Дополнительная схема представляет собой стабилизатор импульсного тока, собранный без использования специализированных микросхем на широко распространенной недорогой элементной базе.На дроссель лампы намотана дополнительная обмотка, напряжение с которой подается на диодный мост VD1 ... VD4 с фильтрующими конденсаторами С1, С3. Использование мостовой схемы вызвано сложностью намотки дросселя L2 на половину большого количества витков с отводом от середины из-за ограниченного пространства.

Микросхема DA1 снабжена стабилизатором напряжения +2,5 В для питания компаратора DA2 и резистивного драйвера опорного напряжения R5, R6. Резистор R7 сопротивлением 0.1 Ом служит датчиком тока. Транзисторы VT1, VT2 имеют силовой ключ. В исходном состоянии, когда подано питание, пока ток через светодиод HL1 не течет, на выходе компаратора DA2 высокий уровень, VT1 закрыт, а VT2 открыт через R4. Через дроссель L1 в нагрузку протекает возрастающий ток. При превышении опорного напряжения на инвертирующем входе компаратора DA2 последний переключается в состояние низкого выхода. VT1 резко открывается и шунтирует соединение Z-VT2, замыкая последний и вызывая ток самоиндукции в цепях VD5, L1, C4, C5, HL1, R7.После снижения напряжения на инвертирующем входе компаратора DA2 по мере разряда С4, С5 последний снова переходит в состояние с высоким уровнем на выходе. VT1 закрывается, VT2 открывается, и весь процесс повторяется заново. Частота колебаний при входном напряжении 7 В составляет 50 ... 70 кГц. Измеренный КПД импульсного стабилизатора тока составил 86%.

Значение тока светодиода выбрано равным 0,6 А для более щадящей работы и меньшего нагрева.

Порядок переделки лампы энергосберегающей

Корпус лампы открывается плоской отверткой (крепление на защелки).Верхняя часть с колбой аккуратно утилизируется (Внимание: в колбе с парами ртути при повреждении колбы необходимо обработать окружающие соприкасающиеся предметы раствором перманганата калия). С платы конденсатор С5 можно испарить. в работе он не участвует. Пункты 2 и 4 на доске сокращены. Дроссель L2 запаивается и на провод МГТФ-0,1 наматывается дополнительная обмотка из 14 витков (практически до полного заполнения зазора). Для хорошей гальванической развязки лучше использовать МГТФ.


Дроссель припаян на место. Не помешает проверить электролит С3 ESR-метром. По возможности лучше заменить на новый емкостью 4,7 ... 10 мкФ х 400 В (105 ° С). Это снизит частоту пульсаций до 100 Гц на выходе преобразователя.

После этого изготавливается доска из одностороннего фольгированного стеклопластика:


Для изготовления дросселя L1 использовался готовый DP2-0.1 на 100 мкГн.С его помощью нож снимается с обмотки рейки и наматывается новой проволокой ПЭВ2 ø0,3 мм равномерно по всей длине сердечника в 3 слоя. Индуктивность дросселя 51 мкГн. Вы также можете использовать имеющийся в продаже дроссель с индуктивностью 47 мкГн и номиналом не менее 1,5 ... 2 А.

Транзистор VT2 IRLML6401 можно заменить на IRLML6402.

Диоды VD1 ... VD4 SS14 можно заменить любыми подходящими SMD-диодами Шоттки, рассчитанными на ток не менее 1А и обратное напряжение 30... 40В, например SM5818, SM5819.

Диод VD5 SS24 (2A, 40V) будет заменен на SS22, 10BQ015 или аналогичный.

Как было сказано выше, светодиод развязывается в готовый радиатор «ЗВЕЗДА», который в свою очередь устанавливается на более массивный радиатор. В данном случае использовался радиатор от старой материнской платы. С обрезанными «ушками» крепления его размеры 37,5 х 37,5 х 6 мм. Радиатор крепится к дополнительной плате на 3 стойках М3х15. Сама плата крепится к верхней части корпуса лампы несколькими витками изоленты.Между рейкой и дополнительными досками необходимо уложить изоляционную прокладку, вырезанную, например, из нематинированного стеклопластика.




Первое включение доработанной лампы желательно производить с нагрузкой в ​​виде резистора 5 Вт сопротивлением 5 ... 6 Ом с последовательно включенным амперметром. Лампу безопаснее подключать к сети 220 В через обычную лампочку накаливания на 40 ... 60 Вт. При нормальной работе ее спираль не должна светиться.На катоде VD5 должны присутствовать прямоугольные импульсы частотой 50 ... 70 кГц. Напряжение на С3 должно быть 5 ... 8 В, ток через нагрузку 0,6 А. Точнее значение тока можно установить подбором сопротивления резистора R5. После этого можно подключить светодиод.

Субъективно яркость свечения модифицированной таким образом лампы соответствует лампе накаливания мощностью 30 Вт. Оттенок теплый, но по сравнению с лампой накаливания немного холоднее. Измеренная потребляемая мощность составила 3.3 Вт:


Стоимость второго варианта светодиодной лампы была около 3,2 $.

Литература :

1) Как стабилизировать электронный трансформатор. А.Е. Шуфотинский. Radioamateur №1 / 2010.

ID: 1371

Как вам эта статья?

Пока ученые скрывают скорость света, я решил приручить ненужные люминесцентные лампы, превратив их в светодиоды.Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) немного уходят в прошлое по понятным причинам: меньшая эффективность по отношению к светодиодам, небезопасность окружающей среды (ртуть), ультрафиолетовое излучение, опасное для глаз человека, и недолговечность.

Как и у многих радиолюбителей скопилась целая коробка этого "добра". Менее мощные можно использовать в качестве запчастей, а вот более мощные, начиная с 20Вт, также можно менять блоки питания. Ведь электронный балласт - это дешевый преобразователь напряжения, то есть простой и доступный импульсный блок питания, способный запитать устройства мощностью до 30-40 Вт (зависит от КЛЛ) и даже больше, если поменять выходной дроссель и транзисторы.Тем радиолюбителям, которые живут в глубинке или в определенных ситуациях, эти «энергосбережения» будут полезны. Так что не спешите выкидывать их после поломки - а работают они недолго!


В моем случае, около года назад (весной 2014 года), начав экспериментировать с ЭПРА, в поисках кузова под переделку в светодиодную лампу, возвращаясь вечером с работы домой, меня осенило - увидев на на тротуаре банка кокаина. Ведь алюминиевый кожух, сделанный из калибра 0.Напиток объемом 25 л подходит как радиатор для отвода тепла от светодиодной ленты. А еще идеально садится под корпус КЛЛ "Vitoone" с цоколем Е27, на 25 Вт. А по эстетике неплохо!


Изготовив несколько модернизированных LED-ламп, я начал испытывать их в различных условиях эксплуатации. Один работает в подсобном помещении в жару и мороз (с вентиляционными отверстиями), другой - в жилом помещении (без отверстия в пластиковой розетке). Еще один подключен к трехметровой светодиодной полосе.Прошел почти год, а они до сих пор служат в обязательном порядке! Ну, а учитывая, что по теме светодиодов статьи появляется все больше, пришлось наконец написать о своих проверенных временем идеях.


ЛАМПА LED УНИВЕРСАЛЬНАЯ

Энергосберегающие лампы широко используются в быту и производстве, со временем приходят в негодность, а между тем многие из них можно восстановить после несложного ремонта. Если вышел из строя сам светильник, то из электронной «начинки» можно сделать достаточно мощный блок питания на любое нужное напряжение.

Как выглядит блок питания энергосберегающей лампы?

В быту часто требуется компактный, но мощный низковольтный блок питания, сделать это можно с помощью вышедшей из строя энергосберегающей лампы. Лампы чаще всего выходят из строя лампы, а блок питания остается в рабочем состоянии.

Для того, чтобы сделать блок питания, необходимо понимать принцип работы электроники, заключенной в энергосберегающей лампе.

Преимущества импульсных источников питания

В последние годы наметилась явная тенденция перехода от классических трансформаторных источников питания к импульсным.Это связано, в первую очередь, с большими недостатками трансформаторных источников питания, такими как большая масса, малая перегрузочная способность, низкий КПД.

Устранение этих недостатков в импульсных блоках питания, а также развитие элементной базы позволило широко использовать эти розетки для устройств мощностью от нескольких ватт до многих киловатт.

Схема блока питания

Принцип работы импульсного блока питания в энергосберегающей лампе точно такой же, как и в любом другом устройстве, например, компьютере или телевизоре.

В целом работу импульсного источника питания можно описать следующим образом:

  • Переменный ток преобразуется в постоянный без изменения его напряжения, т.е. 220 В.
  • Преобразователь на широтно-импульсных транзисторах преобразует постоянное давление в прямоугольные импульсы с частотой от 20 до 40 кГц (в зависимости от модели лампы).
  • Это напряжение подается через дроссель на светильник.

Рассмотрим подробнее схему и порядок работы импульсного блока питания лампы (см. Ниже).


Электронный балласт энергосберегающих ламп

Сетевое напряжение подается на мостовой выпрямитель (VD1-VD4) через ограничивающий резистор малого сопротивления R 0, затем выпрямленное напряжение сглаживается на фильтрующем высоковольтном конденсаторе (C 0) и подается на транзисторный преобразователь. через сглаживающий фильтр (L0).

Запуск транзисторного преобразователя происходит в тот момент, когда напряжение на конденсаторе С1 превышает порог открытия диода VD2.Это запустит генератор на транзисторах VT1 и VT2, так что будет автогенерация на частоте около 20 кГц.

Другие элементы схемы, такие как R2, C8 и C11, играют вспомогательную роль, облегчая запуск генератора. Резисторы R7 и R8 увеличивают скорость закрытия транзисторов.

И резисторы R5 и R6 служат ограничительными в цепях баз транзисторов, R3 и R4 защищают их от насыщения, а при пробое играют роль предохранителей.

Диоды VD7, VD6 - защитные, хотя во многих транзисторах, предназначенных для работы в аналогичных устройствах, такие диоды встроены.

ТВ1 - трансформатор, с его обмотками ТВ1-1 и ТВ1-2 напряжение обратной связи с выхода генератора подается на основные цепи транзисторов, тем самым создавая условия для работы генератора.

На рисунке выше детали, которые необходимо удалить при переделке блока, выделены красным, точки A-A 'необходимо соединить перемычкой.

Редизайн блока

Перед тем, как приступить к переделке блока питания, необходимо определить, сколько мощности нужно иметь на выходе, что определит глубину модернизации.Так что, если вам потребуется мощность 20-30 Вт, преобразование будет минимальным и не потребует большого вмешательства в существующую схему. Если вам нужно получить мощность 50 и более ватт, то модернизация потребует более основательной.

Следует иметь в виду, что на выходе блока питания будет постоянное напряжение, а не переменное напряжение. Получить от такого блока питания переменное напряжение 50 Гц невозможно.

Определить мощность

Мощность можно рассчитать по формуле:

П - мощность, Вт;

I - сила тока, А;

U - напряжение, В.

Для примера возьмем блок питания со следующими параметрами: напряжение - 12 В, ток - 2 А, тогда мощность будет:

С учетом перегрузки можно взять 24-26 Вт, так что такой блок требует минимальных помех в цепи энергосберегающей лампы мощностью 25 Вт.

Новые детали


Добавление новых деталей в схему

Добавленные детали выделены красным, это:

  • диодный мост VD14-VD17;
  • два конденсатора С 9, С 10;
  • дополнительная обмотка размещена на балластном дросселе L5, количество витков подбирается экспериментально.

Дополнительная обмотка на дроссельной заслонке играет еще одну важную роль разделительного трансформатора, предотвращая попадание сетевого напряжения на выход блока питания.

Чтобы определить необходимое количество витков в добавляемой обмотке, необходимо выполнить следующие действия:

  1. на дросселе намотана обмотка, примерно 10 витков любого провода;
  2. подключаются к нагрузке с сопротивлением, мощность не менее 30 Вт, а сопротивление около 5-6 Ом;
  3. включить в сеть, измерить напряжение на сопротивлении нагрузки;
  4. полученное значение делится на количество витков, узнается сколько вольт на виток;
  5. рассчитать необходимое количество витков для постоянной обмотки.

Более подробный расчет приведен ниже.


Тестовое включение переделанного силового агрегата

После этого легко рассчитать необходимое количество витков. Для этого напряжение, которое планируется получить от этого блока, делят на напряжение одного витка, получается количество витков, к полученному результату прибавляется примерно 5-10%.

W = U out / U whit, где

Вт - количество витков;

Uout - необходимое выходное напряжение блока питания;

U вит - напряжение на один виток.


Обмотка дополнительной обмотки на штатном дросселе

Оригинальная обмотка дроссельной заслонки находится под напряжением! При намотке на него дополнительной обмотки необходимо предусмотреть изоляцию обмотки, особенно если провод намотан ПЭЛ, в эмалевой изоляции. В качестве межобмоточной изоляции можно использовать ленту из политетрафторэтилена для герметизации резьбовых соединений сантехников, ее толщина составляет всего 0,2 мм.

Мощность в таком блоке ограничена общей мощностью используемого трансформатора и допустимым током транзисторов.

Источник питания большой мощности

Для этого потребуется более сложное обновление:

  • дополнительный трансформатор на ферритовом кольце;
  • замена транзисторов;
  • установка транзисторов на радиаторы;
  • увеличить емкость некоторых конденсаторов.

В результате данной модернизации получен блок питания мощностью до 100 Вт, с выходным напряжением 12 В. Он способен обеспечивать ток 8-9 ампер.Этого хватит, чтобы привести в действие, например, шуруповерт средней мощности.

Схема модернизированного блока питания представлена ​​на рисунке ниже.


Блок питания 100 Вт

Как видно на схеме, резистор R 0 заменен на более мощный (3-ваттный) резистор, его сопротивление уменьшено до 5 Ом. Его можно заменить двумя 2-ваттными 10 Ом, подключив их параллельно. Далее C 0 - его емкость увеличена до 100 мкФ, при рабочем напряжении 350 В.Если нежелательно увеличивать габариты блока питания, то можно найти миниатюрный конденсатор такой емкости, в частности, его можно взять из камеры-мыльницы.

Для обеспечения надежной работы блока полезно немного уменьшить номиналы резисторов R 5 и R 6 до 18-15 Ом, а также увеличить мощность резисторов R 7, R 8 и R. 3, R 4. Если частота генерации невысокая, то конденсаторы C 3 и C 4 - 68n следует увеличить.

Изготовление трансформатора может быть самым сложным. Для этого в импульсных блоках чаще всего используются ферритовые кольца соответствующего размера и магнитной проницаемости.

Расчет таких трансформаторов довольно сложен, но в Интернете есть множество программ, с которыми это очень легко сделать, например, «Программа расчета импульсных трансформаторов Lite-CalcIT».


Как выглядит импульсный трансформатор?

Расчет, проведенный с помощью этой программы, дал следующие результаты:

Для сердечника используется ферритовое кольцо, его внешний диаметр 40, внутренний 22, толщина 20 мм.Первичная обмотка проводом ПЭЛ - 0,85 мм2 имеет 63 витка, а два вторичных провода с таким же проводом - 12.

Вторичная обмотка должна быть намотана на два провода одновременно, причем желательно их сначала слегка скрутить по всей длине, так как эти трансформаторы очень чувствительны к асимметрии обмоток. Если это условие не выполняется, диоды VD14 и VD15 будут нагреваться неравномерно, и это еще больше увеличит асимметрию, что в конечном итоге выведет их из строя.

Но такие трансформаторы легко прощают существенные ошибки при подсчете количества витков, до 30%.

Так как данная схема изначально была рассчитана на работу с лампой мощностью 20 Вт, то установлены транзисторы 13003. На рисунке ниже позиция (1) - транзисторы средней мощности, их следует заменить на более мощные, например, 13007, как в позиции (2). Возможно, их придется установить на металлическую пластину (радиатор), площадью около 30 см 2.


Тест

Пробное включение следует производить с соблюдением некоторых мер предосторожности, чтобы не отключать питание:

  1. Первое тестовое включение выполняется с помощью лампы накаливания мощностью 100 Вт для ограничения тока в блоке питания.
  2. Выход должен быть подключен к нагрузочному резистору 3-4 Ом, мощностью 50-60 Вт.
  3. Если все прошло успешно, дайте поработать 5-10 минут, выключите и проверьте степень нагрева трансформатора, транзисторов и диодов выпрямителя.

Если при замене деталей не было допущено ошибок, блок питания должен быть произведен без проблем.

Если тестовое включение показало работоспособность блока, остается протестировать его в режиме полной нагрузки. Для этого резистор нагрузочного резистора нужно уменьшить до 1,2-2 Ом и подключить напрямую без лампочки на 1-2 минуты. Затем выключите и проверьте температуру транзисторов: если она превысит 60 0 С, их придется установить на радиаторы.

В качестве радиатора может быть использован как заводской радиатор, что будет наиболее правильным решением, так и алюминиевая пластина, толщиной не менее 4 мм и площадью 30 см кв. Под транзисторы необходимо проложить слюдяную прокладку, прикрутить их к радиатору винтами с изоляционными втулками и шайбами.

Блок лампы. Видео

О том, как сделать импульсный блок питания из эконом-лампы, видео ниже.

Импульсный блок питания от балласта энергосберегающих ламп можно сделать своими руками, имея минимальные навыки работы с паяльником.

Со временем в бардачке любого радиолюбителя огромное количество электронной начинки от энергосберегающих лампочек, и многие радиодетали из них можно активно использовать в других радиолюбительских треках. Итак, высоковольтный генератор из балласта обычной энергосберегающей лампы собирается за 5 минут, а питание генератора Тесла уже есть.

Как показывает практика, лампы дневного света работают годами. Но со временем их светимость уменьшается. Такие лампы, конечно, еще могут служить вам до тех пор, пока колба, наполненная инертным газом, не прорвет высоковольтный разряд, но доводить их до этого состояния нецелесообразно, так как электронная часть тоже может гореть, а можно еще используй это.


Внутри энергосберегающего корпуса находится электронная схема - балласт. Это готовый к подъему высоковольтный преобразователь типа AC-DC, необходимо увеличить стандартные 220 вольт до 1000 вольт. Внимание, на его выходе присутствует опасное для жизни напряжение, поэтому во время экспериментов соблюдайте особую осторожность и всегда помните о нем.

Для построения схемы высоковольтного генератора нам понадобится линейный трансформатор, его можно позаимствовать из блока строчной развертки, таких людей массово выбрасывают, так что найти совсем не проблема.Еще одна важная составляющая высоковольтной конструкции - конденсатор. Кстати, его тоже можно найти в блоке строчной развертки, например 2200 пФ 5 кВ. Напряжение с балласта поступает на обмотку сетевого трансформатора не напрямую, а через конденсатор, это соединение защищает цепь балласта. О правильном извлечении линейного трансформатора предлагаю узнать из видео:

С помощью мультиметра на трансформаторе находим обмотку с максимальным сопротивлением (кроме высоковольтной) и подаем на нее напряжение от балласта.Такой высоковольтный генератор можно использовать в экспериментах с электричеством. Если добавить две металлические планки - получится «лестница Иакова». Даже на нем можно собрать, ведь схема способна питать сетевой трансформатор за сутки, а напряжение на выходе сетевого трансформатора 5 кВ.

Зеленая технология: как использовать энергоэффективный свет

Снижают счета за электроэнергию не только более эффективное освещение. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и светодиоды не использовались бы сегодня во многих розетках, если бы не электроника, способная экономично управлять этими лампами.И все еще извлекаются уроки о том, как снизить затраты на системы освещения.

Возьмем, к примеру, люминесцентное освещение. Старые балласты, питающие люминесцентные лампы, были не более чем трансформаторами, которые питали ламповый газ, подавая высокое напряжение для нагрева нитей. Балласт также служит ограничителем тока при включенной лампе. Проблема с балластами старого образца заключалась как в их громоздкости, так и в неэффективности.

КЛЛ

стали популярны только с появлением схем электронного балласта, которые были одновременно экономичными и достаточно компактными, чтобы поместиться в цоколе патрона лампы.Сегодняшние драйверы CFL в основном представляют собой схемы импульсного источника питания, которые включают в себя коррекцию коэффициента мощности и защиту от таких условий, как короткое замыкание и обрыв лампы накаливания. В них вместо трансформаторов используется переключающая схема для генерирования высокого напряжения (около 500 В), которое первоначально приводит в действие люминесцентные лампы, и более низких напряжений (около 200 В), поддерживающих работу лампы. Люминесцентные лампы наиболее эффективны при работе на частотах 20 кГц и выше, генерируемых электронными переключателями.Работа на более высоких частотах также позволяет уменьшить размер балластных компонентов и сделать корпус более компактным.

Электронные балласты имеют не только КЛЛ. Линейные флуоресцентные лампы также стали электронными. С 2006 года нормативные акты Министерства энергетики предписывали так называемые рейтинги балластной эффективности - по сути, показатель энергоэффективности. Оценки таковы, что балласты трансформаторного типа недостаточно эффективны для многих наиболее распространенных люминесцентных ламп, используемых в цехах и фабриках.В том же году ЕС запретил использование магнитных балластов, вынудив их перейти на электронные балласты для продаваемых там люминесцентных ламп.

Балласты могут быть электронными, но не все из них имеют одинаковый уровень интеграции. Некоторые производители до сих пор разрабатывают свои собственные. «Стоимость была препятствием для использования однокристальных балластов», - говорит Fairchild Semiconductor , директор по маркетингу Клаудиа Иннес. Но есть тонкости в управлении люминесцентной лампой, которым некоторые производители могут научиться.«По сравнению с включением лампы накаливания необходимо учитывать большее количество условий и обеспечивать меры безопасности для различных видов отказов», - говорит она. «Многие дизайнеры не знают, как это сделать. Таким образом, микросхемы электронного балласта обеспечивают надежную защиту от сбоев, чтобы проблема не повредила весь балласт ».

Например, импеданс лампы меняется с возрастом. Это может сместить частоту колебаний от наиболее эффективной рабочей точки. Чтобы проверить наличие неисправностей, схемы балласта должны следить за коэффициентом амплитуды (отношение пикового тока к среднеквадратичному).Коэффициент амплитуды, превышающий четыре, обычно означает, что срок службы лампы подошел к концу.

Затемнение - еще одна проблема. Балластные цепи обычно регулируют управляемый напряжением генератор на затемнение КЛЛ, но «если вы поместите регулируемый КЛЛ рядом с приглушенной лампой накаливания, вы заметите, что они не тускнеют в той же степени, и они не тускнеют так же. С точки зрения дизайна необходимо учитывать еще несколько вещей », - говорит Иннес.

Типичный электронный балласт сначала выпрямляет переменный ток, а затем преобразует полученный постоянный ток в сигнал в диапазоне 50 кГц с помощью переключателя MOSFET или IGBT.Это переключающее действие может генерировать гармоники в токе и напряжении. Эти искажения вызывают излучаемые помехи и снижают эффективность. Таким образом, электронные балласты обычно включают схемы коррекции коэффициента мощности (PFC) для компенсации. Микросхемы PFC в основном удерживают время включения в фиксированном соотношении с входным линейным напряжением, поэтому нагрузка кажется резистивной по отношению к линии переменного тока.

Микросхема управления балластом затем обрабатывает предварительный нагрев и зажигание, отслеживает условия, которые указывают на обрыв нити накала, и реализует переключение при нулевом напряжении конечной высоковольтной ступени.Высоковольтный каскад, который фактически подключается к лампе, обычно представляет собой полумост, питающий МОП-транзисторы или IGBT.

Страница 2 из 2

Использование одного или нескольких чипов для реализации этих функций часто зависит от того, как производители рассматривают компромисс между стоимостью компонентов и всей системой. «Каждое соединение - это точка отказа, и каждый выбранный и установленный компонент имеет свою стоимость. Тем не менее, некоторые люди создают свои собственные », - говорит Иннес.

Точечный светильник на светодиодах
Два года назад не существовало такого понятия, как светодиодный уличный фонарь.Все изменилось в 2006 году с появлением сверхъярких светодиодов. «Сейчас требуется менее 100 светодиодов, чтобы генерировать эквивалент натриевой лампы высокого давления», - говорит Cree Inc . Директор по развитию бизнеса Марк МакКлер.

CREE Inc. изобрела свою сверхъяркую светодиодную архитектуру в 2006 году, а остальное уже история. В настоящее время светодиоды используются в уличном освещении, офисном освещении и других областях общего освещения, где снижение затрат на техническое обслуживание и электроэнергию компенсирует их более высокую цену.

Ключом к такому повороту событий стала разработка компанией CREE своего чипа питания EZBright LED.С тех пор другие производители выпустили версии светодиодов с высокой выходной мощностью. Но CREE разработала новую светодиодную топологию, которая, по ее словам, в два раза более эффективна, чем предыдущие чипы, и полагает, что она, возможно, на год опережает своих ближайших конкурентов.

Текущие исследования производителей светодиодов сосредоточены на повышении энергоэффективности и затрачиваемых люменов на доллар. Сегодня эти показатели составляют около 100 люмен / Вт и 40 люмен / доллар. Ожидается, что в 2010 году будет световая отдача 150 люмен / Вт при значительном снижении затрат.«Каждый раз, когда мы повышаем эффективность, появляется новая волна новых приложений», - говорит МакКлир.

Оказывается, преимущества светодиодов не ограничиваются эффективностью. «Муниципалитету стоит заменить лампочку так же, как купить новую лампу. Поскольку срок службы светодиодов в два-пять раз больше, чем у обычных ламп, они позволяют избежать больших затрат на техническое обслуживание », - говорит МакКлир. Кроме того, их использование для наружного освещения дает преимущество для сна: «Когда вы заменяете желтую натриевую лампу на светодиоды, люди думают, что вы очистили это место», - говорит МакКлир.«Это потому, что глаз имеет большую остроту зрения в диапазоне света светодиода. Камеры наблюдения лучше работают со светодиодной подсветкой, и люди действительно чувствуют себя в большей безопасности на парковочных палубах, освещенных светодиодами ».

Некоторые производители ламп теперь производят светильники для наружного освещения со светодиодами. В одном из них, Beta Lighting в Стертеванте, штат Висконсин, используются светодиоды CREE, сконфигурированные в виде световых полос, каждая из которых содержит 20 светодиодов. Бета добавляет световые полосы для получения осветительных приборов определенного вывода. Фирма заявляет, что ее дизайн защищен более чем 20 патентами.

«Нашей самой большой проблемой было управление температурным режимом. Решив эту проблему, мы оптимизировали оптическую конструкцию, чтобы максимально использовать возможности светодиода », - говорит директор по продажам бета-версии Кевин Орт.

National Semiconductor рекомендует управлять группами светодиодов с помощью базовой настройки, в которой светодиоды разделены на подстроки, каждая из которых получает питание от отдельного драйвера. Это поддерживает напряжение на светодиодах ниже того, которое считается опасным и требует специальной изоляции и мер безопасности. Кроме того, один разомкнутая цепь светодиода не погасит весь световой поток.

Хотя уличные фонари с питанием от светодиодов дороже, чем обычные фонари, которые они заменяют, их содержание дешевле, говорит Орт.

Как сделать драйверы
Светодиоды могут быть волной будущего, но, похоже, нет единого мнения о том, как лучше всего настроить их источник питания. «Пока нет заданной топологии для управления светодиодами», - говорит National Semiconductor Corp . Старший инженер по приложениям Крис Ричардсон. «Если вы хотите управлять 100 светодиодами, чтобы получить максимальное количество света, есть много способов сделать это - фактически так много, что многие люди запуганы этой задачей.”

По словам Ричардсона, сегодня существует три общих подхода к управлению группами светодиодов. Первый и наиболее эффективный - просто подключить светодиоды последовательно от источника постоянного тока. Проблема с этим подходом заключается в том, что он может включать в себя достаточно высокие напряжения, чтобы их можно было классифицировать как опасные по UL. Используемые высоковольтные компоненты могут быть дорогими. «Это нормально, если вы действительно понимаете все правила техники безопасности и готовы выполнять двойную изоляцию и изоляцию. Но это ужасно с точки зрения тестирования безопасности, и я не рекомендую это делать », - говорит Ричардсон.

Во втором, немного другом подходе также используется одноступенчатый источник питания, но с гальванической развязкой, обычно в виде трансформатора. Это позволяет обойти некоторые проблемы безопасности и имеет преимущество доступности в виде готовых коммерческих устройств. По словам Ричардсона, проблема в том, что такой подход применим только для цепочек, состоящих максимум из восьми светодиодов. «Таким образом можно произвести не более 1 А», - объясняет он. «Это дорого, потому что вы платите надбавку за инжиниринг, который идет на поставку.”

Третий способ является наиболее распространенным. В нем используется коммерческий преобразователь переменного тока в постоянный, который выдает выходное напряжение ниже 60 В, что позволяет оставаться ниже опасного напряжения. Выходной сигнал поступает на несколько преобразователей постоянного / постоянного тока, каждый из которых управляет цепочкой светодиодов. Помимо предотвращения опасных уровней напряжения, этот подход гарантирует, что некоторые светодиоды будут гореть в случае отказа одного из них.

«Вам нужно больше времени на разработку схемы такого типа, но результат является наиболее гибким и надежным из трех возможных», - говорит Ричардсон.Устранение необходимости работать при высоком напряжении также может быть наименее сложным для большинства инженеров. «Я не встречал много инженеров по источникам питания, хорошо разбирающихся в высоковольтном переменном и низковольтном постоянном токе», - говорит Ричардсон.

Замыкание контакта

Beta LED , (800) 236-6800, betaled.com
CREE Inc ., (919) 313-5300, cree.com
Fairchild Semiconductor ,
(207) 775-8100 , fairchildsemi.com
National Semiconductor , (800) 272-9959, national.com

Электроэнергия и энергия | Физика II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором, и мощность, подаваемую источником питания.
  • Рассчитайте стоимость электроэнергии при различных обстоятельствах.

Мощность в электрических цепях

У многих людей власть ассоциируется с электричеством.Зная, что мощность - это коэффициент использования или преобразования энергии, каково выражение для электроэнергии ? На ум могут прийти линии электропередач. Мы также думаем о лампочках с точки зрения их номинальной мощности в ваттах. Сравним лампочку на 25 Вт с лампой на 60 Вт. (См. Рис. 1 (a).) Поскольку оба работают от одинакового напряжения, лампа мощностью 60 Вт должна потреблять больше тока, чтобы иметь большую номинальную мощность. Таким образом, сопротивление лампы на 60 Вт должно быть ниже, чем у лампы на 25 Вт. Если мы увеличиваем напряжение, мы также увеличиваем мощность.Например, когда лампочка мощностью 25 Вт, рассчитанная на работу от 120 В, подключена к 240 В, она на короткое время очень ярко светится, а затем перегорает. Как именно напряжение, ток и сопротивление связаны с электроэнергией?

Рис. 1. (a) Какая из этих лампочек, лампа мощностью 25 Вт (вверху слева) или лампа мощностью 60 Вт (вверху справа), имеет более высокое сопротивление? Что потребляет больше тока? Что потребляет больше всего энергии? Можно ли по цвету сказать, что нить накаливания мощностью 25 Вт круче? Является ли более яркая лампочка другого цвета, и если да, то почему? (кредиты: Дикбаух, Wikimedia Commons; Грег Вестфолл, Flickr) (б) Этот компактный люминесцентный светильник (КЛЛ) излучает такую ​​же интенсивность света, как и лампа мощностью 60 Вт, но с входной мощностью от 1/4 до 1/10.(кредит: dbgg1979, Flickr)

Электрическая энергия зависит как от напряжения, так и от перемещаемого заряда. Проще всего это выражается как PE = qV , где q - это перемещенный заряд, а V, - это напряжение (или, точнее, разность потенциалов, через которую проходит заряд). Мощность - это скорость перемещения энергии, поэтому электрическая мощность равна

.

[латекс] P = \ frac {PE} {t} = \ frac {qV} {t} \\ [/ latex].

Учитывая, что ток равен I = q / t (обратите внимание, что Δ t = t здесь), выражение для мощности принимает вид

P = IV

Электрическая мощность ( P ) - это просто произведение тока на напряжение.Мощность имеет знакомые единицы ватт. Поскольку единицей СИ для потенциальной энергии (PE) является джоуль, мощность выражается в джоулях в секунду или ваттах. Таким образом, 1 A ⋅V = 1 Вт. Например, в автомобилях часто есть одна или несколько дополнительных розеток, с помощью которых можно заряжать сотовый телефон или другие электронные устройства. Эти розетки могут быть рассчитаны на 20 А, так что цепь может выдавать максимальную мощность P = IV = (20 А) (12 В) = 240 Вт. В некоторых приложениях электрическая мощность может выражаться в вольт-амперах или даже киловольт-амперы (1 кА V = 1 кВт).Чтобы увидеть отношение мощности к сопротивлению, мы объединяем закон Ома с P = IV . {2} R \\ [/ latex].

Обратите внимание, что первое уравнение всегда верно, тогда как два других можно использовать только для резисторов. В простой схеме с одним источником напряжения и одним резистором мощность, подаваемая источником напряжения, и мощность, рассеиваемая резистором, идентичны. (В более сложных схемах P может быть мощностью, рассеиваемой одним устройством, а не полной мощностью в цепи.) Из трех различных выражений для электрической мощности можно получить различное понимание. Например, P = V 2 / R означает, что чем ниже сопротивление, подключенное к данному источнику напряжения, тем больше подаваемая мощность.Кроме того, поскольку напряжение возведено в квадрат P = В 2 / R , эффект от приложения более высокого напряжения, возможно, больше, чем ожидалось. Таким образом, когда напряжение увеличивается вдвое до лампочки мощностью 25 Вт, ее мощность увеличивается почти в четыре раза до примерно 100 Вт, что приводит к ее перегоранию. Если бы сопротивление лампы оставалось постоянным, ее мощность была бы ровно 100 Вт, но при более высокой температуре ее сопротивление также будет выше.

Пример 1. Расчет рассеиваемой мощности и тока: горячая и холодная мощность

(а) Рассмотрим примеры, приведенные в Законе Ома: сопротивление и простые цепи и сопротивление и удельное сопротивление.Затем найдите мощность, рассеиваемую автомобильной фарой в этих примерах, как в горячую, так и в холодную погоду. б) Какой ток он потребляет в холодном состоянии?

Стратегия для (a)

Для горячей фары нам известны напряжение и ток, поэтому мы можем использовать P = IV , чтобы найти мощность. Для холодной фары нам известны напряжение и сопротивление, поэтому мы можем использовать P = V 2 / R , чтобы найти мощность.

Решение для (a)

Вводя известные значения тока и напряжения для горячей фары, получаем

P = IV = (2.{2}} {0,350 \ text {} \ Omega} = 411 \ text {W} \\ [/ latex].

Обсуждение для (а)

30 Вт, рассеиваемые горячей фарой, являются типичными. Но 411 Вт в холодную погоду на удивление выше. Начальная мощность быстро уменьшается по мере увеличения температуры лампы и увеличения ее сопротивления.

Стратегия и решение для (b)

Ток при холодной лампочке можно найти несколькими способами. Переставляем одно из уравнений мощности, P = I 2 R , и вводим известные значения, получая

[латекс] I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} = \ sqrt {\ frac {411 \ text {W}} {{0.350} \ text {} \ Omega}} = 34,3 \ text {A} \\ [/ latex].

Обсуждение для (б)

Холодный ток значительно выше, чем установившееся значение 2,50 А, но ток будет быстро снижаться до этого значения по мере увеличения температуры лампы. Большинство предохранителей и автоматических выключателей (используемых для ограничения тока в цепи) рассчитаны на кратковременную выдержку очень высоких токов при включении устройства. В некоторых случаях, например, с электродвигателями, ток остается высоким в течение нескольких секунд, что требует использования специальных плавких предохранителей с замедленным срабатыванием.

Чем больше электроприборов вы используете и чем дольше они остаются включенными, тем выше ваш счет за электроэнергию. Этот знакомый факт основан на соотношении энергии и мощности. Вы платите за использованную энергию. Поскольку P = E / t , мы видим, что

E = Pt

- это энергия, используемая устройством, использующим мощность P в течение интервала времени t . Например, чем больше горело лампочек, тем больше использовалось P ; чем дольше они работают, тем больше т .Единицей измерения энергии в счетах за электричество является киловатт-час (кВт ч), что соответствует соотношению E = Pt . Стоимость эксплуатации электроприборов легко оценить, если у вас есть некоторое представление об их потребляемой мощности в ваттах или киловаттах, времени их работы в часах и стоимости киловатт-часа для вашей электросети. Киловатт-часы, как и все другие специализированные единицы энергии, такие как пищевые калории, можно преобразовать в джоули. Вы можете доказать себе, что 1 кВт ⋅ ч = 3.6 × 10 6 Дж.

Потребляемую электрическую энергию ( E ) можно уменьшить либо за счет сокращения времени использования, либо за счет снижения энергопотребления этого прибора или приспособления. Это не только снизит стоимость, но и снизит воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения - один из самых быстрых способов снизить потребление электроэнергии в доме или на работе. Около 20% энергии в доме расходуется на освещение, в то время как в коммерческих учреждениях эта цифра приближается к 40%.Флуоресцентные лампы примерно в четыре раза эффективнее ламп накаливания - это верно как для длинных ламп, так и для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). (См. Рис. 1 (b).) Таким образом, лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить на КЛЛ мощностью 15 Вт, которая имеет такую ​​же яркость и цвет. КЛЛ имеют изогнутую трубку внутри шара или спиралевидную трубку, соединенную со стандартным резьбовым основанием, подходящим для стандартных розеток лампы накаливания. (В последние годы были решены исходные проблемы с цветом, мерцанием, формой и высокими начальными вложениями в КЛЛ.) Теплопередача от этих КЛЛ меньше, и они служат до 10 раз дольше. В следующем примере рассматривается важность инвестиций в такие лампы. Новые белые светодиодные фонари (представляющие собой группу небольших светодиодных лампочек) еще более эффективны (в два раза больше, чем у КЛЛ) и служат в 5 раз дольше, чем КЛЛ. Однако их стоимость по-прежнему высока.

Установление соединений: энергия, мощность и время

Отношение E = Pt может оказаться полезным во многих различных контекстах.Энергия, которую ваше тело использует во время упражнений, зависит, например, от уровня мощности и продолжительности вашей активности. Степень нагрева источника питания зависит от уровня мощности и времени ее применения. Даже доза облучения рентгеновского изображения зависит от мощности и времени воздействия.

Пример 2. Расчет рентабельности компактных люминесцентных ламп (КЛЛ)

Если стоимость электроэнергии в вашем районе составляет 12 центов за кВтч, какова общая стоимость (капитальные плюс эксплуатация) использования лампы накаливания мощностью 60 Вт в течение 1000 часов (срок службы этой лампы), если стоимость лампы составляет 25 центов? (б) Если мы заменим эту лампочку компактной люминесцентной лампой, которая дает такой же световой поток, но составляет четверть мощности и стоит 1 доллар.50, но длится в 10 раз дольше (10 000 часов), какова будет общая стоимость?

Стратегия

Чтобы найти эксплуатационные расходы, мы сначала находим использованную энергию в киловатт-часах, а затем умножаем ее на стоимость киловатт-часа.

Решение для (a)

Энергия, используемая в киловатт-часах, определяется путем ввода мощности и времени в выражение для энергии:

E = Pt = (60 Вт) (1000 ч) = 60,000 Вт ч

В киловатт-часах это

E = 60.0 кВт ⋅ ч.

Сейчас стоимость электроэнергии

Стоимость

= (60,0 кВт ч) (0,12 долл. США / кВт час) = 7,20 долл. США.

Общая стоимость составит 7,20 доллара за 1000 часов (около полугода при 5 часах в день).

Решение для (b)

Поскольку CFL использует только 15 Вт, а не 60 Вт, стоимость электроэнергии составит 7,20 доллара США / 4 = 1,80 доллара США. КЛЛ прослужит в 10 раз дольше, чем лампа накаливания, так что инвестиционные затраты составят 1/10 стоимости лампы за этот период использования, или 0.1 (1,50 доллара США) = 0,15 доллара США. Таким образом, общая стоимость 1000 часов составит 1,95 доллара США.

Обсуждение

Следовательно, использование КЛЛ намного дешевле, даже несмотря на то, что первоначальные вложения выше. Повышенная стоимость рабочей силы, которую бизнес должен включать в себя для более частой замены ламп накаливания, здесь не учитывается.

Подключение: Эксперимент на вынос - Инвентаризация использования электроэнергии

1) Составьте список номинальной мощности для ряда приборов в вашем доме или комнате.Объясните, почему что-то вроде тостера имеет более высокий рейтинг, чем цифровые часы. Оцените энергию, потребляемую этими приборами в среднем за день (оценивая время их использования). Некоторые приборы могут указывать только рабочий ток. Если бытовое напряжение составляет 120 В, используйте P = IV . 2) Проверьте общую мощность, используемую в туалетах на этаже или в здании вашей школы. (Возможно, вам придется предположить, что используемые длинные люминесцентные лампы рассчитаны на 32 Вт.) Предположим, что здание было закрыто все выходные, и что эти огни были оставлены включенными с 6 часов вечера.{2} R \\ [/ латекс].

  • Энергия, используемая устройством с мощностью P за время t , составляет E = Pt .

Концептуальные вопросы

1. Почему лампы накаливания тускнеют в конце жизни, особенно незадолго до того, как их нити оборвутся?

Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна P = V 2 / R , что означает, что мощность уменьшается при увеличении сопротивления. Тем не менее, эта мощность также определяется соотношением P = I 2 R , что означает, что мощность увеличивается при увеличении сопротивления.Объясните, почему здесь нет противоречия.

Задачи и упражнения

1. Какова мощность разряда молнии 1,00 × 10 2 МВ при токе 2,00 × 10 4 A ?

2. Какая мощность подается на стартер большого грузовика, который потребляет 250 А тока от аккумуляторной батареи 24,0 В?

3. Заряд в 4,00 Кл проходит через солнечные элементы карманного калькулятора за 4,00 часа. Какова выходная мощность, если выходное напряжение вычислителя равно 3.00 В? (См. Рисунок 2.)

Рис. 2. Полоса солнечных элементов прямо над клавишами этого калькулятора преобразует свет в электричество для удовлетворения своих потребностей в энергии. (Источник: Эван-Амос, Wikimedia Commons)

4. Сколько ватт проходит через него фонарик с 6,00 × 10 2 за 0,500 ч использования, если его напряжение составляет 3,00 В?

5. Найдите мощность, рассеиваемую каждым из этих удлинителей: (a) удлинительный шнур с сопротивлением 0,0600 Ом, через который 5.00 А течет; (б) более дешевый шнур с более тонким проводом и сопротивлением 0,300 Ом.

6. Убедитесь, что единицами измерения вольт-ампер являются ватты, как следует из уравнения P = IV .

7. Покажите, что единицы 1V 2 / Ω = 1W, как следует из уравнения P = V 2 / R .

8. Покажите, что единицы 1 A 2 ⋅ Ω = 1 Вт, как следует из уравнения P = I 2 R .

9. Проверьте эквивалент единиц энергии: 1 кВт ч = 3,60 × 10 6 Дж.

10. Электроны в рентгеновской трубке ускоряются до 1,00 × 10 2 кВ и направляются к цели для получения рентгеновских лучей. Вычислите мощность электронного луча в этой трубке, если она имеет ток 15,0 мА.

11. Электрический водонагреватель потребляет 5,00 кВт на 2,00 часа в сутки. Какова стоимость его эксплуатации в течение одного года, если электроэнергия стоит 12,0 центов / кВт · ч? См. Рисунок 3.

Рисунок 3. Водонагреватель электрический по запросу. Тепло в воду подается только при необходимости. (кредит: aviddavid, Flickr)

12. Сколько электроэнергии необходимо для тостера с тостером мощностью 1200 Вт (время приготовления = 1 минута)? Сколько это стоит при 9,0 цента / кВт · ч?

13. Какова будет максимальная стоимость КЛЛ, если общая стоимость (капиталовложения плюс эксплуатация) будет одинаковой как для КЛЛ, так и для ламп накаливания мощностью 60 Вт? Предположим, что стоимость лампы накаливания составляет 25 центов, а электричество стоит 10 центов / кВтч.Рассчитайте стоимость 1000 часов, как в примере с КЛЛ по рентабельности.

14. Некоторые модели старых автомобилей имеют электрическую систему напряжением 6,00 В. а) Каково сопротивление горячему свету у фары мощностью 30,0 Вт в такой машине? б) Какой ток течет через него?

15. Щелочные батареи имеют то преимущество, что они выдают постоянное напряжение почти до конца своего срока службы. Как долго щелочная батарея с номиналом 1,00 А · ч и 1,58 В будет поддерживать горение лампы фонарика мощностью 1,00 Вт?

16.Прижигатель, используемый для остановки кровотечения в хирургии, выдает 2,00 мА при 15,0 кВ. а) Какова его выходная мощность? б) Какое сопротивление пути?

17. В среднем телевизор работает 6 часов в день. Оцените ежегодные затраты на электроэнергию для работы 100 миллионов телевизоров, предполагая, что их потребляемая мощность составляет в среднем 150 Вт, а стоимость электроэнергии составляет в среднем 12,0 центов / кВт · ч.

18. Старая лампочка потребляет всего 50,0 Вт, а не 60,0 Вт из-за истончения ее нити за счет испарения.Во сколько раз уменьшается его диаметр при условии равномерного утонения по длине? Не обращайте внимания на любые эффекты, вызванные перепадами температур.

Медная проволока калибра 19. 00 имеет диаметр 9,266 мм. Вычислите потери мощности в километре такого провода, когда он пропускает 1,00 × 10 2 A.

Холодные испарители пропускают ток через воду, испаряя ее при небольшом повышении температуры. Одно такое домашнее устройство рассчитано на 3,50 А и использует 120 В переменного тока с эффективностью 95,0%.а) Какова скорость испарения в граммах в минуту? (b) Сколько воды нужно налить в испаритель за 8 часов работы в ночное время? (См. Рисунок 4.)

Рис. 4. Этот холодный испаритель пропускает ток непосредственно через воду, испаряя ее напрямую с относительно небольшим повышением температуры.

21. Integrated Concepts (a) Какая энергия рассеивается разрядом молнии с током 20 000 А, напряжением 1,00 × 10 2 МВ и длиной 1.00 мс? (б) Какую массу древесного сока можно было бы поднять с 18ºC до точки кипения, а затем испарить за счет этой энергии, если предположить, что сок имеет те же тепловые характеристики, что и вода?

22. Integrated Concepts Какой ток должен вырабатывать подогреватель бутылочек на 12,0 В, чтобы нагреть 75,0 г стекла, 250 г детской смеси и 3,00 × 10 2 алюминия от 20 ° C до 90º за 5,00 мин?

23. Integrated Concepts Сколько времени требуется хирургическому прижигателю, чтобы поднять температуру на 1.00 г ткани от 37º до 100, а затем закипятите 0,500 г воды, если она выдает 2,00 мА при 15,0 кВ? Не обращайте внимания на передачу тепла в окружающую среду.

24. Integrated Concepts Гидроэлектрические генераторы (см. Рисунок 5) на плотине Гувера вырабатывают максимальный ток 8,00 × 10 3 A при 250 кВ. а) Какая выходная мощность? (b) Вода, питающая генераторы, входит и покидает систему с низкой скоростью (таким образом, ее кинетическая энергия не изменяется), но теряет 160 м в высоте.Сколько кубических метров в секунду необходимо при КПД 85,0%?

Рисунок 5. Гидроэлектрические генераторы на плотине Гувера. (кредит: Джон Салливан)

25. Integrated Concepts (a) Исходя из 95,0% эффективности преобразования электроэнергии двигателем, какой ток должны обеспечивать аккумуляторные батареи на 12,0 В 750-килограммового электромобиля: отдых до 25,0 м / с за 1,00 мин? (b) Подняться на холм высотой 2,00 × 10 2 м за 2,00 мин при постоянной 25.Скорость 0 м / с при приложении силы 5,00 × 10 2 Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? (c) Двигаться с постоянной скоростью 25,0 м / с, прилагая силу 5,00 × 10 2 Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? См. Рисунок 6.

Рис. 6. Электромобиль REVAi заряжается на одной из улиц Лондона. (кредит: Фрэнк Хебберт)

26. Integrated Concepts Пригородный легкорельсовый поезд потребляет 630 А постоянного тока напряжением 650 В при ускорении.а) Какова его мощность в киловаттах? (b) Сколько времени нужно, чтобы достичь скорости 20,0 м / с, начиная с состояния покоя, если его масса в загруженном состоянии составляет 5,30 × 10 4 кг, при условии эффективности 95,0% и постоянной мощности? (c) Найдите его среднее ускорение. (г) Обсудите, как ускорение, которое вы обнаружили для легкорельсового поезда, сравнивается с тем, что может быть типичным для автомобиля.

27. Integrated Concepts (a) Линия электропередачи из алюминия имеет сопротивление 0,0580 Ом / км. Какова его масса на километр? б) Какова масса на километр медной линии с таким же сопротивлением? Более низкое сопротивление сократит время нагрева.Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

28. Integrated Concepts (a) Погружной нагреватель, работающий на 120 В, может повысить температуру 1,00 × 10 2 -граммовых алюминиевых стаканов, содержащих 350 г воды, с 20 ° C до 95 ° C за 2,00 мин. Найдите его сопротивление, предполагая, что оно постоянно в процессе. (b) Более низкое сопротивление сократит время нагрева. Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.

29. Integrated Concepts (a) Какова стоимость нагрева гидромассажной ванны, содержащей 1500 кг воды, от 10 ° C до 40 ° C, исходя из эффективности 75,0% с учетом передачи тепла в окружающую среду? Стоимость электроэнергии 9 центов / кВт⋅ч. (b) Какой ток потреблял электрический нагреватель переменного тока 220 В, если на это потребовалось 4 часа?

30 . Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 2 МВт мощности при 480 В? (b) Какая мощность рассеивается линиями передачи, если они имеют коэффициент 1.00 - сопротивление Ом? (c) Что неразумного в этом результате? (d) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

31. Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 2 МВт мощности при 10,0 кВ? (b) Найдите сопротивление 1,00 км провода, которое вызовет потерю мощности 0,0100%. (c) Каков диаметр медного провода длиной 1,00 км, имеющего такое сопротивление? (г) Что необоснованного в этих результатах? (e) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

32.Создайте свою проблему Представьте себе электрический погружной нагреватель, который используется для нагрева чашки воды для приготовления чая. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете необходимое сопротивление нагревателя, чтобы он увеличивал температуру воды и чашки за разумное время. Также рассчитайте стоимость электроэнергии, используемой в вашем технологическом процессе. Среди факторов, которые следует учитывать, - это используемое напряжение, задействованные массы и теплоемкость, тепловые потери и время, в течение которого происходит нагрев.Ваш инструктор может пожелать, чтобы вы рассмотрели тепловой предохранительный выключатель (возможно, биметаллический), который остановит процесс до того, как в погружном блоке будут достигнуты опасные температуры.

Глоссарий

электрическая мощность:
- скорость, с которой электрическая энергия подается источником или рассеивается устройством; это произведение тока на напряжение

Избранные решения проблем и упражнения

1. 2,00 × 10 12 Вт

5.{6} \ text {J} \\ [/ latex]

11. 438 $ / год

13. $ 6.25

15. 1.58 ч

17. 3,94 миллиарда долларов в год

19. 25,5 Вт

21. (а) 2,00 × 10 9 Дж (б) 769 кг

23. 45.0 с

25. (а) 343 A (б) 2,17 × 10 3 A (в) 1,10 × 10 3 A

27. (а) 1,23 × 10 3 кг (б) 2,64 × 10 3 кг

29. (a) 2,08 × 10 5 A
(b) 4,33 × 10 4 МВт
(c) Линии передачи рассеивают больше мощности, чем они должны передавать.
(d) Напряжение 480 В неоправданно низкое для напряжения передачи. В линиях передачи на большие расстояния поддерживается гораздо более высокое напряжение (часто сотни киловольт), чтобы уменьшить потери мощности.

Питание 12 вольт от энергосберегающей лампы. Как сделать блок питания из энергосберегающих ламп

Один из самых простых способов сделать импульсный блок питания своими руками из «подручных средств» - переделать под такой блок питания энергосберегающую лампу. Поскольку основной причиной выхода из строя компактных люминесцентных ламп является перегоревание одной из нитей накала, практически все они могут быть преобразованы в импульсный источник питания с заданным напряжением.В данном случае я переделал схему электронного балласта 15-ваттной лампочки в импульсный источник питания 12 вольт на 1 ампер. Эта переделка не требует колоссальных усилий и большого количества деталей, ведь расчетная мощность нагрузки меньше мощности самой энергосберегающей лампочки.

У каждого производителя ламп есть свои наборы деталей с определенными номиналами в схемах выпускаемых ЭПРА, но все схемы типовые. Поэтому на своей схеме я не привел всю схему лампы, а указал только ее типичное начало и обвязку колбы лампы.Схема электронного балласта нарисована черным и красным цветом. Красным цветом выделены лампочка и конденсатор, подключенный к двум нитям накала. Их следует удалить. Зеленым цветом на схеме обозначены элементы, которые необходимо добавить. Конденсатор С1 - следует заменить на большую емкость, например 10-20у 400в.

Предохранитель

А и входной фильтр добавлены с левой стороны схемы. L2 выполнен на кольце от материнской платы, имеет две обмотки по 15 витков каждая с проводом из витой пары Ø - 0.5 мм. Кольцо имеет внешний диаметр 16 мм, внутренний диаметр 8,5 мм, ширину 6,3 мм. Дроссель L3 имеет 10 витков Ø - 1 мм, выполненных на кольце от трансформатора другой энергосберегающей лампы. Следует выбирать лампу с большой пустотой окна дросселя Тр1, так как ее нужно будет переделать в трансформатор. Мне удалось намотать по 26 витков Ø - 0,5 мм на каждую половину вторичной обмотки. Этот тип намотки требует идеально симметричных половин обмотки. Для этого я рекомендую наматывать вторичную обмотку сразу двумя проводами, каждый из которых будет служить симметричной половиной друг друга.Я оставил транзисторы без радиаторов, потому что расчетное потребление схемы меньше мощности, потребляемой лампой. В качестве теста был подключен к максимальному свечению в течение 2 часов 5 метров светодиодной ленты RGB, потребление 12в 1А.

Люминесцентные лампы или иными словами домработницы уже давно успешно используются во многих домах. Поэтому найти в кладовках старую, даже вышедшую из строя экономную лампу - не проблема.

Чтобы лучше понять суть переделки, скажу несколько слов о самой газоразрядной лампе, принципе ее работы.Любая газоразрядная лампа, как и обычная экономка, требует высокого напряжения, в несколько раз превышающего напряжение сети.

Такая лампа имеет встроенный импульсный преобразователь, балласт. Обычно для этого используется полумостовой автоколебательный преобразователь. Схема такого блока питания проста, в нем нет даже дополнительной защиты, кроме предохранителя. Но между тем такая система работает надежно. Что касается пусковой мишени, то она построена на основе симметричной диакритики.


Принципиальная схема аналогична электронному трансформатору.Одна разница в том, что используется накопительный дроссель, а не понижающий трансформатор.Итак, хочу в доступной форме объяснить, как получить полноценный импульсный блок питания понижающего типа из блока питания экономной лампы - это во-первых. Во-вторых, рассказать, как обеспечивается гальваническая развязка от сети для безопасного использования.

Главное, что нужно сделать, это доработать вывод с помощью диодного выпрямителя и сглаживающей емкости.

Итак, приступим к работе:

1. Берем экономку любой мощности, брал рабочую лампу на 125 Вт.Открыл лампу, снял блок питания. Колба не понадобится, поэтому ее необходимо утилизировать.
2. Затем проверьте схему балласта. В принципе, они одинаковы, но могут быть дополнены некоторыми компонентами.


Что мы видим на плате? Массивный дроссель - это то, что нужно отпаивать. Используем для этого паяльник.



3. Для дальнейшей работы нам понадобится блок питания от компьютера (можно его использовать), а точнее его силовой импульсный трансформатор.Мы получим это.



Включает 3 обмотки:


2 обмотки ведущие,


, а третья - обмотка обратной связи, содержащая всего 1 виток.

Подключаем трансформатор снятый с блока питания ПК. Как это сделать, смотрите на схеме.


Поясню более подробно: 1 вывод сетевой обмотки подключен к обмотке обратной связи.


Со вторым выводом делаем так: подключаем к точке соединения двух конденсаторов полумоста.



Можно сказать, что процесс завершен. Нагружаю выходную обмотку трансформатора и убеждаюсь в наличии напряжения.

Наконец, несколько советов:

- используйте контрольную лампу для первоначального запуска балласта.



- В случае, когда блок питания требует малой мощности, возможен более простой принцип устройства: трансформатор не нужен, а вторичная обмотка должна быть проведена на самом индукторе.



- Не лишним будет установить на радиаторы силовые транзисторы. Естественно, они нагреваются при нагрузке.


- Вторичная обмотка трансформатора подает любое напряжение, нужно просто перемотать, но все зависит от цели использования.

Итак, когда устройство будет использоваться в автомобильном зарядном устройстве, перемотка не требуется.
Если это делается для выпрямителя, то нужно брать импульсные диоды.

Это все, что я хотел вам сегодня сказать.Отмечу, что вариантов доработки блока от эконом лампы много, это лишь один из них.

Со временем в бардачке любого радиолюбителя скапливается огромное количество электронной начинки от стекол энергосберегающих ламп, и многие радиодетали их можно активно использовать в других радиолюбительских направлениях. Итак, высоковольтный генератор из балласта обычной энергосберегающей лампы собирается за 5 минут, и вуаля, генератор Тесла уже запитан.

Как показала практика, люминесцентные лампы работают годами. Но со временем их яркость уменьшается. Такие лампы, конечно, еще могут служить вам до тех пор, пока лампочка, наполненная инертным газом, не прорвется высоковольтным разрядом, но доводить их до этого состояния нецелесообразно, так как электронная часть может перегореть, а можно до сих пор пользуюсь им.


Внутри энергосбережения находится электронная схема - балласт. Это готовый повышающий высоковольтный преобразователь типа AC-DC, необходимо увеличить стандартные 220 вольт до 1000 вольт.Внимание, на его выходе опасное для жизни напряжение, поэтому во время экспериментов будьте предельно внимательны и всегда помните об этом.

Для сборки схемы высоковольтного генератора нам понадобится строчный трансформатор, его можно позаимствовать у горизонтального сканера, сейчас их массово выбрасывают, так что найти вообще не проблема. Другой важный компонент высоковольтной конструкции - конденсатор. Кстати, его тоже можно встретить в горизонтальном блоке, например, 2200 пФ 5 кВ.Напряжение с балласта поступает на обмотку строчного трансформатора не напрямую, а через конденсатор, это соединение защищает цепь балласта. О правильном снятии горизонтального трансформатора предлагаю узнать из видео:

Мультиметром на трансформаторе находим обмотку с максимальным сопротивлением (кроме высокого напряжения) и подаем на нее напряжение от балласта. Такой высоковольтный генератор можно использовать в экспериментах с электричеством. Если сложить две металлические прутья - получится «Лестница Иакова».«Даже на нем можно собрать, потому что схема способна питать строчный трансформатор сутками, а напряжение на выходе строчного трансформатора составляет 5 кВ.


Как за час сделать импульсный блок питания от перегоревшей лампочки?

В данной статье вы найдете подробное описание процесса изготовления импульсных источников питания различной мощности на основе ЭПРА компактной люминесцентной лампы.

Импульсный блок питания мощностью 5 ... 20 Вт может быть изготовлен менее чем за час.Для производства 100-ваттного блока питания потребуется несколько часов. http: // site /

Построить блок питания будет не намного сложнее, чем прочитать эту статью. И, конечно, это будет проще, чем найти низкочастотный трансформатор подходящей мощности и перемотать его вторичные обмотки под свои нужды.


Самые интересные ролики на Youtube

Введение.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

сейчас широко используются.Чтобы уменьшить размер балластной катушки индуктивности, они используют схему высокочастотного преобразователя напряжения, что позволяет значительно уменьшить размер индуктора.

В случае выхода из строя ЭПРА его легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама лампочка, ее обычно выбрасывают.


Однако ЭПРА такой лампочки представляет собой практически готовый импульсный блок питания (БП). Единственное отличие схемы электронного балласта от реального импульсного БП заключается в отсутствии развязывающего трансформатора и выпрямителя при необходимости.Http: // site /


В то же время современные радиолюбители испытывают большие трудности с поиском силовых трансформаторов для питания своих самодельных изделий. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медной проволоки, а массогабаритные параметры изделий, собранных на базе силовых трансформаторов, не радуют. Но в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия будет значительной, особенно если речь идет о трансформаторах мощностью 100 Вт и более.


Отличие схемы КЛЛ от импульсного блока питания.

Это один из самых распространенных. электрические схемы энергосберегающие лампы. Чтобы преобразовать схему CFL в импульсный источник питания, просто установите одну перемычку между точками A - A ’ и добавьте импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.


А это уже полная схема импульсного блока питания, собранного на базе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для простоты удалена люминесцентная лампа и несколько деталей заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует серьезных изменений. Дополнительные элементы, введенные в схему, отмечены красным.



Какой блок питания можно сделать из КЛЛ?

Блок питания ограничен общей мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и размером охлаждающего радиатора, если он используется.

Небольшой источник питания может быть построен путем намотки вторичной обмотки непосредственно на каркас существующей катушки индуктивности.


Если дроссельное окно не позволяет намотать вторичную обмотку, или если вы хотите построить блок питания с мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то потребуется дополнительный импульсный трансформатор.

Если вы хотите получить блок питания мощностью более 100 Вт, и использовать балласт от лампы на 20-30 Вт, то, скорее всего, вам придется внести небольшие изменения в схему электронного балласта.

В частности, может потребоваться установка более мощных диодов VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотка входной катушки индуктивности L0 более толстым проводом. Если текущий коэффициент усиления транзистора недостаточен, то ток базы транзисторов придется увеличить за счет уменьшения номиналов резисторов R5, R6. Кроме того, необходимо увеличить мощность резисторов в цепях базы и эмиттера.

Если частота генерации не очень высока, может потребоваться увеличение емкости разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для питания.

Особенностью полумостовых импульсных источников питания с самовозбуждением является возможность адаптации к параметрам применяемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не пройдет через наш импровизированный трансформатор, еще больше упрощает задачу расчета трансформатора и настройки агрегата. Блоки питания, собранные по этим схемам, прощают ошибки в расчетах до 150% и выше. Проверено на практике.

Емкость входного фильтра и пульсации напряжения.

Во входных фильтрах ЭПРА из-за экономии места используются конденсаторы небольшой емкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Гц.

Чтобы уменьшить пульсации напряжения на выходе БП, нужно увеличить емкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый ватт мощности блока питания приходилось около одной микрофарады. Увеличение емкости C0 повлечет за собой увеличение пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения источника питания.Чтобы ограничить этот ток, нужен резистор R0. Но мощность оригинального резистора CFR мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.


Если вы хотите построить компактный блок питания, можно использовать электролитические конденсаторы, применяемые в импульсных лампах из пленочных «мыльниц». Например, одноразовые камеры Kodak имеют миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их емкость достигает 100 мкФ при напряжении 350 вольт.


Блок питания мощностью 20 Вт.

Блок питания с мощностью, близкой к мощности оригинального КЛЛ, может быть собран без необходимости даже наматывать отдельный трансформатор. Если у оригинального индуктора достаточно свободного места в окошке магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшой усилитель мощности.


На снимке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод с изоляцией из фторопласта).Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самого меди будет небольшим.

Если требуется больше мощности, можно использовать обычный обмоточный провод, покрытый лаком.

Внимание! Оригинальная обмотка индуктора находится под напряжением! При описанной выше доработке обязательно позаботьтесь о надежной изоляции обмотки, особенно если вторичная обмотка намотана обычным лакированным обмоточным проводом.Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной пленкой, необходима дополнительная бумажная прокладка!


Как видите, обмотка индуктора покрыта синтетической пленкой, хотя часто обмотка этих реакторов вообще не защищена.


Поверх пленки наматываем два слоя электрокартона толщиной 0,05 мм или один слой толщиной 0,1 мм. Если нет электрического щита, мы используем любую подходящую по толщине бумагу.


Поверх изолирующей прокладки наматываем вторичную обмотку будущего трансформатора.Сечение провода следует подбирать максимально. Количество витков подбирается экспериментально, так как их будет немного.

Таким образом, мне удалось получить мощность на нагрузке 20 Вт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов - 42ºC. Для получения еще большей мощности при разумной температуре трансформатора не допускалась слишком маленькая площадь окна магнитопровода и результирующее сечение провода.

На картинке текущая модель БП.

Мощность, подаваемая на нагрузку, составляет 20 Вт. Частота автоколебаний без нагрузки - 26 кГц. Частота автоколебаний при максимальной нагрузке - 32 кГц Температура трансформатора - 60 ° С; Температура транзистора - 42 ° C


Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор ТВ2. Кроме того, я увеличил емкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100 мкФ.


Так как КПД блока питания далеко не 100%, пришлось прикрутить некоторые радиаторы к транзисторам.

В конце концов, даже если КПД блока равен 90%, вам все равно придется рассеивать 10 Вт мощности.


Мне не повезло, в моем балласте на транзисторах 13003 поз. Установлена ​​1 такая конструкция, которая, по всей видимости, рассчитана на крепление к радиатору с помощью фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, поскольку они не оснащены металлической площадкой, но они также гораздо хуже выделяют тепло. Я заменил их на транзисторы 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами.Кроме того, 13007 имеют в несколько раз превышающие максимально допустимые токи.

При желании можно смело навинтить оба транзистора на один радиатор. Проверил работает.


Только корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Удобно крепить винтами М2,5, на которые предварительно нужно надеть изолирующие шайбы и отрезки изоляционной трубки (батиста).Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением, поэтому изолирующие прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!


На чертеже показано соединение транзистора с охлаждающим радиатором в разрезе.

  1. Винт M2,5.
  2. Шайба М2,5.
  3. Шайба изоляционная М2,5 - стеклопластик, текстолит, гетинакс.
  4. Корпус транзистора.
  5. Прокладка - отрезок трубки (батист).
  6. Прокладка - слюда, керамика, фторопласт и др.
  7. Радиатор охлаждения.

А это действующий импульсный блок питания на 100 ватт.

Эквивалентные нагрузочные резисторы помещены в воду, так как их мощность недостаточна.

Мощность, выделяемая на нагрузку, составляет 100 Вт.

Частота автоколебаний при максимальной нагрузке - 90 кГц.

Частота автоколебаний без нагрузки - 28,5 кГц.

Температура транзисторов 75ºC.

Площадь радиатора каждого транзистора 27см².

Температура дросселя TV1 - 45ºC.

TV2 - 2000НМ (Ø28 x Ø16 x 9 мм)

Энергосберегающие лампы широко используются в быту и на производстве, со временем приходят в негодность, но многие из них можно восстановить после несложного ремонта. Если вышла из строя сама лампа, то из электронной «начинки» можно сделать достаточно мощный блок питания на любое нужное напряжение.

Как выглядит блок питания от энергосберегающей лампы?

В быту часто требуется компактный, но в то же время мощный низковольтный блок питания, сделать это можно с помощью вышедшей из строя энергосберегающей лампы.В лампах чаще всего выходят из строя светильники, а блок питания остается в рабочем состоянии.

Для того, чтобы сделать блок питания, нужно понимать принцип работы электроники, содержащейся в энергосберегающей лампе.

Преимущества импульсных источников питания

В последние годы наметилась явная тенденция перехода от классических трансформаторных источников питания к импульсным. Это связано, в первую очередь, с большими недостатками трансформаторных блоков питания, такими как большая масса, низкая перегрузочная способность, низкий КПД.

Устранение указанных недостатков в импульсных источниках питания, а также развитие элементной базы позволило широко использовать данные блоки питания для устройств мощностью от единиц ватт до многих киловатт.

Цепь питания

Принцип работы импульсного блока питания в энергосберегающей лампе точно такой же, как и в любом другом устройстве, например, в компьютере или телевизоре.

В общих чертах работу импульсного блока питания можно описать следующим образом:

  • Переменный сетевой ток преобразуется в постоянный без изменения его напряжения, т.е.е. 220 В.
  • Широтно-импульсный преобразователь для транзисторов преобразует постоянное давление в прямоугольные импульсы с частотой от 20 до 40 кГц (в зависимости от модели лампы).
  • Это напряжение подается через индуктор на лампу.

Рассмотрим схему и работу импульсного блока питания лампы (рисунок ниже) подробнее.


Цепь электронного балласта энергосберегающей лампы

Сетевое напряжение подается на мостовой выпрямитель (VD1-VD4) через малый резистор, ограничивающий сопротивление R 0, затем выпрямленное напряжение сглаживается фильтрующим высоковольтным конденсатором (C 0) и подается через сглаживающий фильтр (L0 ) к транзисторному преобразователю.

Запуск транзисторного преобразователя происходит в тот момент, когда напряжение на конденсаторе С1 превышает порог открытия динистора VD2. Это запустит в работу генератор на транзисторах VT1 и VT2, за счет чего автогенерация происходит на частоте около 20 кГц.

Другие элементы схемы, такие как R2, C8 и C11, играют вспомогательную роль, облегчая запуск генератора. Резисторы R7 и R8 увеличивают скорость закрытия транзисторов.

И резисторы R5 и R6 служат ограничительными в цепях баз транзисторов, R3 и R4 защищают их от насыщения, а при пробое играют роль предохранителей.

Диоды VD7, VD6 являются защитными, хотя во многих транзисторах, предназначенных для работы в таких устройствах, такие диоды встроены.

ТВ1 - трансформатор, своими обмотками ТВ1-1 и ТВ1-2 напряжение обратной связи с выхода генератора подается на базовые цепи транзисторов, тем самым создавая условия для работы генератора.

На рисунке выше красными частями выделены части, которые необходимо удалить при переработке блока; точки A - A` должны быть соединены перемычкой.

Переделка блока

Перед тем, как приступить к переделке блока питания, необходимо определить, какую текущую мощность нужно иметь на выходе, от этого будет зависеть глубина модернизации. Так, если требуется мощность 20-30 Вт, то переделка будет минимальной и не потребует большого вмешательства в существующую схему. Если вам нужно получить мощность 50 и более ватт, то модернизация потребует более основательной.

Следует иметь в виду, что на выходе блока питания будет постоянное напряжение, а не переменное.Получить от такого блока питания переменное напряжение 50 Гц невозможно.

Определить мощность

Мощность можно рассчитать по формуле:

П - мощность, Вт;

I - сила тока, А;

U - напряжение, В.

Для примера возьмем блок питания со следующими параметрами: напряжение - 12 В, сила тока - 2 А, тогда мощность будет:

С учетом перегрузки можно взять 24-26 Вт, поэтому для изготовления такого блока потребуются минимальные помехи в цепи энергосберегающей лампы мощностью 25 Вт.

Новые запчасти


Добавление новых деталей в схему

Добавленные детали выделены красным, это:

  • диодный мост VD14-VD17;
  • два конденсатора С 9, С 10;
  • На балластном реакторе Л5 размещена дополнительная обмотка
  • , количество витков подбирается опытным путем.

Дополнительная обмотка катушки индуктивности играет еще одну важную роль в качестве изолирующего трансформатора, защищая его от попадания сетевого напряжения на выход источника питания.

Для определения необходимого количества витков в добавляемой обмотке необходимо выполнить следующие действия:

  1. на индуктор намотана временная обмотка, примерно 10 витков любого провода;
  2. подключен к нагрузке с сопротивлением не менее 30 Вт и сопротивлением около 5-6 Ом;
  3. включить в сеть, измерить напряжение на сопротивлении нагрузки;
  4. полученное значение делим на количество витков, узнаем, сколько вольт приходится на 1 виток;
  5. рассчитать необходимое количество витков для постоянной обмотки.

Более подробный расчет приведен ниже.


Тестовое включение переделанного блока питания

После этого легко рассчитать необходимое количество витков. Для этого напряжение, которое планируется получить от этого блока, делят на напряжение одного витка, получается количество витков, к полученному результату прибавляется примерно 5-10%.

Вт = U о / U вит, где

Вт - количество витков;

U o - необходимое выходное напряжение блока питания;

U вит - напряжение на оборот.


Намотка дополнительной обмотки на штатный дроссель

Оригинальная обмотка индуктора находится под напряжением! При намотке на него дополнительной обмотки необходимо обеспечить межобмоточную изоляцию, особенно если намотан провод типа ПЭЛ, в эмалевой изоляции. Для изоляции обмотки можно использовать ленту из политетрафторэтилена для герметизации резьбовых соединений, применяемых сантехниками, ее толщина всего 0,2 мм.

Мощность в таком блоке ограничена общей мощностью используемого трансформатора и допустимым током транзисторов.

Источник питания высокой мощности

Это потребует более сложного обновления:

  • трансформатор дополнительный на ферритовом кольце;
  • замена транзистора;
  • установка транзисторов на радиаторы;
  • увеличена емкость некоторых конденсаторов.

В результате данной модернизации получен блок питания мощностью до 100 Вт при выходном напряжении 12 В. Он способен обеспечивать ток 8-9 ампер.Этого хватит, например, на шуруповерт средней мощности.

Схема модернизированного блока питания представлена ​​на рисунке ниже.


Блок питания 100 Вт

Как видно на схеме, резистор R 0 заменен на более мощный (3-ваттный), его сопротивление уменьшено до 5 Ом. Его можно заменить двумя 2-ваттными 10 Ом, подключив их параллельно. Далее C 0 - его емкость увеличена до 100 мкФ, при рабочем напряжении 350 В.Если нежелательно увеличивать габариты блока питания, то можно найти миниатюрный конденсатор такой емкости, в частности, можно взять от фотоаппарата мыльницы.

Для обеспечения надежной работы блока полезно немного уменьшить номиналы резисторов R 5 и R 6 до 18–15 Ом, а также увеличить мощность резисторов R 7, R 8 и R 3, R 4. Если частота генерации невысокая, то номиналы конденсаторов C 3 и C 4 следует увеличить - 68n.

Самым сложным может быть изготовление трансформатора. Для этой цели в импульсных блоках чаще всего используются ферритовые кольца соответствующего размера и магнитной проницаемости.

Расчет таких трансформаторов довольно сложен, но в Интернете есть много программ, которые упрощают его выполнение, например, Программа расчета импульсных трансформаторов Lite-CalcIT.


Как выглядит импульсный трансформатор

Расчет, выполненный с помощью этой программы, дал следующие результаты:

Для сердечника используется ферритовое кольцо; его внешний диаметр 40, внутренний 22, толщина 20 мм.Первичная обмотка провода ПЭЛ 0,85 мм2 имеет 63 витка, а два вторичных с таким же проводом - 12.

Вторичная обмотка должна быть намотана сразу двумя проводами, при этом желательно слегка скрутить их вместе по всей длине, так как эти трансформаторы очень чувствительны к асимметрии обмоток. Если это условие не соблюдено, то диоды VD14 и VD15 будут нагреваться неравномерно, и это еще больше увеличит асимметрию, что, в конечном итоге, выведет их из строя.

Но такие трансформаторы легко прощают существенные погрешности в подсчете количества витков, до 30%.

Так как данная схема изначально была рассчитана на работу с лампой мощностью 20 Вт, то установлены транзисторы 13003. На рисунке ниже позиция (1) - транзисторы средней мощности, их следует заменить на более мощные, например, 13007, как в позиции (2). Возможно, потребуется их установка на металлическую пластину (радиатор) площадью около 30 см 2.


Тест

Пробное включение следует проводить с соблюдением некоторых мер предосторожности, чтобы не повредить блок питания:

  1. Первый тестовый запуск лампы накаливания мощностью 100 Вт для ограничения тока источника питания.
  2. К выходу необходимо подключить нагрузочный резистор 3-4 Ом мощностью 50-60 Вт.
  3. Если все прошло гладко, дайте поработать 5-10 минут, выключите и проверьте степень нагрева трансформатора, транзисторов и диодов выпрямителя.

Если при замене деталей не было допущено ошибок, блок питания должен работать без проблем.

Если тестовое включение показало, что блок исправен, остается протестировать его в режиме полной нагрузки.Для этого уменьшите сопротивление нагрузочного резистора до 1,2-2 Ом и включите его в сеть напрямую без лампочки на 1-2 минуты. Затем выключите и проверьте температуру транзисторов: если она превышает 60 0 С, то их придется устанавливать на радиаторы.

В качестве радиатора можно использовать либо заводской радиатор, что будет наиболее правильным решением, либо алюминиевую пластину толщиной не менее 4 мм и площадью 30 кв. См. Под транзисторы необходимо поставить слюдяную прокладку, их необходимо прикрепить к радиатору винтами с изоляционными втулками и шайбами.

Блок лампы. Видео

О том, как сделать импульсный блок питания из эконом-лампы, видео ниже.

Импульсный блок питания от балласта энергосберегающей лампы можно сделать своими руками, имея минимальные навыки работы с паяльником.

TX 50W Светодиодный чип Белая лампа Энергосберегающая лампа высокой мощности Промышленные электрические лампочки santafewash.com

TX 50W LED Chip White Bulb High Power Energy Saving Lamp Chip: Товары для дома.Напряжение привода: 30-34 В; мощность чипа: 50 Вт, постоянный ток в прямом направлении (IF): 1500 мА。 Размер (L * D): 50 мм * 55 мм Угол обзора: 120-140 градусов。 Световой (lv): 4500-5000 лм。 Холодный белый .Color Tempreture: 6000-6500K。 。LED Chips изготовлены из высококачественных материалов, прочных для повседневного использования. 。Очень низкое тепловыделение, экономия энергии, экологичность. Долгий срок службы. Низкое потребление, высокая яркость. 。Удобный источник света, безопасный для кожи и глаз. Отлично подходит для изготовления источников света для аквариума, декоративного освещения и т. Д.。。。





TX 50 Вт Светодиодный чип Белая лампа Высокая мощность Энергосберегающая лампа Чип

TIANRUN Детские топы с короткими рукавами и принтом слона для маленьких мальчиков Футболка Одежда. Calvas 1 м 2 м Многофункциональный удлинительный кабель для передачи от мужчины к женщине Звук для ноутбука USB 2.0 Запасная часть приборной панели Цвет автомобиля: квадратный 2 м, зарядное устройство с несколькими USB-кабелями Осенние листья тропические кокосовые пальмы Forest Multi 3 в 1 Выдвижной мульти-USB-кабель Быстрая зарядка с Micro USB / Тип C, совместимый с мобильными телефонами, планшетами и другими устройствами, 2-полюсные автоматические выключатели Bibos, 10 А, 125/250 В, миниатюрный автоматический выключатель 1440720E ABB S252SDC B10 Прерыватель цепи.RES SMD 49,9 Ом 1% 1/10 Вт 0402 Упаковка из 200 MCS04020C4999FE000, переносной кабель синхронизации BoxWave для Astell & Kern AK240 Кабель Astell & Kern AK240 Выдвижной miniSync, сумка 5 uxcell 1A 380 В 10 x 38 мм Цилиндрические заглушки Предохранители, 1 диаметр 6 Length Inc. Прозрачная тонкая стенка 1 Диаметр Упаковка из 7 шт. Степень усадки 2: 1 6 Длина NTE Electronics 47-21006-CL Термоусадочная трубка, переходной кабель Rodipu Кабель для передачи данных жесткого диска для интерфейса SATA 3.0 SSD Твердотельный накопитель Твердотельный накопитель SSD к материнской плате Шнур для передачи данных преобразователя SATA Черный, оригинальный оригинальный MARCONI MZ12CAB 48VDC 6-12AMP Модульная система питания Lorain США, FYL Зарядное устройство для адаптера питания переменного тока 65 Вт для Dell Inspiron 13-5368 13-5378 Шнур питания.Автомобильный кодировщик двигателя с редуктором скорости Homeswitch, 12 В с клеммой JGB37-520, 600 об / мин, 4830 люмен-240V-4500K с регулируемой яркостью 46 Вт, паронепроницаемый светодиодный 4-футовый светильник для наружного применения. PA1a-24V САЛОН ЭЛЕКТРОНИКИ Тонкий монтаж на DIN-рейку DC24V Sink / NPN 16 SPST-NO 5A Модуль реле питания, замена для Bulbrite 663255 лампочек 2 Pack, yan AC / DC адаптер для Brother PA-CD-600CG PACD600CG Шнур питания мобильного принтера , KD1209PTS2 13.B1140.AF.GN 9225 9CM 9.29.2 9292 25MM 12V 1.7W 3wire Вентилятор охлаждения сервера Z.Н.З.


3. Как работают люминесцентные лампы?

3. Как работают люминесцентные лампы?

Люминесцентные лампы бывают из стеклянной трубки, заполненной смесью низкого давления газы, в частности ртуть и благородные газы, такие как аргон, неон, ксенон и криптон. Трубки покрыты внутри флуоресцентным материалом, обычно составом содержащие фосфор.Когда ток включен, пусковые механизмы на каждом конце лампы производят электроны, которые возбуждают газы внутри трубки и заставить их высвободиться ультрафиолетовое излучение. В ультрафиолетовое излучение попадает на флуоресцентное покрытие, и это производит свет.

Различные химические покрытия используются для получения света разные цвета.Например, лампы могут быть сконструированы так, чтобы производить свет, который содержит больше синего света, чем обычный лампы накаливания, а значит лучше имитируют дневной свет. Люминесцентные лампы могут иметь одинарное или двойное стекло. конверт, который резко снижает количество УФ-излучения испускается, поскольку стекло является эффективным УФ-фильтром.

Старые лампы имели пусковые механизмы, которые раньше часто выходили из строя. лампа сделала, что потребовало частой замены ламп. У них были и другие недостатки: издавали гудение, мерцали и были недостаточно энергоэффективными. Все эти недостатки устранены в компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) за счет улучшенного конструкция пускового механизма.

Ионизация, возбуждающая газы внутри люминесцентные лампы не забота о здоровье, так как это происходит только внутри лампы. Однако некоторые ультрафиолетовое излучение произведенное может диффундировать через защитную стеклянную оболочку.В покрытие лампы и стеклянная крышка влияют на количество и тип ультрафиолетового излучения, но в целом, КЛЛ могут излучать больше ультрафиолетовое излучение и более высокая доля синего света, чем лампы накаливания. Например, кто-то сидит на расстоянии 20 см от некоторых КЛЛ с одним стеклянным конвертом можно получить десять раз больше UVB, чем если бы лампа накаливания.

Большинство электроприборов производить электричество и магнитные поля слабой частота. КЛЛ излучают электромагнитные поля как низкие, так и промежуточные частоты, хотя точный диапазон зависит от типа лампы.Мало что известно о сильных сторонах этих полей.

Поскольку электроэнергия через электросеть находится в виде переменный ток, интенсивность света, излучаемого любой подключенной к нему лампой изменяется циклически, в зависимости от частота мощности сетка.Если это изменение интенсивности света воспринимается человеческий глаз, то это определяется как мерцание. Мерцание практически незаметен в лампах накаливания, но может быть довольно выраженным в люминесцентных лампах, особенно старые или неисправные. Современные люминесцентные лампы включая КЛЛ были предназначены для значительного уменьшения этого эффекта и поэтому называется «без мерцания».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *