Как правильно подбирать трансформаторы для галогенных ламп. Трансформатор для светильников

Как правильно подбирать трансформаторы для галогенных ламп

Деятельность человека не стоит на месте, и только в прошлом столетии мировой прогресс достиг таких вершин, каких не достигал за всю историю существования людей на Земле. Особенно заметен технический прорыв в последние десятилетия, что выражается в постоянно обновляющемся ассортименте различной техники и устройств. Да что там говорить, когда даже традиционную "лампочку Ильича" активно вытесняют с рынка приборы освещения, выполненные по новым технологиям. Среди лампочек нового поколения хорошо зарекомендовали себя галогенные лампы, чаще всего используемые в точечных светильниках.

Галогенное освещение

Данные агрегаты нашли себе хорошее применение в быту, как основа декоративного освещения жилых помещений, обеспечивая хорошей подсветкой и являясь в то же время частью дизайна. Мягкий свет галогенных ламп придаёт помещению особенный стиль и уют. Существуют два типа галогенных ламп, отличающихся по рабочему напряжению, - 220 и 12 V. Последний тип считается безопасным, так как напряжение 12 V не представляет опасности для человека, но для того чтобы такие лампы работали, необходимы специальные трансформаторы для галогенных ламп.

Для чего необходим трансформатор?

Если внимательно присмотреться к точечным светильникам, то можно заметить, что не всегда все лампочки светятся одинаково, одни горят ярче, а другие тусклее. Это первый признак того, что освещение работает от напряжения 12 V, где неправильно подобраны трансформаторы для галогенных ламп, разбитых на группы, или нарушена технология их монтажа. Трансформатор обеспечивает лампочки необходимым напряжением и мощностью, если он подходит под их количество. Поэтому, чтобы правильно выбрать обычные трансформаторы, а лучше электронные трансформаторы для галогенных ламп, необходимо узнать их номинальную мощность на выходе и разделить её на предполагаемое количество лампочек. Мощность не должна быть меньше, чем будут потреблять сами лампочки, иначе это не раскроет все их возможности, но и запас мощности не должен быть со значительным переизбытком .

Преимущества электронных трансформаторов

Трансформаторы для галогенных ламп первых поколений уже морально устарели и не имеют таких широких технических возможностей, как электронные, которые:

лёгкие и компактные;
имеют низкий уровень шумов;
хорошо защищены от коротких замыканий;
стабильны при работе в режиме холостого хода;
имеют плавный уровень запуска и защиту от перегрева и перегрузки.

Любой электронный трансформатор для галогенных ламп будет обладать этими характеристиками, позволяющими использовать их для потолочного освещения и подсветки корпусной мебели. Кроме того, электронный трансформатор за счёт плавного запуска значительно продлевает срок службы лампочки и экономит деньги. Для лучшей эффективности рекомендуется делать систему освещения при помощи нескольких трансформаторов. Трансформаторы для галогенных ламп в количестве 3-4 штук лучше справляются со своей задачей, чем один мощный прибор. Кроме того, если выдет из строя единственный трансформатор, то в помещении освещения вообще не будет, а при выходе из строя трансформатора одной группы лампочек, лампочки других групп будут продолжать успешно работать.

fb.ru

СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

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

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

Схема электронного трансформатора работает следующим образом. Напряжение сети выпрямляется с помощью выпрямительного моста до полусинусоидаьльного с удвоенной частотой. Элемент D6 типа DB3 в документации называется "TRIGGER DIODE”, - это двунаправленный динистор в котором полярность включения значения не имеет и он используется здесь для запуска преобразователя трансформатора. Динистор срабатывает во время каждого цикла, запуская генерацию полумоста. Открытие динистора можно регулировать. Это можно использовать например для функции регулировки яркости подключенной лампы. Частота генерации зависит от размера и магнитной проводимости сердечника трансформатора обратной связи и параметров транзисторов, обычно составляет в пределах 30-50 кГц.

В настоящее время начался выпуск более продвинутых трансформаторов с микросхемой IR2161, которая обеспечивает как простоту конструкции электронного трансформатора и уменьшение числа используемых компонентов, так и высокими характеристиками. Использование этой микросхемы значительно увеличивает технологичность и надежность электронного трансформатора для питания галогенных ламп. Принципиальная схема приведена на рисунке.

Особенности электронного трансформатора на IR2161:Интеллектуальный драйвер полумоста; Защита от короткого замыкания нагрузки с автоматическим перезапуском ;Защита от токовой перегрузки с автоматическим перезапуском ;Качание рабочей частоты для снижения электромагнитных помех ;Микромощный запуск 150 мкА;Возможность использования с фазовыми регуляторами яркости с управлением по переднему и заднему фронтам ;Компенсация сдвига выходного напряжения увеличивает долговечность ламп;Мягкий запуск, исключающий токовые перегрузки ламп.

Входной резистор R1 (0,25ватт) – своеобразный предохранитель. Транзисторы типа MJE13003 прижаты к корпусу через изоляционную прокладку металлической пластинкой. Даже при работе на полную нагрузку транзисторы греются слабо. После выпрямителя сетевого напряжения отсутствует конденсатор, сглаживающий пульсации, поэтому выходное напряжение электронного трансформатора при работе на нагрузку представляет собой прямоугольные колебания 40кГц, модулированные пульсациями сетевого напряжения 50Гц. Трансформатор Т1 (трансформатор обратной связи) – на ферритовом кольце, обмотки подключенные к базам транзисторов содержат по пару витков, обмотка, подключенная к точке соединения эмиттера и коллектора силовых транзисторов – один виток одножильного изолированного провода. В ЭТ обычно используются транзисторы MJE13003, MJE13005, MJE13007. Выходной трансформатор на ферритовом Ш-образном сердечнике.

Чтоб задействовать электронный трансформатор в импульсном источнике питания, нужно подключить на выход выпрямительный мост на ВЧ мощных диодах (обычные КД202, Д245 не пойдут) и конденсатор для сглаживания пульсаций. На выходе электронного трансформатора ставят диодный мост на диодах КД213, КД212 или КД2999. Короче нужны диоды с малым падением напряжения в прямом направлении, способные хорошо работать на частотах порядка десятков килогерц.

Преобразователь электронного трансформатора без нагрузки нормально не работает, поэтому его нужно использовать там, где нагрузка постоянна по току и потребляет достаточный ток для уверенного запуска преобразователя ЭТ. При эксплуатации схемы надо учитывать, что электронные трансформаторы являются источниками электромагнитных помех, поэтому должен ставиться LC фильтр, предотвращающий проникновение помехи в сеть и в нагрузку.

Лично я использовал электронный трансформатор для изготовления импульсного источника питания лампового усилителя. Так-же представляется возможным питать ими мощные УНЧ класса А или светодиодные ленты, которые как раз и предназначены для источников с напряжением 12В и большим выходным током. Естественно подключение такой ленты производится не напрямую, а через токоограничительный резистор или с помощью коррекции выходной мощности электронного трансформатора.

Форум по электронным трансформаторам

Обсудить статью СХЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

radioskot.ru

Трансформатор для галогенных ламп – электронный, тороидальный. Трансформатор для светильников 12в

Схема подключения точечных светильников 220В и 12В

Два основных стандарта питания точечных светильников существует не просто так, каждый вариант подключения имеет свои положительные и отрицательные стороны и выбирается в зависимости от существующих условий.

Схема подключения точечных светильников 220в

Схема подключения точечных светильников 220в, при аналогичном стандарте бытового напряжении принятом в нашей стране, кажется наиболее естественной и правильной. Обычно, схема подключения через выключатели выглядит так (см. изображение ниже):

Электрический ток проходя через счетчик электроэнергии и защитную автоматику приходит в распределительную коробку, в которой рабочий ноль и земля (защитный ноль) идут напрямую к точечному светильнику, а вот фазный провод идет на выключатель. В зависимости от типа выключателя (одно-, двух- или трехклавишный) из него выходит соответствующее количество питающих проводов к группа точечных светильников. На изображениях ниже представлены схемы подключения точечных светильников 220в к одноклавишному и двухклавишному выключателю.

Схема подключения точечных светильников 220В к одноклавишному выключателю:

Схема подключения точечных светильников 220В к двухклавишному выключателю:

Основные преимущества использования точечных светильников 220в:

- Простая схема подключения, соответственно максимально надежная

- Отсутствие ограничений по длине цепи, точечные светильники одной группы могут располагаться на любом расстоянии друг от друга без потери эффективности освещения.

- Низкие токи в цепи с напряжением 220в позволяют использовать в проводке кабель меньшего сечения, чем в сетях 12в. Минусы использования точечных светильников 220в:

- Высокое напряжение источник повышенной опасности, требует квалификации при монтаже и особой осторожности при обслуживании и эксплуатации

- Без дополнительных защитных устройств, лампы подвержены более быстрому разрушению, чем 12В.

Как видите, основной недостаток у точечных светильников 220в, это как ни странно их достаточно высокое напряжение, опасное для человека, как при непосредственном контакте, так и возможностью возникновения возгорания. Из-за этого накладывается множество ограничений при установке и эксплуатации, что достаточно неудобно.

Схема подключения точечных светильников 12в

Использование для питания точечных светильников напряжения 12 вольт, решает эту проблему. Ведь такое низкое напряжение считается условно безопасным и практически исключает возгорания и поражения человека электрическим током. Кроме этого, при напряжении 12 вольт, стало возможным сделать нити накаливания у ламп толще, рассчитанных на больший ток, а следовательно более надежных и долговечных.

Для работы точечных светильников на 12в, в схему добавляются трансформатор, преобразующий стандартное напряжения бытовой сети 220 Вольт в необходимые 12 Вольт. Чаще всего в продаже вы встретите электронные трансформаторы,

к их основным достоинствам относятся:

- малый габаритный размер и вес

- встроенные системы защиты такие как от короткого замыкания, плавный пуск значительно продлевающий срок жизни ламп и т.п.

- автоматическая регулировка напряжения

- постоянное напряжение на выходе

- низкий уровень шума

Выбор трансформатора (блока питания) для точечных светильников.

К основным характеристикам трансформаторов для точечных светильников относятся:

- Выходное напряжение

- Номинальная мощность

- Выходной ток

Выходное напряжение для галогенных ламп в точечных светильниках обычно должно быть 12В.

Номинальная мощность трансформатора рассчитывается исходя из суммарной мощности подключаемых к нему светильников, плюс небольшой запас.

Так например, при параллельном подключении к трансформатору трех точечных светильников по 50Вт каждый, номинальная мощность трансформатора должна быть больше 150Вт, значит берем 210Вт.Следует отметить, что трансформаторы для точечных светильников на 12в выпускаются стандартных мощностей это: 60Вт, 70Вт, 105Вт, 150Вт, 210Вт, 250Вт, 400Вт.

Очень важная характеристика трансформатора для точечных светильников это выходной ток. Ведь малое напряжение предполагает высокий ток, который соответственно вызывает падение напряжения в проводах и если их неправильно подобрать, возможны очень неприятные последствия. Ниже представлена таблица выбора сечения кабеля для точечных светильников 12в в зависимости от его длины.

Таблица выбора сечения кабеля для точечных светильников 12в в зависимости от его длины

Если рассмотреть на нашем примере, описанном выше, где мы выбрали трансформатор на 210Вт, выходной ток такого трансформатора достигает 18 Ампер! В нашей таблице для такого тока, подбираем минимальное сечение кабеля, которое равно 1.5 кв. мм., при этом максимальная длина его не должна превышать 3,4 метра.

Чтобы свечение было равномерное у всех точечных светильников на 12в, запитанных от одного трансформатора, при параллельном подключении длины всех проводов должны совпадать (последовательная схема подключения для точечных светильников 12В не применяется).

Даже если один точечный светильник расположен совсем близко к трансформатору, а два других дальше, все равно длины каждого из проводов идущих от трансформатора к точечному светильнику 12в должны быть равны.

Если же, допустим, расстояние оказывается большим, чем минимально возможное из таблицы, то необходимо брать провод большего сечения, так например если в нашем примере мы проложим кабель 2.5. кв.мм., то он может быть длинной уже до 5,7 метра.

Схема параллельного подключения точечных светильников на 12В выглядит так:

Самый оптимальный вариант подключения точечных светильников на 12В, это когда на каждую точку стоит свой понижающий трансформатор, это несколько повышает стоимость набора освещения, но несомненно стоит того. Отпадает проблема с расчетом длин и сечений проводов, а главное при выходе из строя одного трансформатора, остальные лампы группы продолжат гореть. Схема подключения точечных светильников 12 Вольт, каждый через свой трансформатор, представлена ниже.

Обе представленные схемы, верны как для светильников на 12В постоянного, так и переменного тока. В случае с лампами на 12 Вольт переменного тока, полярность подключения проводов не важна, пусть вас не смущает маркировка клемм на схеме "+" и "-".

Основные преимущества точечных светильников 12В:

- Безопасность, низкая вероятность поражения током человека или возникновения возгорания

- Больший срок службы ламп, в связи с их особенностями, а так же с дополнительными защитами реализованными в трансформаторе.

Основные минусы точечных светильников на 12В:

- Необходимость установки в схему трансформатора и связанные с этим сложности.

- Необходимость точного расчета и подбора сечений и длин проводов,

szemp.ru

Трансформатор 12 вольт для галогенных ламп , выбор и обзор

Всё чаще для освещения квартир и офисов и для создания эффектной подсветки различных конструкций интерьера применяются галогенные лампы. Благодаря наполнению колбы специальным газом галогеном, увеличивается яркость свечения и срок службы ламп.

Небольшие размеры данных электроосветительных приборов позволяют монтировать их в различных местах, где из-за ограниченности свободного пространства использовать другие источники света не представляется возможным, а небольшой вес светильников не утяжеляет всю конструкцию, состоящую из хрупких декоративных материалов.

Ещё одно замечательное свойство галогеновых ламп – они имеют встроенный светоотражатель, что позволяет сделать свет направленным, с помощью чего появляется возможность создавать освещение, в котором сами светильники не попадают в поле зрения глаз, тем самым не раздражая их.

Номинальное напряжение галогенных ламп

Существуют галогенные светильники, работающие напрямую от сети 220 Вольт, а также подключающиеся через понижающий трансформатор. Номинальное рабочее напряжение у таких ламп бывает 6, 12, 24 Вольт.

Светильник галогенный на 12 вольт

Такие низковольтные электроосветительные приборы безопасно применять в условиях повышенной влажности – в саунах, банях, ванных комнатах и подвалах, а также для подсветки бассейна из-под воды. Единственная особенность, которая требует некоторых затрат – это необходимость использовать специальный блок питания (БП) – трансформатор для галогенных ламп.

Помимо номинального выходного напряжения, БП должен выдерживать расчётную нагрузку и обладать рядом других параметров и характеристик. Для питания галогенных ламп используются трансформаторы двух типов – тороидальные и электронные.

Тороидальный трансформатор

В тороидальном трансформаторе обмотки намотаны на кольцевой магнитопровод, являющийся геометрическим тором. Такой тип сердечника является наиболее экономичным и компактным, он создаёт наименьший уровень шума и обладает наибольшим КПД. Первичная обмотка включается в сеть, на выходе пониженное напряжение подаётся на нагрузку.

Такие трансформаторы неприхотливы в эксплуатации, достаточно надёжны из-за простоты конструкции, не боятся кратковременного перенапряжения и обрыва в цепи нагрузки, способны короткое время выдерживать короткое замыкание. К недостаткам следует отнести большие габариты и массу, значительный уровень шума и тепловыделения, невозможность без дополнительных средств добиться стабильных выходных параметров, независимых от количества подключённых светильников и всплесков сетевого напряжения.

Тороидальный трансформатор понижающий

Электронный трансформатор

Намного меньшими размерами, функцией плавного запуска, стабилизацией выходного напряжения обладают электронные трансформаторы, которые являются импульсными блоками питания.

Маркетологи для упрощения понимания выходных характеристик устройства и для сокращения названия стали называть импульсные БП электронными трансформаторами, потому что, в данных изделиях действительно используется трансформатор импульсных токов высокой частоты и электронная схема из полупроводниковых приборов, обеспечивающая слаженную работу всех компонентов.

Для понимания принципа стабилизации выходного напряжения и некоторых ограничений, которые присущи данным электронным схемам, нужно более подробно рассмотреть принцип работы электронного трансформатора.

Трансформатор понижающий электронный

Причина такого конструктивного решения

Существует множество схем импульсных БП, рассмотрение которых не входит в рамки данной статьи.

Главной отличительной особенностью, которая стала основополагающей причиной для применения данных схем, является одно из свойств тока высокой частоты – для его трансформации требуется намного меньшие размеры сердечника магнитопровода и небольшое количество обмоток трансформатора.

Разница в размерах столь значительна, что при одинаковой выходной мощности импульсный БП, включающий в себя высокочастотный трансформатор и электронную схему, имеет меньшие габариты и вес, чем обычный трансформатор, работающий на частоте сети 50 Гц.

Коротко принцип работы

Напряжение сети выпрямляется с помощью диодного моста и сглаживающих конденсаторов. Ток, проходя через открытый транзисторный ключ и первичную обмотку, насыщает магнитопровод сердечника, тем самым создавая электродвижущую силу на сигнальной обмотке, ток которой, заряжая конденсатор автоколебательного контура, повышает напряжение на обкладках конденсатора до значения, закрывающего транзистор.

Напряжение на сигнальной обмотке исчезает, и конденсатор разряжается через неё, при этом транзистор открывается снова, цикл повторяется с частотой несколько десятков тысяч Герц. Напряжение с вторичной обмотки может подключаться к лампам накаливания напрямую, а для питания электронных приборов применяется преобразование в постоянное напряжение 12В с помощью выпрямительных диодов.

Структурная схема ИБП

Существенный недостаток электронных трансформаторов

Следует заметить, что ток вторичной обмотки создаёт противодействующий магнитный поток, который увеличивает реактивное сопротивление первичной обмотки и имеет влияние на сигнальную обмотку, благодаря чему осуществляется стабилизация выходного напряжения.

При обрыве цепи нагрузки (если перегорит нить накала), баланс магнитных потоков будет нарушен, вследствие чего нарушится генерация импульсов. Исходя из вышесказанного, нужно обязательно помнить, что электронные трансформаторы для своей нормальной работы требуют нагрузки, подключенной к выходу устройства, иначе они могут выйти из строя.

Для осуществления правильного выбора данного электроприбора следует точно знать минимальное и максимальное значение предполагаемой мощности подключаемых ламп, и сопоставлять его с указанными в паспорте допустимыми значениями.

Схема подключения светильника к галогенной лампе

Благодаря усложнению электронных схем, стало возможным осуществлять плавный запуск ламп, защиту от перегрузки и обрыва цепи, стабилизацию выходного напряжения. Поэтому, нужно интересоваться наличием данных опций, приобретая трансформатор для галогенных ламп.

Расчёт трансформатора

Включение трансформатора осуществляется одноклавишным выключателем сетевого напряжения. Расчёт мощности осуществляется по простой формуле – нужно суммировать мощности планируемых светильников, и выбрать трансформатор с некоторым запасом в 10-30%, из стандартизированного ряда значений мощности выпускаемых блоков питания: 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300, 400 (Вт).

Известно, что при малом питающем напряжении, для обеспечения номинальной мощности ламп требуется намного больший ток, чем при сетевом напряжении. Соответственно, поперечное сечение провода должно быть рассчитано для данного значения тока.

Подключают галогенные светильники параллельно (звездой), каждая лампа отдельным кабелем к трансформатору. Данные кабели должны быть одинаковой длины и сечения, иначе яркость ламп будет разной. Самым простым способом будет подключения одной лампы к одному трансформатору, или разделение светильников на группы, по несколько штук на один БП.

Для нормального охлаждения трансформатора объём свободного пространства вокруг электроприбора должен быть не меньше 12 литров.

Некоторые характеристики трансформатора для галогенных ламп

Расчёт параметров проводов

При подключении низковольтных ламп существенную роль играет падение напряжения на проводе, поэтому провода нужно выбирать как можно короче, но не ближе чем 20 см до лампы, во избежание влияния выделяемого, светильником тепла на трансформатор.

Таблица выбора сечения провода (мм2) зависимость от длины кабеля и мощности лампы

Допустимым падением напряжения ΔU(%) является 5%. Не вдаваясь в подробности алгебраических вычислений, можно воспользоваться формулой для расчёта максимальной допустимой длины провода L, исходя из известной мощности P, напряжения U и сечения медного проводника S, пренебрегая активным сопротивлением:

L =5*S*U²/(3,6*P) – максимальная длина в метрах.

Формула для расчета сечения, имея фиксированную длину:

S= L*3,6*P/(5*U²) – минимальная площадь сечения в мм².

Как правильно подбирать трансформаторы для галогенных ламп. Трансформатор для светильников