Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы своими руками
Энергосберегающие лампочки нашли широкое применение, как в бытовых, так и в производственных целях. Со временем любая лампа приходит в неисправное состояние. Однако при желании светильник можно реанимировать, если собрать блок питания из энергосберегающей лампы. При этом в качестве составляющих блока используется начинка вышедшей из строя лампочки.
Импульсный блок и его назначение
На обоих концах трубки люминесцентной лампы имеются электроды, анод и катод. В результате подачи электропитания компоненты лампы разогреваются. После нагрева происходит выделение электронов, которые сталкиваются со ртутными молекулами. Следствием происходящего становится ультрафиолетовое излучение.
За счет наличия в трубке люминофора осуществляется конвертация люминофора в видимое свечение лампочки. Свет появляется не сразу, а спустя определенный промежуток времени после подключения к электросети. Чем более выработан светильник, тем длительнее интервал.
Работа импульсного блока питания основывается на следующих принципах:
- Преобразование переменного тока из электросети в постоянный. При этом напряжение не меняется (то есть остается 220 В).
- Трансформация постоянного напряжения в прямоугольные импульсы за счет работы широтного импульсного преобразователя. Частота импульсов составляет от 20 до 40 кГц.
- Подача напряжения на светильник посредством дросселя.
Далее представлена схема функционирования балласта люминесцентной лампочки.
Источник бесперебойного питания (ИБП) состоит из целого ряда компонентов, каждый из которых в схеме имеет свою маркировку:
- R0 — выполняет ограничивающую и предохраняющую роль в блоке питания. Устройство предотвращает и стабилизирует чрезмерный ток, идущий по диодам в момент подключения.
- VD1, VD2, VD3, VD4 — выступают в качестве мостов-выпрямителей.
- L0, C0 — являются фильтрами передачи электрического тока и защищают от перепадов напряжения.
- R1, C1, VD8 и VD2 — представляют собой цепь преобразователей, использующихся при запуске. В качестве зарядки конденсатора C1 используется первый резистор (R1). Как только конденсатор пробивает динистор (VD2), он и транзистор раскрываются, в результате чего начинается автоколебание в схеме. Далее прямоугольный импульс посылается на диодный катод (VD8). Возникает минусовой показатель, перекрывающий второй динистор.
- R2, C11, C8 — облегчают начало работы преобразователей.
- R7, R8 — оптимизируют закрытие транзисторов.
- R6, R5 — образуют границы для электротока на транзисторах.
- R4, R3 — используются в качестве предохранителей при скачках напряжения в транзисторах.
- VD7 VD6 — защищают транзисторы БП от возвратного тока.
- TV1 — является обратным коммуникативным трансформатором.
- L5 — балластный дроссель.
- C4, C6 — выступают как разделительные конденсаторы. Делят все напряжение на две части.
- TV2 — трансформатор импульсного типа.
- VD14, VD15 — импульсные диоды.
- C9, C10 — фильтры-конденсаторы.
Обратите внимание! На схеме ниже красным цветом отмечены компоненты, которые нужно удалить при переделывании блока. Точки А-А объединяют перемычкой.
Только продуманный подбор отдельных элементов и правильная их установка позволит создать эффективно и надежно работающий блок питания.
к содержанию ↑Отличия лампы от импульсного блока
Схема лампы-экономки во многом напоминает строение импульсного блока питания.
Именно поэтому изготовить импульсный БП несложно. Чтобы переделать устройство, понадобятся перемычка и дополнительный трансформатор, который станет выдавать импульсы. Трансформатор должен иметь выпрямитель.Чтобы сделать БП более легким, удаляется стеклянная люминесцентная лампочка. Параметр мощности ограничивается наибольшей пропускной способностью транзисторов и размерами охлаждающих элементов. Для повышения мощности необходимо намотать дополнительную обмотку на дроссель.
Переделка блока
Прежде чем начинать переделку БП, необходимо выбрать выходную мощность тока. От этого показателя зависит степень модернизации системы. Если мощность будет находиться в пределах 20-30 Вт, не понадобятся глубокие изменения в схеме. Если же запланирована мощность свыше 50 Вт, модернизация нужна более системная.
к содержанию ↑Обратите внимание! На выходе из БП будет постоянное напряжение. Получение переменного напряжения на частоте 50 Гц не представляется возможным.
Определение мощности
Вычисление мощности осуществляется согласно формуле:
В качестве примера рассмотрим ситуацию с блоком питания, имеющим следующие характеристики:
- напряжение — 12 В;
- сила тока — 2 А.
Вычисляем мощность:
P = 2 × 12 = 24 Вт.
Конечный параметр мощности будет больше — примерно 26 Вт, что позволяет учесть возможные перегрузки. Таким образом, для создания блока питания потребуется достаточно незначительное вмешательство в схему стандартной эконом-лампы на 25 Вт.
к содержанию ↑Новые компоненты
На схеме, представленной далее, показан порядок добавления новых деталей. Все они обозначены красным цветом.
В число новых электронных компонентов входят:
- диодный мост VD14-VD17;
- 2 конденсатора C9 и C10;
- обмотка на балластном дросселе (L5), количество витков которой определяется эмпирически.
Дополнительная обмотка выполняет еще одну важную функцию — является разделяющим трансформатором и защищает от проникновения напряжения на выходы ИБП.
Чтобы вычислить нужное количество витков в дополнительной обмотке, выполняются такие действия:
- Временно наносим обмотку на дроссель (приблизительно 10 витков провода).
- Стыкуем обмотку с сопротивлением нагрузки (мощность от 30 Вт и сопротивление 5-6 Ом).
- Подключаемся к сети и делаем замер напряжения при нагрузочном сопротивлении.
- Полученный результат делим на число витков и узнаем, сколько вольт приходится на каждый виток.
- Выясняем нужное количество витков для постоянной обмотки.
Более подробно порядок расчета показан ниже.
Для вычисления нужного количества витков планируемое напряжение для блока делим на напряжение одного витка. В результате получаем число витков. К итоговому результату рекомендуется прибавить 5-10 %, что позволит иметь определенный запас.
Не стоит забывать, что оригинальная дроссельная обмотка находится под сетевым напряжением. Если нужно намотать на нее новый слой обмотки, позаботьтесь о межобмоточном изоляционном слое. Особенно важно соблюдать данное правило, когда наносится провод типа ПЭЛ в эмалевой изоляции. В качестве межобмоточного изоляционного слоя подойдет политетрафторэтиленовая лента (толщина 0,2 миллиметра), которая позволит повысить плотность резьбовых соединений. Такую ленту используют сантехники.
к содержанию ↑Обратите внимание! Мощность в блоке ограничивается габаритной мощностью задействованного трансформатора, а также максимально возможным током транзисторов.
Самостоятельное изготовление блока питания
ИБП можно изготовить своими руками. Для этого понадобятся небольшие изменения в перемычке электронного дросселя. Далее выполняется подключение к импульсному трансформатору и выпрямителю. Отдельные элементы схемы удаляются ввиду их ненужности.
Если блок питания не слишком высокомощный (до 20 Вт), трансформатор устанавливать необязательно. Хватит нескольких витков проводника, намотанных на магнитопровод, расположенный на балласте лампочки. Однако осуществить эту операцию можно только при наличии достаточного места под обмотку. Для нее подходит, к примеру, проводник типа МГТФ с фторопластовым изоляционным слоем.
Провода обычно нужно не так много, поскольку практически весь просвет магнитопровода отдается изоляции. Именно этот фактор ограничивает мощность таких блоков. Для увеличения мощности потребуется трансформатор импульсного типа.
к содержанию ↑Импульсный трансформатор
Отличительной характеристикой такой разновидности ИИП (импульсного источника питания) считается возможность его подстраивания под характеристики трансформатора. Кроме того, в системе нет цепи обратной связи. Схема подключения такова, что в особенно точных подсчетах параметров трансформатора нет необходимости. Даже если будет допущена грубая ошибка при расчетах, источник бесперебойного питания скорее всего будет функционировать.
Импульсный трансформатор создается на основе дросселя, на который накладывается вторичная обмотка. В качестве таковой используется лакированный медный провод.
Межобмоточный изоляционный слой чаще всего выполнен из бумаги. В некоторых случаях на обмотку нанесена синтетическая пленка. Однако даже в этом случае следует дополнительно обезопаситься и намотать 3-4 слоя специального электрозащитного картона. В крайнем случае используется бумага толщиной от 0,1 миллиметра. Медный провод накладывается только после того, как предусмотрена данная мера безопасности.
Выпрямитель
Чтобы не допустить насыщения магнитопровода в источнике бесперебойного питания, используют исключительно двухполупериодные выходные выпрямители. Для импульсного трансформатора, работающего на уменьшение напряжения, оптимальной считается схема с нулевой отметкой. Однако для нее нужно изготовить две абсолютно симметричные вторичные обмотки.
Для импульсного источника бесперебойного питания не подойдет обычный выпрямитель, функционирующий согласно схеме диодного моста (на кремниевых диодах). Дело в том, что на каждые 100 Вт транспортируемой мощности потери составят не менее 32 Вт. Если же изготавливать выпрямитель из мощных импульсных диодов, затраты будут велики.
к содержанию ↑Наладка источника бесперебойного питания
Когда собран блок питания, остается присоединить его к наибольшей нагрузке, чтобы проверить — не перегреваются ли транзисторы и трансформатор. Температурный максимум для трансформатора — 65 градусов, а для транзисторов — 40 градусов. Если трансформатор чересчур нагревается, нужно взять проводник с большим сечением или же увеличить габаритную мощность магнитопровода.
Перечисленные действия можно выполнить одновременно. Для трансформаторов из дроссельных балансов нарастить сечение проводника вероятнее всего не удастся. В этом случае единственный вариант — сокращение нагрузки.
к содержанию ↑ИБП высокой мощности
В некоторых случаях стандартной мощности балласта не хватает. В качестве примера приведем такую ситуацию: есть лампа мощностью 24 Вт и необходим ИБП для зарядки с характеристиками 12 B/8 A.
Для реализации схемы понадобится неиспользуемый компьютерный БП. Из блока достаем силовой трансформатор вместе с цепью R4C8. Данная цепочка защищает силовые транзисторы от чрезмерного напряжения. Силовой трансформатор соединяем с электронным балластом. В этой ситуации трансформатор заменяет дроссель. Ниже изображена схема сборки источника бесперебойного питания, основанная на лампочке-экономке.
Из практики известно, что данная разновидность блоков дает возможность получать до 45 Вт мощности. Нагревание транзисторов находится в рамках нормы, не превышая 50 градусов. Чтобы полностью исключить перегревание, рекомендуется вмонтировать в транзисторные базы трансформатор с большим сечением сердечника. Транзисторы ставят непосредственно на радиатор.
к содержанию ↑Потенциальные ошибки
Не рекомендуется использовать как выходной выпрямитель стандартный диодный мост на низких частотах. Особенно нежелательно это делать, если источник бесперебойного питания отличается высокой мощностью.
Нет смысла упрощать схему, накладывая базовые обмотки непосредственно на силовой трансформатор. В случае отсутствия нагрузки возникнут немалые потери, поскольку в транзисторные базы станет поступать ток большой величины.
Если используется трансформатор с возрастанием тока нагрузки, повысится и ток в транзисторных базах. Эмпирически установлено, что после того, как показатель нагрузки доходит до 75 Вт, в магнитопроводе наступает насыщение. Результатом этого является снижение качества транзисторов и их чрезмерный нагрев. Чтобы не допустить такого развития событий, рекомендуется самостоятельно обмотать трансформатор, используя большее сечение сердечника. Также допускается складывание вместе двух колец. Еще один вариант состоит в использовании большего диаметра проводника.
Базовый трансформатор, выступающий в качестве промежуточного звена, можно удалить из схемы. С этой целью токовый трансформатор присоединяют к выделенной обмотке силового трансформатора. Делается это с использованием высокомощного резистора на основе схемы обратной коммуникации. Минусом такого подхода является постоянное функционирование трансформатора тока в условиях насыщения.
Недопустимо подключение трансформатора вместе с дросселем (находится в преобразователе балласта). В противном случае из-за снижения общей индуктивности возрастет частота ИБП. Следствием этого станут потери в трансформаторе и чрезмерный нагрев транзистора выпрямителя на выходе.
Нельзя забывать о высокой отзывчивости диодов к повышенным показателям обратного напряжения и тока. К примеру, если поставить в схему на 12 вольт 6-вольтовый диод, данный элемент быстро придет в негодность.
Не следует менять транзисторы и диоды на низкокачественные электронные компоненты. Рабочие характеристики элементной базы российского производства оставляют желать лучшего, и результатом замены станет снижение функциональности источника бесперебойного питания.
Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы своими руками
220.guru
Импульсный блок питания из энергосберегающей лампы
Несмотря на обещания производителей экономных ламп об их надёжности и долговечности, они быстро выходят из строя. Учитывая существенные скачки напряжения, которые отнюдь не редкость в отечественных электросетях, энергосберегающие модели портятся раньше времени. Если Вы обладаете минимальными навыками работы с электросхемами, рекомендуем не выбрасывать их сразу — подсоберите хоть несколько штук одного типа. Считается, что сгоревшие лампы ремонту не подлежат, однако из их запчастей вполне можно собрать рабочий светильник. Новые лампочки стоят недёшево, поэтому стоит попробовать восстановить хоть что-то. В любом случае Вы ничего не теряете, разве что — кроме своего времени.
Современные лампы это не просто колба с вольфрамовой нитью и газами внутри. В цоколе каждой скрывается сложная плата, управляющая её работой и трансформирующая энергию в свет. Поэтому если испортились только нити накаливания или лопнула колба, и заменить их нечем — из плат ламп (или так называемого балласта) можно сделать импульсный блок питания, без которого не обходится ни одно электронное устройство.
Выбросить нельзя, переделать!
Окружающие нас повсюду гаджеты не могут работать без высокочастотного (импульсного) источника энергии. Обычно для этого используется специальный блок питания. Но согласитесь, не всегда удобно таскать его с собой на работу, в поездки, на встречи и назад. К тому же для каждого устройства нужна своя зарядка – в итоге приходится носить целый клубок проводов. Да и портятся они быстро. А ведь можно попытаться сделать из подручных материалов самодельную зарядку для дома. Так зачем же переплачивать и тратить время на поиск нужной модели, если можно использовать за основу блок любой нерабочей энергосберегающей лампы? Наверняка в доме найдётся хотя бы парочка таких ламп. Главное, чтобы причина выхода их из строя крылась не в схеме. Почему бы не попробовать?
По большому счёту схема люминесцентных ламп практически не отличается от начинки импульсного блока питания заводского производства. Она представляет собой высоковольтный преобразователь, способный трансформировать привычные 220 вольт из сети в 800-1000 вольт, которые и запускают искру, разжигающую газ в колбе ламп. При желании, чтобы получить необходимую мощность, достаточно дополнить плату из лампочки распределительным трансформатором и выпрямителем.
Конечно, массивная конструкция и непрезентабельный вид такой зарядки значительно ограничивает возможности её использования. Такую «махину» не потаскаешь с собой, т.е. мобильность любой самоделки будет крайне низкая. Зато как дополнительный «зарядник» для дома — она подойдёт в самый раз. К тому же такая рабочая заготовка сможет продлить жизнь другой лампе, запитать светодиоды, зарядить аккумуляторы и т.д. Вариантов применения – масса, так что собираем лампочки, товарищи.
Поскольку цифры выходящего напряжения в таких платах очень высоки – любая неосторожность представляет угрозу для жизни – обязательно соблюдайте правила безопасности при работе с электрикой!
Разбираем?
Как уже упоминалось, простой импульсный преобразователь можно сделать своими руками — из вышедшей из строя энергосберегающей лампы. Радует то, что для этого практически не придётся дополнительно тратиться – всё, что нужно уже наверняка имеется у вас в наличии. Да и всю работу, зная базовый алгоритм, можно выполнить за пару часов.
Самое главное — аккуратно разобрать корпус лампы — донора. Возьмите отвёртку и пройдитесь по месту стыка колбы с цоколем, постепенно отжимая внутренние защёлки под ободком. Можно немного прогреть пластик, чтобы легче было отсоединить плотно подогнанные комплектующие (иногда производители прокладывают тонкую полоску клея – для герметичности).
Старайтесь не прикладывать слишком больших усилий, чтобы не раздавить тонкие стенки стеклянных колб у ламп. В результате их содержимое: газы — пары ртути, люминофоры — могут высвободиться, а они являются токсичными, хоть доза вредных веществ и невелика.
После успешного разъединения половинок перед вами предстанет следующая картина. Конструкция ламп разных производителей может отличаться. Но обычно схема блока выглядит так.
Устройство лампы
Отделяя стеклянную колбу — не дёргайте резко, чтобы не повредить внутренний блок. Затем нужно отсоединить четыре вывода нитей накаливания. Это провода в изоляции белого цвета, идущие внутрь стеклянной колбы. Их можно как отпаять, так и просто откусить – всё равно эта часть лампочки нам уже не понадобится.
Теперь нужно тщательно осмотреть добытую плату на наличие повреждений. На ней не должно быть никакой копоти — как со стороны радиодеталей, так и со стороны дорожек. Обследуйте хорошенько и сами детали на наличие бугров, гари и раздутий.
Устройство лампы
Проверьте прочность соединения в местах пайки. Если видимых повреждений не обнаружено, для верности — «прозвоните» тестером все составляющие блока печатной платы. Возможно причина того, что отгорели нити накаливания, кроется в электронных компонентах. Если это так – придётся брать балласт из других ламп.
Приведём в качестве примера типовую схему 25 ваттной «экономки» Vitoone. Изделия других производителей, если и отличаются от неё, то незначительно. Выделенный красным лампочный узел нам больше не понадобится, его можно удалить. На образовавшемся отрезке между точками А и А´ нужно будет установить перемычку.
Схема лампы Vitoone 25W
Для облегчения чтения схемы приводим перечень условных обозначений используемых радиодеталей, их назначение и функции:
бозначений используемых радиодеталей
Переделка
Чтобы сделать маломощный блок питания, достаточно снабдить навивкой из медной проволоки уже имеющийся в схеме лампы дроссель. Для удобства – придётся на время выпаять его из платы. Перед началом работ по «улучшению» дросселя — обязательно снимите с него заводское покрытие (плёнку, клей, картон и т.д.).
Подключенный трансформатор
Проложите новую изоляцию между первичной заводской намоткой и будущей. Это может быть как кусочек специального электрокартона, так и обычная бумага (изолента). Толщина изоляционного прослойки должна составлять не менее 0,1 мм. Теперь можно приступать к намотке.
Диаметр проволоки желательно подбирать такой же, какой был использован на самом дросселе. Слишком тонкий – будет перегреваться, и может быстро вывести весь блок из строя, а толстую проволоку – просто негде будет разместить в ограниченном пространстве рамки. Количество витков зависит от того, какой мощности блок питания вам нужен. Для маломощного блока достаточно десяти витков, для больших нагрузок – мотайте, пока не закончится свободное место на катушке дросселя. Зачастую места в окне магнитопровода очень мало, поэтому много витков наложить и не удастся.
Ниже приведена схема и рядом, для наглядности, доработанная плата, где дроссель уже снабжён дополнительной обмоткой.
Подключение блока питания
Теперь нам нужно замкнуть два крайних порта (они помаркованы на плате как P1 и P4) из четырёх, которыми раньше нити накаливания, расположенные в колбе, подсоединялась к плате. На картинке выше данное соединение выполнено проводом в белой толстой изоляции.
Благодаря этим нехитрым манипуляциям схема бывшей лампы будет генерировать переменный ток с высокой частотой. Выдаваемое такой системой напряжение будет примерно таким же, какое заявлено производителем на корпусе лампочки.
Вот в принципе и всё, заготовка импульсного блока питания готова. Снабжайте плату нужным портом и эксплуатируйте дальше на своё усмотрение. Такое приспособление успешно может использоваться, например, как блок питания зарядного устройства электронных часов или мобильного телефона. Также можно, удлинив провода питания, прикрепить к ним вилку — чтобы включать в розетку, а к портам, ответственным за освещение, подсоединить обычную лампу дневного света (без стартера). Они имеют тот же принцип работы, что и «экономки» и прекрасно заменят вышедшую из строя спиралевидную колбу. Стоимость таких ламп гораздо ниже, чем энергосберегающие в сборе, а светят они ничуть не хуже (и так же экономно).
Расширяем возможности
Если вам нужен более мощный блок питания, вам опять-таки может пригодиться данная схема. Однако чтобы добиться необходимых мощностей, не обойтись без некоторых конструкционных изменений. Так нужно будет дополнить лампочный блок распределительным трансформатором да парой выпрямителей.
Многие радиолюбители знают, что найти подходящий трансформатор – дело не простое. В данном случае можно подобрать подходящий компонент в разборках старых компьютеров или телевизоров.
Можно конечно попытаться намотать импульсный трансформатор своими руками. Для этого на основу из ферритового магнитопровода в виде кольца — нужно навить определённое количество витков толстого медного провода. По опыту – для получения зарядки на 50 Вт нужно брать кольцо, диаметром порядка 28 мм. Для указанной мощности идеально подойдёт провод, диаметром 0,35 мм.
Главная сложность – подобрать нужно количество витков в трансформаторе. Это можно сделать как опытным путём – поочерёдно выполняя навивку и тестируя показатели, добиваясь нужных результатов по мощности. Также для упрощения просчётов есть масса программных средств, у каждого свои преимущества и недостатки. Тут кому что удобнее.
Для нашего примера расчётным нормативом — является 108 витков, по факту же помещается чуть больше 110. Располагайте витки равномерно по всему кольцу, чтобы получить максимальную мощность. Не забудьте сделать прокладку между ферритовым кольцом и проводом, чтобы исключить возможность пробоя.
Витки в трансформаторе
Данная работа – монотонная, кропотливая и длительная, и далеко не каждый захочет потратить вечер на намотку. Так что лучше всё-таки заранее запастись необходимой комплектующей серийного производства.
На фото ниже приведены готовые трансформаторы, в сравнении с самодельным «бубликом». О надёжности и пределах прочности моделей, произведённых заводским способом, и говорить не приходится. Поэтому, если есть возможность, используйте именно их, особенно если делаете зарядку для сложных электроприборов.
Трансформаторы
Полученный трансформатор нужно подсоединить к плате, добытой из лампочки. Один из вариантов подключения представлен на схеме ниже.
Подробная схема ИБП
Дополнительно придётся установить пару импульсных диодов (VD14 и VD15). На входной мостовой выпрямитель не лишним будет поставить диоды VD1-VD4 большей мощности. Входной дроссель также желательно перемотать проводом большего диаметра (на схеме он означен как L0). Если транзистор выдаёт недостаточное усиление токов – замените резисторы R5 и R6 на модели с меньшим номинальным сопротивлением. Возможно, нужно будет также нарастить мощности резисторов эмиттерной и базовой цепях.
Рекомендуем на всех этапах сборки делать измерения токов, напряжения, частоты и температуры. По мере выявления проблем с тем или иным узлом, нужно вносить соответствующие дополнения, обеспечивающие бесперебойную работу схемы. Универсальных рецептов нет, так как прагматичные китайцы, в целях экономии нередко заменяют дорогостоящие радиодетали дешёвыми аналогами, и как ни бейся – сборка не работает. Так что этот способ использования лампочного содержимого скорее подходит для более продвинутых радиолюбителей.
Конечно, если Вы новичок и не можете точно просчитать всё: количество витков в дросселе или трансформаторе, и предотвратить возможные скачки напряжения – не советуем использовать такие самодельные блоки питания из ламп для зарядки устройств с «тонкой» сложной электроникой, типа смартфонов. Из-за скачков напряжения или неподходящей частоты — они могут быстро прийти в негодность.
Такой импульсный источник больше подойдет для использования вкупе со светодиодными лентами или лампами дневного света, у которых нет блока управления, либо с простыми электроприборами. Он также сможет служить источником энергии для любых других ваших радиоэлектронных самоделок. Даже если первый опыт подключения окажется неудачным –будет не так мучительно больно и обидно. Начните лучше с самых простых вариантов. Пробуйте, но не забывайте – безопасность в этом деле – превыше всего!
1posvetu.ru
Импульсный блок питания из энергосберегающей лампы | RUQRZ.COM
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.
Что еще почитать по теме:
www.ruqrz.com
Высокочастотный блок питания для люминесцентных ламп CAVR.ru
Рассказать в:Традиционные схемы включения ламп рассчитаны на их питание переменным током 50 -60 Гц. В настоящее время все большее распространение получает питание ламп током повышенной частоты, что устраняет мигание и повышает надежность запуска. Отпадает необходимость в конденсаторах и дросселях , нередко издающих неприятное гудение. Высокочастотный блок имеет небольшие размеры, содержит минимальное число намоточных элементов, прост и доступен для повторения.
Схема блока, для питания люминесцентной лампы OSRAM L 13W с диаметром колбы 16 мм, показана на рис. 1. Через плавкую вставку FU1 и помехоподавляющий фильтр C2L1 сетевое напряжение поступает на диодный мост VD1—VD4. Инвертор на микросхеме IR2153 (DA1) и полевых транзисторах IRF840 (VT1, VT2) преобразует выпрямленное напряжение в симметричные прямоугольные импульсы.
Рис.1. Принципиальная схема блока
Частота импульсов зависит от номиналов элементов времязадающей цепи R1С4 и в рассматриваемом случае равна 33 кГц. Между импульсами на выходах LO и НО микросхемы, управляющими полевыми транзисторами VT1 и VT2, автоматически выдерживаются паузы в 1,2 мкс. Это предотвращает одновременное открывание транзисторов с протеканием через них «сквозного» тока.
Напряжение питания микросхемы DA1 поступает на ее вывод 1 через гасящий резистор R2, причем внутренний стабилитрон не допускает увеличения разности потенциалов между выводами 1 и 4 свыше 15,6 В. В рабочем режиме здесь 9…10 В.
Выходное напряжение инвертора поступает на лампу EL1 через разделительный конденсатор С8 и балластный дроссель L2. Назначение последнего аналогично обычным, применяемым в цепях питания ламп током частоты 50 Гц, но так как частота в данном случае гораздо выше, индуктивность дросселя, его размеры и вес значительно меньше. Конденсатор С6 образует цепь разогрева нитей накала ламп.
Блок собран на печатной плате (рис. 2) размерами 100×25 мм. Конденсаторы C1, C2, C8 — К73-17, C4 и C6 — К78-2, оксидные — К50-35. Дроссели L1 и L2 намотаны на магнитопроводах Ш4х4 из феррита М2500НМС или М2000НМ. Обмотки дросселя L1 содержат по 200 витков провода ПЭВ-2 0,1 мм и намотаны в изолированных секциях каркаса. Половины магнитопровода этого дросселя склеивают без зазора. Обмотка дросселя L2 — 220 витков провода ПЭВ-2 0,22 мм. В его магнитопро-воде необходим немагнитный зазор, толщину которого (0,3…0,5 мм) подбирают экспериментально по наиболее яркому свечению лампы.
Диоды VD1—VD5 можно заменить любыми другими на ток не менее 0,5 А и обратное напряжение не менее 400 В, например, КД209А—КД209В, КД226В—КД226Д. При этом размеры печатной платы придется увеличить. Замена транзисторов IFR840 возможна на IRF830, IRF820, но приведет к ухудшению их теплового режима из-за большего сопротивления канала.
Внеся в блок небольшие изменения, можно питать от него и более мощные лампы. Например, на рис. 3 показано, как подключить две лампы ЛДЦ-20-2. При этом сечение магнитопровода дросселя L2 увеличивают до 6×6 мм, диаметр провода — до 0,4 мм, а число витков уменьшают до 120. Дроссель L3 идентичен L2. На аналогичном магнито-проводе наматывают и дроссель L1, увеличив диаметр провода до 0,3 мм.
Емкость конденсаторов С1 и СЗ (см. рис. 1) увеличивают соответственно до 0,68 и 10 мкФ, а транзисторы VT1 и VT2 снабжают теплоотводами площадью не менее 40 см2. Необходимо также увеличить до 2 А ток срабатывания плавкой вставки FU1, а в разрыв одного из сетевых проводов установить резистор 4,7 Ом мощностью не менее 5 Вт (например, проволочный) для ограничения тока зарядки конденсатора C3 в момент включения блока.
Раздел: [Конструкции простой сложности]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
www.cavr.ru
Импульсный блок питания схема из электронного балласта. Импульсный источник питания из лампочки КЛЛ своими руками
Привет, друзья. В эпоху светодиодных технологий многие все еще предпочитают для освещения использовать люминесцентные лампы (они же экономки). Это разновидность газоразрядных ламп, которые многие считают, мягко скажем, не очень безопасным видом освещения.
Но, вопреки всем сомнениям, они успешно висели в наших домах не одно десятилетие, поэтому у многих сохранились нерабочие эконом-лампы.
Как мы знаем, для работы многих газоразрядных ламп требуется высокое напряжение, порой в разы выше, чем напряжение в сети и обычная экономка тоже не исключение.
В такие лампы встроены импульсные преобразователи, или балласты. Как правило, в бюджетных вариантах применяется полумостовой автогенераторный преобразователь по очень популярной схематике. Схема такого блока питания работает довольно надежно, несмотря на полное отсутствие каких-либо защит, помимо предохранителя. Тут нет даже нормального задающего генератора. Цепь запуска построена на базе симметричного диака.
Схема та же, что и у , только вместо понижающего трансформатора оттуда использован накопительный дроссель. Я намерен быстро и понятно показать вам, как можно такие блоки питания превратить в полноценный импульсный источник питания понижающего типа, плюс обеспечить гальваническую развязку от сети для безопасной эксплуатации.
Для начала хочу сказать, что переделанный блок может быть использован в качестве основы для зарядных устройств, блоков питания для усилителей. В общем, можно внедрить там, где есть нужда в источнике питания.
Нужно лишь доработать выход диодным выпрямителем и сглаживающей емкостью.
Подойдет для переделки любая экономка любой мощностью. В моем случае -это полностью рабочая лампа на 125 Ватт. Лампу сначала нужно вскрыть, достать блок питания, а колба нам больше не нужна. Даже не вздумайте ее разбивать, поскольку там содержатся очень токсичные пары ртути, которые смертельно опасны для живых организмов.
Первым делом смотрим на схему балласта.
Они все одинаковые, но могут отличаться количеством дополнительных компонентов. На плате сразу бросается в глаза довольно массивный дроссель. Разогреваем паяльник и выпаиваем его.
На плате у нас имеется также маленькое колечко.
Это трансформатор обратной связи потоку и он состоит из трех обмоток, две из которых являются задающими,
а третья является обмоткой обратной связи потоку и содержит всего один виток.
А теперь нам нужно подключить трансформатор от компьютерного блока питания так, как показано по схеме.
То есть один из выводов сетевой обмотки подключается к обмотке обратной связи.
Второй вывод подключается к точке соединения двух конденсаторов полумоста.
Да, друзья, на этом процесс завершен. Видите, насколько все просто.
Теперь я нагружу выходную обмотку трансформатора, чтобы убедиться в наличии напряжения.
Не забываем, начальный запуск балласта делается страховочной лампочкой. Если блок питания нужен на малую мощность, можно обойтись вообще без всякого трансформатора, и вторичную обмотку обмотать на непосредственно сам дроссель.
Не помешало бы установить силовые транзисторы на радиаторы. В ходе работы под нагрузкой их нагрев – это естественное явление.
Вторичную обмотку трансформатора можно сделать на любое напряжение.
Для этого нужно его перемотать, но если блок нужен, например, для зарядного устройства автомобильного аккумулятора, то можно обойтись без всяких перемоток. Для выпрямителя стоит использовать импульсные диоды, опять же, оптимальное решение – это наше КД213 с любой буквой.
В конце хочу сказать, что это только один из вариантов переделки таких блоков. Естественно, существует множество иных способов. На этом, друзья, все. Ну а с вами, как всегда, был KASYAN AKA. До новых встреч. Пока!
Одним из самых простых способов изготовления импульсного блока питания своими руками из «подручных средств» является переделка энергосберегающей лампы под такой блок питания. Так как основной причиной выхода из строя компактных люминесцентных ламп является перегорание одной из нитей накала колбы, то практически их все можно переделать под импульсный блок питания с нужным напряжением. В данном конкретном случае я переделывал схему электронного балласта 15 ваттной лампочки в импульсный блок питания 12 вольт 1 ампер. Такая переделка не требует огромных усилий и большого количества деталей, т.к. предполагаемая нагружаемая мощность меньше мощности самой энергосберегающей лампочки.
Каждый производитель ламп имеет свои собственные наборы деталей с определенными номиналами в схемах изготавливаемых электронных балластов, но все схемы типовые. Поэтому у себя на схеме я не приводил всю схему лампы, а указал только ее типовое начало и обвязку колбы лампы. Схема электронного балласта нарисована черным и красным цветом. Красным – выделены колба и конденсатор, подсоединенный к двум нитям накала. Их следует удалить. Зеленым цветом на схеме указаны элементы которые нужно добавить. Конденсатор С1 – следует заменить большей емкости, например, 10-20u 400v.
В левой части схемы добавлен предохранитель и входной фильтр. L2 выполнен на кольце от материнской платы, имеет две обмотки по 15 витков проводом от витой пары Ø – 0.5 мм. Кольцо имеет наружный диаметр 16мм, внутренний – 8,5мм, ширину – 6,3мм. Дроссель L3 имеет 10 витков Ø – 1 мм, выполнен на кольце от трансформатора другой энергосберегающей лампы.
Следует выбирать лампу с бОльшей пустотой окна дросселя Tr1, так как его необходимо будет переделать в трансформатор. У меня получилось намотать по 26 витков Ø – 0.5 мм на каждую из половины вторичной обмотки. Такой вид намотки требует идеально симметричных половин обмотки. Чтобы добиться этого, рекомендую мотать вторичную обмотку сразу в два провода, каждый из которых будет служить симметричной половиной друг друга.
Транзисторы оставил без радиаторов, т.к. предполагаемое потребление схемы меньше мощности, которую потребляла лампа. В качестве теста было подключено на максимальное свечение на 2 часа 5 метров RGB светодиодной ленты, потреблением 12v 1A.
Блок питания — полезное и очень важное устройство в радиолюбительской практике. Сейчас можно приобрести блок питания любой мощности (в пределах разумного), размера и цены, но иногда они значительным образом уступают самодельным блокам питания. В этой статье мы рассмотрим вариант изготовления самодельного блока питания из ЭПРА (балласта для энергосберегательной лампы).
Существует немало конструкций с применением ЭПРА. Конструкция такого блока достаточно проста, цена не превышает 2-2,5 американских долларов. Это импульсный блок питания, предназначенный для повышения сетевых 220 Вольт до более высокого номинала, который питает энергосберегающую лампочку. Схема балласта достаточно проста, из себя представляет повышающий преобразователь (чаще всего двухтактный).
В качестве силовых ключей используются импортные транзисторы MJE13003, MJE13007, в редких случаях MJE13009 и их аналоги. Транзисторы можно сказать,что создавались специально для работы в сетевых ИБП. Аналогичные транзисторы используются и в компьютерных блоках питания. Итак, для начала хочу представить основные достоинства такого блока питания.
- Компактные размеры и легкий вес
- Малые затраты и низкая стоимость
- Надежность работы
electric-idea.ru
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:
- Биполярные транзисторы с защитными диодами. Как правило, они выдерживают напряжение в 700 В, а также силу тока до 4 А.
- Трансформатор импульсного тока.
- Электронный дроссель.
- Конденсатор (10/50 В, а также 18В).
- Двунаправленный триггерный неуправляемый диод (динистор).
- 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:
- Входной выпрямитель, состоящий из диодного моста и конденсатора, превращает переменный ток (входной) в постоянный.
- 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.
- Такой ток передаётся на трансформатор. Он будет или повышать, или понижать напряжение.
- 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
руповёртуЧтобы 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.
rusenergetics.ru
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.
Оценка статьи:
Загрузка…Поделиться с друзьями:
proosveschenie.ru