Štedne žarulje se široko koriste u svakodnevnom životu iu proizvodnji s vremenom postaju neupotrebljive, ali mnoge od njih se mogu obnoviti nakon jednostavnih popravki. Ako sama lampa pokvari, tada iz elektronskog "punjenja" možete napraviti prilično snažno napajanje za bilo koji željeni napon.
Kako izgleda napajanje iz štedljive lampe?
U svakodnevnom životu često vam je potrebno kompaktno, ali u isto vrijeme snažno niskonaponsko napajanje, koje možete napraviti pomoću neispravne lampe za uštedu energije. U lampama lampe najčešće pokvare, ali napajanje ostaje u radnom stanju.
Da biste napravili napajanje, morate razumjeti princip rada elektronike sadržane u štedljivoj lampi.
Prednosti prekidačkog napajanja
Posljednjih godina postoji jasna tendencija odlaska od klasičnih transformatorskih izvora napajanja ka prekidačkim. To je prije svega zbog velikih nedostataka transformatorskih izvora napajanja, kao što su velika masa, mali kapacitet preopterećenja i niska efikasnost.
Otklanjanje ovih nedostataka u prekidačkim izvorima napajanja, kao i razvoj elementarne baze, omogućili su široku upotrebu ovih agregata za uređaje snage od nekoliko vati do više kilovata.
Dijagram napajanja
Princip rada prekidača napajanja u štedljivoj lampi potpuno je isti kao i u bilo kojem drugom uređaju, na primjer, u računaru ili TV-u.
Općenito, rad prekidačkog napajanja može se opisati na sljedeći način:
- Naizmjenična struja mreže se pretvara u jednosmjernu bez promjene napona, tj. 220 V.
- Pretvarač širine impulsa koji koristi tranzistore pretvara istosmjerni napon u pravokutne impulse frekvencije od 20 do 40 kHz (ovisno o modelu lampe).
- Ovaj napon se dovodi do lampe kroz induktor.
Pogledajmo detaljnije krug i radni postupak napajanja sklopne lampe (slika ispod).
Elektronski balastni krug za štedljivu lampu
Mrežni napon se dovodi do mosnog ispravljača (VD1-VD4) preko graničnog otpornika R 0 malog otpora, zatim se ispravljeni napon izravnava na visokonaponskom filterskom kondenzatoru (C 0), te kroz filter za izravnavanje (L0) se napaja u tranzistorski pretvarač.
Tranzistorski pretvarač počinje u trenutku kada napon na kondenzatoru C1 pređe prag otvaranja dinistora VD2. Ovo će pokrenuti generator na tranzistorima VT1 i VT2, što će rezultirati samogeneracijom na frekvenciji od oko 20 kHz.
Ostali elementi kola kao što su R2, C8 i C11 igraju pomoćnu ulogu, što olakšava pokretanje generatora. Otpornici R7 i R8 povećavaju brzinu zatvaranja tranzistora.
A otpornici R5 i R6 služe kao ograničavajući u osnovnim krugovima tranzistora, R3 i R4 ih štite od zasićenja, a u slučaju kvara igraju ulogu osigurača.
Diode VD7, VD6 su zaštitne, iako mnogi tranzistori dizajnirani za rad u takvim uređajima imaju ugrađene takve diode.
TV1 je transformator, sa svojim namotajima TV1-1 i TV1-2, povratni napon sa izlaza generatora se dovodi u bazna kola tranzistora, čime se stvaraju uslovi za rad generatora.
Na gornjoj slici, dijelovi koji se moraju ukloniti prilikom prepravljanja bloka označeni su crvenom bojom, tačke A–A` moraju biti spojene kratkospojnikom.
Modifikacija bloka
Pre nego što počnete da prepravljate napajanje, trebalo bi da odlučite koju struju treba da imate na izlazu, dubina nadogradnje će zavisiti od toga. Dakle, ako je potrebna snaga od 20-30 W, tada će izmjena biti minimalna i neće zahtijevati mnogo intervencija u postojećem kolu. Ako trebate dobiti snagu od 50 vati ili više, tada će biti potrebna temeljitija nadogradnja.
Treba imati na umu da će izlaz napajanja biti istosmjerni napon, a ne AC. Iz takvog izvora napajanja nemoguće je dobiti naizmjenični napon frekvencije od 50 Hz.
Određivanje snage
Snaga se može izračunati pomoću formule:
P – snaga, W;
I – jačina struje, A;
U – napon, V.
Na primjer, uzmimo napajanje sa sljedećim parametrima: napon - 12 V, struja - 2 A, tada će snaga biti:
Uzimajući u obzir preopterećenje, može se prihvatiti 24-26 W, tako da će proizvodnja takve jedinice zahtijevati minimalnu intervenciju u krugu štedne žarulje od 25 W.
Novi dijelovi
Dodavanje novih dijelova dijagramu
Dodati detalji su istaknuti crvenom bojom, a to su:
- diodni most VD14-VD17;
- dva kondenzatora C 9, C 10;
- dodatni namotaj postavljen na balastnu prigušnicu L5, broj zavoja se odabire eksperimentalno.
Dodatni namotaj u induktoru igra još jednu važnu ulogu kao izolacijski transformator, štiteći od napona mreže koji dostigne izlaz napajanja.
Da biste odredili potreban broj zavoja u dodanom namotu, učinite sljedeće:
- privremeni namot je namotan na induktor, otprilike 10 zavoja bilo koje žice;
- spojen na otpornik opterećenja snage najmanje 30 W i otpora od približno 5-6 Ohma;
- spojite na mrežu, izmjerite napon na otporu opterećenja;
- podijelite rezultirajuću vrijednost s brojem zavoja da biste saznali koliko volti ima po 1 zavoju;
- izračunati potreban broj zavoja za konstantan namotaj.
Detaljniji proračun je dat u nastavku.
Probno aktiviranje konvertovanog napajanja
Nakon toga, lako je izračunati potreban broj okreta. Da biste to učinili, napon koji se planira dobiti iz ovog bloka podijeli se s naponom jednog zavoja, dobije se broj zavoja i približno 5-10% dodaje se rezultatu dobivenom u rezervi.
W=U out /U vit, gdje
W – broj okreta;
U out – potreban izlazni napon napajanja;
U vit – napon po okretu.
Namotavanje dodatnog namotaja na standardnu induktoru
Originalni namotaj induktora je pod mrežnim naponom! Prilikom namatanja dodatnog namotaja preko njega potrebno je osigurati međunamotajuću izolaciju, posebno ako je žica tipa PEL namotana u emajl izolaciju. Za izolaciju između namotaja možete koristiti politetrafluoroetilensku traku za brtvljenje navojnih spojeva, koju koriste vodoinstalateri, čija je debljina samo 0,2 mm.
Snaga u takvom bloku ograničena je ukupnom snagom korištenog transformatora i dopuštenom strujom tranzistora.
Napajanje velike snage
Ovo će zahtijevati složeniju nadogradnju:
- dodatni transformator na feritnom prstenu;
- zamjena tranzistora;
- ugradnja tranzistora na radijatore;
- povećanje kapaciteta nekih kondenzatora.
Kao rezultat ove modernizacije, dobija se napajanje snage do 100 W, sa izlaznim naponom od 12 V. U stanju je da obezbedi struju od 8-9 ampera. Ovo je dovoljno za napajanje, na primjer, odvijača srednje snage.
Dijagram nadograđenog napajanja prikazan je na donjoj slici.
100W napajanje
Kao što se može vidjeti na dijagramu, otpornik R0 zamijenjen je snažnijim (3 vata), njegov otpor je smanjen na 5 Ohma. Može se zamijeniti s dva 2-vatna 10 ohma, povezujući ih paralelno. Nadalje, C 0 - njegov kapacitet se povećava na 100 μF, s radnim naponom od 350 V. Ako je nepoželjno povećati dimenzije napajanja, tada možete pronaći minijaturni kondenzator takvog kapaciteta, posebno vi može snimiti sa usmjeri-i-snimi kamere.
Da bi se osigurao pouzdan rad jedinice, korisno je malo smanjiti vrijednosti otpornika R 5 i R 6, na 18-15 Ohma, a također povećati snagu otpornika R 7, R 8 i R 3, R 4 . Ako se frekvencija generiranja pokaže niskom, tada treba povećati vrijednosti kondenzatora C 3 i C 4 - 68n.
Najteži dio može biti pravljenje transformatora. U tu svrhu u impulsnim blokovima najčešće se koriste feritni prstenovi odgovarajućih veličina i magnetske permeabilnosti.
Proračun takvih transformatora je prilično kompliciran, ali na Internetu postoji mnogo programa s kojima je to vrlo lako učiniti, na primjer, "Program za proračun impulsnog transformatora Lite-CalcIT".
Kako izgleda impulsni transformator?
Proračun izvršen pomoću ovog programa dao je sljedeće rezultate:
Za jezgro se koristi feritni prsten, spoljni prečnik mu je 40, unutrašnji prečnik 22, a debljina 20 mm. Primarni namotaj sa PEL žicom - 0,85 mm 2 ima 63 zavoja, a dva sekundarna namota sa istom žicom imaju 12.
Sekundarni namotaj se mora namotati u dvije žice odjednom, a preporučljivo je da ih prvo malo uvijete zajedno po cijeloj dužini, jer su ovi transformatori vrlo osjetljivi na asimetriju namotaja. Ako ovaj uvjet nije ispunjen, tada će se diode VD14 i VD15 neravnomjerno zagrijavati, a to će dodatno povećati asimetriju, što će ih u konačnici oštetiti.
Ali takvi transformatori lako opraštaju značajne greške pri izračunavanju broja zavoja, do 30%.
Budući da je ovo kolo prvobitno bilo dizajnirano za rad sa lampom od 20 W, na donjoj slici, pozicija (1) je tranzistori srednje snage, na primjer, 13007 (2). Možda će se morati ugraditi na metalnu ploču (radijator) površine oko 30 cm2.
Suđenje
Probni rad treba izvršiti uz određene mjere opreza kako se ne bi oštetilo napajanje:
- Prvi probni rad treba izvesti pomoću žarulje sa žarnom niti od 100 W kako bi se ograničila struja napajanja.
- Obavezno na izlaz priključite otpornik opterećenja od 3-4 Ohma snage 50-60 W.
- Ako je sve prošlo kako ste očekivali, pustite ga da radi 5-10 minuta, isključite ga i provjerite stupanj zagrijavanja transformatora, tranzistora i ispravljačkih dioda.
Ako u procesu zamjene dijelova nije bilo grešaka, napajanje bi trebalo raditi bez problema.
Ako probni rad pokaže da jedinica radi, ostaje samo da je testirate u režimu punog opterećenja. Da biste to učinili, smanjite otpor otpornika opterećenja na 1,2-2 Ohma i spojite ga direktno na mrežu bez žarulje na 1-2 minute. Zatim isključite i provjerite temperaturu tranzistora: ako prelazi 60 0 C, tada će se morati ugraditi na radijatore.
Kako pretvoriti konverter kućne pomoćnice u prekidačko napajanje?
Ako vam leži kućna lampa sa neispravnom sijalicom, nemojte žuriti da je bacite. Unutar baze nalazi se visokofrekventno kolo pretvarača, koje zamjenjuje veliku i tešku prigušnicu, kao u spojnim krugovima konvencionalnih LDS. Na osnovu ovog pretvarača možete napraviti prekidačko napajanje od 20 vati, a pažljivijim pristupom možete istisnuti više od stotinu.
Ispod je jedna od najčešćih opcija za krugove pretvarača kućne pomoćnice:
Ovo je dijagram Vitoone štedne lampe od 25 vati. Crvena boja na njemu označava one elemente koji nam nisu potrebni, pa ih izbacujemo iz dijagrama, a između tačaka A i A’ stavljamo kratkospojnik. Jedino što je preostalo je pričvrstiti impulsni transformator i ispravljač na izlaz.
Verzija već pretvorenog kruga za "štednju energije" u sklopno napajanje prikazana je na donjoj slici:
Kao što se može vidjeti iz dijagrama, R0 je postavljen na 2 puta manji od nominalne vrijednosti, ali je njegova snaga povećana, C0 je zamijenjen za 100,0 mF, a TV2 je dodat na izlazu sa ispravljačem za VD14, VD15, C9 i C10. Otpornik R0 služi kao osigurač i ograničavač struje punjenja kada je uključen. Odaberite nazivni kapacitet C0 tako da bude (približno) brojčano jednak snazi jedinice za napajanje koju pravite.
Što se tiče kondenzatora C0: može se “istrgnuti” iz stare filmske kamere tipa Kodak, ili bilo koje druge filmske posude za sapun, u krugu blic lampe je upravo ona koja nam treba, 100mF na 350V.
TV2 je impulsni transformator, snaga samog napajanja zavisi od njegove ukupne snage, kao i od maksimalno dozvoljene struje ključnih tranzistora. Da biste napravili impulsno napajanje male snage, dovoljno je namotati sekundarni namotaj oko postojećeg induktora, kao što je prikazano na sljedećem dijagramu:
Za napajanje bilo kojeg niskonaponskog punjača ili ne baš snažnog pojačala, navijte 20 okretaja na vrh postojećeg namota L5, to će biti dovoljno.
Slika iznad prikazuje radnu verziju napajanja bez ispravljača od 20 W. U praznom hodu, frekvencija samooscilacija je 26 kHz, pod opterećenjem 20W 32 kHz, transformator se zagrijava do 60 ºS, tranzistori do 42 ºS.
Bitan!!! Mrežni napon je prisutan na primarnom namotu kada pretvarač radi, pa obavezno položite sloj papirne izolacije koji će odvojiti primarni i sekundarni namotaj, čak i ako na primarnom već postoji sintetički zaštitni film.
Ali dešava se i da u prozoru postojeće prigušnice nema dovoljno prostora za namotavanje sekundarnog namota, ili u slučaju kada moramo stvoriti napajanje sa mnogo većom snagom od snage „uštede energije“ koja se pretvara - ovdje ne možemo bez upotrebe dodatnog pulsnog transa (pogledajte drugi pregled članka).
Na primjer, pravimo prekidačko napajanje snage više od 100W, a koristimo balast od 20-vatne sijalice. U ovom slučaju, morat ćete zamijeniti VD1 - VD4 s više "strujnih" dioda i namotati induktor L0 debljom žicom. Ako je strujni dobitak VT1 i VT2 nedovoljan, povećajte struju baze tranzistora smanjenjem ocjena R5 i R6, kao i povećanjem snage otpora u krugovima baze i emitera.
Ako je frekvencija generiranja nedovoljna, povećajte nazivne vrijednosti kondenzatora C4 i C6.
Praktični testovi su pokazali da polumostni impulsni izvori napajanja nisu kritični za parametre izlaznog transformatora, jer OS kolo ne prolazi kroz njega, pa su dopuštene greške u proračunu do 150 posto.
Prekidačko napajanje 100 W.
Kao što je već napisano, da bi se dobilo moćno napajanje, namotava se dodatni impulsni transformator TV2, zamjenjuje se R0, C0 se zamjenjuje sa 100 mF, preporučljivo je zamijeniti tranzistore 13003 sa 13007, dizajnirani su za veću struju, a bolje ih je staviti na male radijatore kroz izolacijske brtve (na primjer liskun).
Poprečni presjek veze tranzistora sa radijatorima prikazan je na donjoj slici:
Trenutni model prekidačkog napajanja koji radi pri opterećenju od 100 W prikazan je na slici ispod:
Transformator je namotan na prsten od 2000HM, spoljni prečnik 28mm, unutrašnji prečnik 16mm, visina prstena 9mm.
Zbog nedovoljne snage otpornika opterećenja stavljaju se u tanjir s vodom.
Generacija bez opterećenja 29 kHz, pod opterećenjem 100 W - 90 kHz.
Što se tiče ispravljača.
Da magnetsko kolo transformatora TV2 ne bi ušlo u zasićenje, ispravljače u polumostnim impulsnim izvorima napajanja učiniti punovalnim, odnosno moraju biti premošteni (1), ili sa nultom tačkom (2). Pogledajte sliku ispod.
Kod mosnog kruga potrebno je malo manje žice po namotu, ali se istovremeno 2 puta više energije troši na VD1-VD4. Drugi fragment slike prikazuje verziju ispravljačkog kruga s nultom točkom, ekonomičniji je, ali namotaji u ovom slučaju moraju biti apsolutno simetrični, inače će magnetsko kolo preći u zasićenje. Druga opcija se koristi kada, uz mali izlazni napon, trebate imati značajnu struju. Da bi se minimizirali gubici, silikonske diode se zamjenjuju Schottky diodama napon na njima pada manje od 2-3 puta.
Pogledajmo primjer:
Pri P=100W, U=5V, TV1 sa srednjom tačkom, 100 / 5 * 0,4 = 8
, tj. Schottky diode rasipaju 8 W snage.
Pri P=100W, U=5V, TV1 sa mosnim ispravljačem i konvencionalnim diodama, 100 / 5 * 0,8 * 2 = 32
, tj. snaga će se trošiti na VD1-VD4 od oko 32 W.
Imajte ovo na umu i nemojte kasnije tražiti polovinu nedostajuće snage.
Postavljanje impulsnog napajanja.
Povežite UPS na mrežu prema dijagramu ispod (fragment 1). Ovdje će HL1 djelovati kao balast, koji ima nelinearnu karakteristiku i zaštitit će vaš uređaj u slučaju vanredne situacije. Snaga HL1 bi trebala biti približno jednaka snazi napajanja koje testirate.
Kada je napajanje uključeno bez opterećenja, ili radi sa malim opterećenjem, HL1 filament ima mali otpor, tako da nema nikakvog uticaja na rad napajanja. Kada se pojave neki problemi, struje VT1 i VT2 se povećavaju, lampa počinje svijetliti, otpor žarne niti se povećava, čime se smanjuje struja u krugu.
Ako stalno popravljate i podešavate prekidačka napajanja, bilo bi dobro da sastavite poseban stalak (slika iznad, fragment 2). Kao što možete vidjeti, postoji izolacijski transformator (galvanska izolacija između napajanja i kućne mreže), a tu je i prekidač koji vam omogućava da dovedete napon u napajanje, zaobilazeći lampu. Ovo je neophodno kako bi se testirao pretvarač kada radi pod snažnim opterećenjem.
Snažni staklokeramički otpornici mogu se koristiti kao opterećenje, obično su zeleni (vidi sliku ispod). Crveni brojevi na slici označavaju njihovu snagu.
Tokom dugotrajnih ispitivanja, kada trebate provjeriti termičke uvjete elemenata strujnog kruga, a otpornici opterećenja nemaju dovoljnu snagu, potonji se mogu spustiti u tanjurić s vodom. Tokom rada, ekvivalentno opterećenje se jako zagrije, stoga nemojte hvatati otpornike rukama kako biste izbjegli opekotine.
Ako ste sve učinili pažljivo i ispravno, a istovremeno koristili poznatu dobru prigušnicu iz štedne svjetiljke, onda nema ništa posebno za podešavanje. Shema bi trebala proraditi odmah. Povežite opterećenje, napajajte napajanje i utvrdite da li vaše napajanje može isporučiti potrebnu snagu. Pratite temperature VT1, VT2 (ne bi trebalo da budu veće od 80-85 ºS) i izlaznog transformatora (ne bi trebalo da budu veće od 60-65 ºS).
Ako se transformator jako zagrije, povećajte poprečni presjek žice ili namotajte transformator na magnetno jezgro sa većom ukupnom snagom, ili ćete možda morati učiniti i prvo i drugo.
Prilikom grijanja tranzistora, postavite ih na radijator (kroz izolacijske brtve).
Ako ste izmislili UPS male snage, a pritom ste namotali postojeću prigušnicu, a tokom rada se zagrije iznad dozvoljene norme, isprobajte kako radi na opterećenju manje snage.
Programe za izračunavanje impulsnih transformatora možete preuzeti u članku:
Sretno preuređenje.
Štedne sijalice imaju široku primjenu kako u kućne tako iu industrijske svrhe. Vremenom, svaka lampa postaje neispravna. Međutim, po želji, lampa se može oživjeti sklapanjem napajanja iz štedljive lampe. U ovom slučaju, punjenje neispravne sijalice koristi se kao komponente bloka.
Pulsni blok i njegova namjena
Na oba kraja cijevi fluorescentne lampe nalaze se elektrode, anoda i katoda. Primjena struje uzrokuje zagrijavanje komponenti lampe. Nakon zagrijavanja oslobađaju se elektroni koji se sudaraju s molekulima žive. Posljedica toga je ultraljubičasto zračenje.
Zbog prisustva fosfora u cijevi, fosfor se pretvara u vidljivi sjaj sijalice. Lampica se ne pojavljuje odmah, već nakon određenog vremenskog perioda nakon priključenja na napajanje. Što je lampa istrošenija, to je duži interval.
Rad prekidačkog napajanja zasniva se na sljedećim principima:
- Pretvaranje naizmjenične struje iz električne mreže u jednosmjernu struju. U ovom slučaju napon se ne mijenja (to jest, ostaje 220 V).
- Transformacija istosmjernog napona u pravokutne impulse uslijed rada širinskog impulsnog pretvarača. Frekvencija impulsa se kreće od 20 do 40 kHz.
- Dovod napona na lampu pomoću prigušnice.
Neprekidno napajanje (UPS) sastoji se od više komponenti, od kojih svaka ima svoju oznaku na dijagramu:
- R0 - igra ograničavajuću i zaštitnu ulogu u napajanju. Uređaj sprječava i stabilizira prekomjernu struju koja teče kroz diode u trenutku spajanja.
- VD1, VD2, VD3, VD4 - djeluju kao mostni ispravljači.
- L0, C0 - su filteri za prijenos električne struje i štite od napona.
- R1, C1, VD8 i VD2 - predstavljaju lanac pretvarača koji se koristi prilikom pokretanja. Prvi otpornik (R1) se koristi za punjenje kondenzatora C1. Čim kondenzator probije dinistor (VD2), on i tranzistor se otvaraju, što rezultira samooscilacijom u kolu. Zatim se pravokutni impuls šalje na diodnu katodu (VD8). Pojavljuje se negativan indikator koji pokriva drugi dinistor.
- R2, C11, C8 - olakšavaju početak rada pretvarača.
- R7, R8 - optimiziraju zatvaranje tranzistora.
- R6, R5 - formiraju granice za električnu struju na tranzistorima.
- R4, R3 - koriste se kao osigurači tokom napona u tranzistorima.
- VD7 VD6 - štiti tranzistore napajanja od povratne struje.
- TV1 je reverzni komunikacijski transformator.
- L5 - balastna prigušnica.
- C4, C6 - djeluju kao izolacijski kondenzatori. Podijelite svu napetost na dva dijela.
- TV2 je transformator impulsnog tipa.
- VD14, VD15 - pulsne diode.
- C9, C10 - filter kondenzatori.
Bilješka! Na donjem dijagramu, komponente koje je potrebno ukloniti prilikom prepravljanja bloka označene su crvenom bojom. Tačke A-A su povezane kratkospojnikom.
Samo promišljen odabir pojedinih elemenata i njihova ispravna instalacija omogućit će vam stvaranje efikasnog i pouzdanog napajanja.
Razlike između lampe i impulsne jedinice
Krug štedne svjetiljke na mnogo je načina sličan strukturi prekidačkog napajanja. Zbog toga nije teško napraviti sklopno napajanje. Da biste preradili uređaj, trebat će vam kratkospojnik i dodatni transformator koji će proizvoditi impulse. Transformator mora imati ispravljač.
Da bi napajanje bilo lakše, staklena fluorescentna sijalica se uklanja. Parametar snage je ograničen najvećom propusnošću tranzistora i veličinom rashladnih elemenata. Da biste povećali snagu, potrebno je namotati dodatni namotaj na induktoru.
Modifikacija bloka
Prije nego počnete prepravljati napajanje, morate odabrati trenutnu izlaznu snagu. Stepen modernizacije sistema zavisi od ovog indikatora. Ako je snaga u rasponu od 20-30 W, neće biti potrebe za dubokim promjenama u krugu. Ako je planirana snaga veća od 50 W, potrebna je sistematičnija nadogradnja.
Bilješka! Na izlazu napajanja će postojati konstantan napon. Nije moguće dobiti naizmjenični napon na frekvenciji od 50 Hz.
Određivanje snage
Snaga se izračunava prema formuli:
Kao primjer, razmotrite situaciju s napajanjem koje ima sljedeće karakteristike:
- napon - 12 V;
- jačina struje - 2 A.
Izračunavamo snagu:
P = 2 × 12 = 24 W.
Konačni parametar snage bit će veći - otprilike 26 W, što vam omogućava da uzmete u obzir moguća preopterećenja. Dakle, za stvaranje napajanja bit će potrebna prilično mala intervencija u krugu standardne ekonomične lampe od 25 W.
Nove komponente
Nove elektronske komponente uključuju:
- diodni most VD14-VD17;
- 2 kondenzatora C9 i C10;
- namotaj na balastnoj prigušnici (L5), čiji se broj zavoja određuje empirijski.
Dodatni namotaj obavlja još jednu važnu funkciju - on je razdjelni transformator i štiti od prodora napona u izlaze UPS-a.
Da biste izračunali potreban broj zavoja u dodatnom namotu, izvršite sljedeće korake:
- Privremeno nanesite namotaj na induktor (otprilike 10 zavoja žice).
- Povezujemo namotaj na otpor opterećenja (snaga od 30 W i otpor 5-6 Ohma).
- Priključujemo se na mrežu i mjerimo napon na otporu opterećenja.
- Dobiveni rezultat podijelimo s brojem zavoja i saznamo koliko volti ima za svaki zavoj.
- Otkrivamo potreban broj zavoja za trajni namotaj.
Procedura izračuna je detaljnije prikazana u nastavku.
Da biste izračunali potreban broj zavoja, podijelite planirani napon za blok s naponom jednog zavoja. Rezultat je broj okreta. Preporučljivo je dodati 5-10% konačnom rezultatu, što će vam omogućiti da imate određenu marginu.
Ne zaboravite da je originalni namotaj induktora pod mrežnim naponom. Ako na njega trebate namotati novi sloj namotaja, vodite računa o izolacijskom sloju međunamotaja. Ovo pravilo je posebno važno poštovati kada se koristi žica tipa PEL u emajl izolaciji. Politetrafluoroetilenska traka (debljine 0,2 mm) prikladna je kao izolacijski sloj koji se premotava, što će povećati gustoću navojnih spojeva. Ovu vrstu trake koriste vodoinstalateri.
Bilješka! Snaga u bloku je ograničena ukupnom snagom uključenog transformatora, kao i maksimalnom mogućom strujom tranzistora.
Izrada vlastitog napajanja
Možete sami napraviti UPS. Ovo će zahtijevati manje modifikacije na elektronskom kratkospojniku gasa. Zatim se vrši veza na impulsni transformator i ispravljač. Pojedinačni elementi šeme se uklanjaju zbog njihove nepotrebne upotrebe.
Ako napajanje nije previše jake (do 20 W), nije potrebno instalirati transformator. Dovoljno je nekoliko zavoja provodnika namotanog oko magnetnog kola smještenog na prigušnici sijalice. Međutim, ova operacija se može izvesti samo ako ima dovoljno prostora za namotaj. Na primjer, za to je prikladan vodič tipa MGTF s fluoroplastičnim izolacijskim slojem.
Obično nije potrebno mnogo žice, jer je gotovo cijeli lumen magnetskog kruga prepušten izolaciji. Upravo ovaj faktor ograničava snagu takvih blokova. Za povećanje snage trebat će vam transformator impulsnog tipa.
Karakteristična karakteristika ovog tipa SMPS (sklopka za napajanje) je mogućnost prilagođavanja karakteristikama transformatora. Osim toga, sistem nema povratnu petlju. Dijagram povezivanja je takav da nema potrebe za posebno preciznim proračunima parametara transformatora. Čak i ako se napravi velika greška u proračunima, besprekidno napajanje će najvjerovatnije funkcionirati.
Impulsni transformator kreiran je na bazi prigušnice, na koju je postavljen sekundarni namotaj. Kao takva koristi se lakirana bakarna žica.
Izolacijski sloj koji se premotava najčešće je napravljen od papira. U nekim slučajevima na namotaj se nanosi sintetički film. Međutim, i u ovom slučaju treba se dodatno zaštititi i umotati 3-4 sloja posebnog elektrozaštitnog kartona. U krajnjem slučaju, koristi se papir debljine 0,1 milimetar ili više. Bakarna žica se primenjuje tek nakon što je obezbeđena ova bezbednosna mera.
Što se tiče promjera vodiča, on bi trebao biti što veći. Broj zavoja u sekundarnom namotu je mali, pa se odgovarajući promjer obično odabire metodom pokušaja i pogreške.
Ispravljač
Da bi se spriječilo zasićenje magnetnog kruga u neprekidnom napajanju, koriste se samo punovalni izlazni ispravljači. Za impulsni transformator koji radi na smanjenju napona, krug s nultom oznakom smatra se optimalnim. Međutim, za to je potrebno napraviti dva apsolutno simetrična sekundarna namotaja.
Za prekidačko neprekidno napajanje, konvencionalni ispravljač koji radi prema krugu diodnog mosta (koji koristi silikonske diode) nije prikladan. Činjenica je da će za svakih 100 W prevezene snage gubici biti najmanje 32 W. Ako napravite ispravljač od snažnih impulsnih dioda, troškovi će biti visoki.
Postavljanje neprekidnog napajanja
Kada je napajanje sastavljeno, ostaje samo da ga spojite na najveće opterećenje kako biste provjerili da li se tranzistori i transformator pregrijavaju. Maksimalna temperatura za transformator je 65 stepeni, a za tranzistore - 40 stepeni. Ako se transformator previše zagrije, trebate uzeti provodnik većeg poprečnog presjeka ili povećati ukupnu snagu magnetskog kruga.
Gore navedene radnje mogu se izvoditi istovremeno. Za transformatore napravljene od balansa prigušnica, najvjerovatnije neće biti moguće povećati poprečni presjek vodiča. U ovom slučaju, jedina opcija je smanjenje opterećenja.
UPS velike snage
U nekim slučajevima, standardna snaga balasta nije dovoljna. Kao primjer, uzmimo sljedeću situaciju: imate lampu od 24 W i potreban vam je UPS za punjenje sa karakteristikama 12 V/8 A.
Da biste implementirali shemu, trebat će vam neiskorišteno napajanje računara. Iz bloka vadimo energetski transformator zajedno s krugom R4C8. Ovaj krug štiti tranzistore snage od previsokog napona. Priključujemo energetski transformator na elektronski balast. U ovoj situaciji, transformator zamjenjuje induktor. Ispod je dijagram za sklapanje neprekidnog napajanja na bazi štedne sijalice.
Iz prakse je poznato da ovaj tip bloka omogućava primanje do 45 W snage. Zagrijavanje tranzistora je unutar normalnog raspona, ne prelazi 50 stepeni. Kako bi se potpuno eliminiralo pregrijavanje, preporučuje se ugradnja transformatora s velikim poprečnim presjekom jezgre u baze tranzistora. Tranzistori se postavljaju direktno na radijator.
Potencijalne greške
Nema smisla pojednostavljivati krug primjenom osnovnih namotaja direktno na energetski transformator. Ako nema opterećenja, doći će do značajnih gubitaka, jer će velika struja teći u baze tranzistora.
Ako se transformator koristi s povećanjem struje opterećenja, struja u bazama tranzistora će se također povećati. Empirijski je utvrđeno da nakon što opterećenje dostigne 75 W, dolazi do zasićenja u magnetnom kolu. Rezultat toga je smanjenje kvalitete tranzistora i njihovo prekomjerno zagrijavanje. Da biste spriječili takav razvoj događaja, preporučuje se da sami namotate transformator koristeći veći poprečni presjek jezgre. Također je moguće sklopiti dva prstena zajedno. Druga opcija je korištenje vodiča većeg promjera.
Osnovni transformator, koji djeluje kao srednja karika, može se ukloniti iz kola. U tu svrhu strujni transformator je povezan sa namjenskim namotom energetskog transformatora. Ovo se radi pomoću otpornika velike snage zasnovanog na povratnom krugu. Nedostatak ovog pristupa je konstantan rad strujnog transformatora u uslovima zasićenja.
Neprihvatljivo je spajanje transformatora zajedno sa prigušnicama (nalazi se u balastnom pretvaraču). U suprotnom, zbog smanjenja ukupne induktivnosti, frekvencija UPS-a će se povećati. Posljedica toga će biti gubici u transformatoru i prekomjerno zagrijavanje ispravljačkog tranzistora na izlazu.
Ne smijemo zaboraviti na visoku reakciju dioda na povećani obrnuti napon i struju. Na primjer, ako stavite diodu od 6 volti u krug od 12 volti, ovaj element će brzo postati neupotrebljiv.
Tranzistori i diode ne bi trebalo da se zamenjuju elektronskim komponentama lošeg kvaliteta. Karakteristike performansi ruske baze elemenata ostavljaju mnogo da se požele, a zamjena će rezultirati smanjenjem funkcionalnosti neprekidnog napajanja.
Kvar baterije akumulatorskog odvijača ili drugog električnog alata nije najprijatniji događaj, pogotovo ako se uzme u obzir da je trošak zamjene ovog elementa usporediv s cijenom novog uređaja. Ali možda se neplanirani troškovi mogu izbjeći? To je sasvim moguće ako bateriju zamijenite jednostavnim kućnim štedljivim napajanjem impulsnog tipa, kojim se alat može puniti iz mreže. A komponente za to mogu se naći u pristupačnom i sveprisutnom proizvodu - ovo.
Izvor balasta za štedljive sijalice
DIY UPS od fluorescentne lampe
U većini slučajeva, za sastavljanje UPS-a, elektronsku prigušnicu epra-e treba samo malo modificirati (sa krugom s dva tranzistora) pomoću kratkospojnika, a zatim spojiti na impulsni transformator i ispravljač. Neke komponente se jednostavno uklanjaju kao nepotrebne.
Domaće napajanje
Za slaba napajanja (od 3,7 V do 20 vati) možete bez transformatora. Bit će dovoljno dodati nekoliko zavoja žice u magnetni krug lampe prigušnice u prigušnici, ako, naravno, ima mjesta za to. Novi namotaj se može napraviti direktno na vrhu postojećeg.
Žica marke MGTF s fluoroplastičnom izolacijom je savršena za to. Obično je potrebno malo žice, dok je gotovo cijeli lumen magnetskog kruga zauzet izolacijom, što određuje nisku snagu takvih uređaja. Da biste ga povećali, trebat će vam impulsni transformator.
Impulsni transformator
Značajka opisane verzije UPS-a je sposobnost prilagođavanja u određenoj mjeri parametrima transformatora, kao i odsustvo povratnog kruga koji prolazi kroz ovaj element. Ovaj dijagram povezivanja vam omogućava da bez posebno preciznog proračuna transformatora.
Kao što je praksa pokazala, čak i uz velike greške (dozvoljena su odstupanja od više od 140%), UPS-u se može dati drugi život i pokazao se ispravnim.
Transformator je napravljen na bazi istog induktora, na koji je sekundarni namotaj namotan od lakirane bakarne žice. U ovom slučaju, važno je obratiti posebnu pažnju na izolaciju međunamotaja napravljenu od papirne brtve, jer će "matični" namotaj induktora raditi pod naponom mreže.
Čak i ako je prekriven sintetičkim zaštitnim filmom, na njega je ipak potrebno namotati nekoliko slojeva elektrokartona ili barem običnog papira ukupne debljine 100 mikrona (0,1 mm), a na njega lakiranu žicu novog namotaj se može položiti na vrh papira.
Prečnik žice treba da bude najveći mogući. U sekundarnom namotu neće biti mnogo zavoja, pa se njihov optimalni broj može eksperimentalno odabrati.
Koristeći navedene materijale i tehnologiju, možete dobiti napajanje snage 20 ili malo više vata. U ovom slučaju, njegova je vrijednost ograničena površinom prozora magnetskog kruga i, shodno tome, maksimalnim promjerom žice koja se tamo može postaviti.
Ispravljač
Da bi se izbjeglo zasićenje magnetnog kola, u UPS-u se koriste samo punovalni izlazni ispravljači. U slučaju da impulsni transformator radi na smanjenju napona, najekonomičniji je krug nulte točke, ali za njegovu implementaciju morat ćete napraviti dva potpuno simetrična sekundarna namota. Prilikom ručnog namotavanja, možete ga namotati u dvije žice.
Standardni ispravljač sastavljen pomoću kruga "diodnog mosta" od običnih silikonskih dioda nije prikladan za impulsni UPS, jer će se od 100 W prenesene snage (na naponu od 5 V) na njemu izgubiti oko 32 W ili više . Sastavljanje ispravljača pomoću moćnih impulsnih dioda bit će preskupo.
Podešavanje UPS-a
Nakon sastavljanja UPS-a, potrebno ga je priključiti na maksimalno opterećenje i provjeriti koliko su tranzistori i transformator vrući. Granica za transformator je 60 - 65 stepeni, za tranzistore - 40 stepeni. Kada se transformator pregrije, oni povećavaju poprečni presjek žice ili ukupnu snagu magnetskog kruga, ili obavljaju obje radnje zajedno. Ako je transformator napravljen od balastne prigušnice svjetiljke, najvjerojatnije neće biti moguće povećati poprečni presjek žice i morat ćete ograničiti priključeno opterećenje.
Kako napraviti LED napajanje sa povećanom snagom
Ponekad standardna snaga elektronske prigušnice lampe nije dovoljna. Zamislimo situaciju: ima 23 W, ali morate nabaviti izvor napajanja za punjač sa parametrima od 12V/8A.
Da biste realizirali svoj plan, morat ćete nabaviti napajanje računara, za koje se iz nekog razloga ispostavilo da nije traženo. Energetski transformator zajedno sa lancem R4C8 treba ukloniti iz ovog bloka, koji obavlja funkciju zaštite tranzistora snage od prenapona. Energetski transformator treba spojiti na elektronski balast umjesto na prigušnicu.
Eksperimentalno je to utvrđeno ovaj tip UPS-a vam omogućava da isključite snagu do 45 W sa blagim pregrijavanjem tranzistora (do 50 stepeni).
Da bi se izbjeglo pregrijavanje, potrebno je u tranzistorske baze ugraditi transformator s povećanim poprečnim presjekom jezgre, a same tranzistore ugraditi na radijator.
Moguće greške
Kao što je već spomenuto, uključivanje konvencionalnog niskofrekventnog diodnog mosta u krug kao izlaznog ispravljača je nepraktično, a s povećanom snagom UPS-a to se još manje isplati raditi.
Također je besmisleno pokušavati namotati bazne namote direktno na energetski transformator radi pojednostavljenja kruga. U nedostatku opterećenja, doći će do značajnih gubitaka zbog činjenice da će maksimalna struja teći u baze tranzistora.
Kako se struja opterećenja povećava, transformator koji se koristi također povećava struju u bazama tranzistora. Praksa pokazuje da kada snaga opterećenja dostigne 75 W, dolazi do zasićenja u magnetskom krugu transformatora. To dovodi do pogoršanja performansi tranzistora i njihovog pregrijavanja.
Da biste to izbjegli, možete sami namotati strujni transformator tako što ćete udvostručiti poprečni presjek jezgre ili presavijati dva prstena zajedno. Također možete udvostručiti prečnik žice.
Postoji način da se riješite osnovnog transformatora koji obavlja srednju funkciju. Da bi se to postiglo, strujni transformator je povezan preko snažnog otpornika na zasebni namotaj grijača, implementirajući krug povratne veze napona. Nedostatak ove opcije je što strujni transformator stalno radi u režimu zasićenja.
Transformator se ne može spojiti paralelno sa prigušnicom koja je prisutna u balastnom pretvaraču. Zbog smanjenja ukupne induktivnosti, frekvencija napajanja će se povećati. Ova pojava će dovesti do povećanih gubitaka u transformatoru i pregrijavanja tranzistora izlaznog ispravljača.
Treba uzeti u obzir povećanu osjetljivost Schottky dioda na prekoračenje vrijednosti obrnutog napona i struje. Pokušaj ugradnje, recimo, diode od 5 volti u 12-voltni krug vjerovatno će rezultirati kvarom elementa.
Ne pokušavajte zamijeniti tranzistore i diode domaćim, na primjer, KT812A i KD213. To jasno dovodi do pogoršanja performansi uređaja.
Kako spojiti UPS na odvijač
Električni alat se mora rastaviti tako što ćete odvrnuti sve zavrtnje. Obično se tijelo odvijača sastoji od dvije polovice. Zatim biste trebali pronaći žice koje povezuju motor s akumulatorom. Ove žice se mogu spojiti na izlaz UPS-a pomoću lemljenja ili termoskupljajuće cijevi.
Za ulazak u žicu iz napajanja potrebno je napraviti rupu u tijelu alata. Važno je poduzeti mjere da spriječite izvlačenje žice u slučaju nepažljivih pokreta ili slučajnih trzaja. Najjednostavnija opcija je savijanje žice unutar kućišta blizu rupe pomoću kopče napravljene od kratkog komada mekane žice presavijene na pola (aluminij će poslužiti). Imajući dimenzije veće od promjera rupe, obujmica neće dopustiti da se žica odvoji i ispadne iz kućišta u slučaju trzaja.
Kao što vidite, štedna sijalica, čak i ako je odslužila predviđeni vijek trajanja, može donijeti znatne koristi svom vlasniku. UPS sastavljen na osnovu svojih komponenti može se uspješno koristiti kao izvor energije za akumulatorske električne alate ili punjač.
Video
Ovaj video će vam reći kako sastaviti jedinicu za napajanje (PSU) od štedljivih lampi.
