Трансформатор для галогенных ламп: для чего нужен, расчет и выбор

Вопросы и ответы

Для чего галогенке трансформатор?

В стремлении повысить эксплуатационные характеристики тех или иных электроприборов происходит постоянное совершенствование, как производственного процесса, так и принципов работы. Опытным путем было установлено, что галогенные лампы прослужат значительно дольше, если их электропитание производится от более низкого напряжения.

Оптимальным номиналом считается 6 В, 12 В и 24 В, которые нельзя получить напрямую из бытовой сети.

Из всех способов преобразования переменного напряжения на практике прижился именно понижающий трансформатор. В нем реализован принцип взаимодействия электромагнитного поля обмотки высокого напряжения с витками на низкой стороне.

В результате напряжение одной величины трансформируется в более низкое напряжение на выходной обмотке. Преимуществом этого метода является гальваническая развязка, обеспечивающая безопасность при эксплуатации галогенных осветительных приборов.

Технические характеристики

Напряжение галогенок бывает не только 220 и 12 вольт. В продаже можно найти лампочки на 24 и даже на 6 вольт. Мощность может быть разной — 5, 10, 20 Вт. Галогенные лампы от 220 В включаются напрямую в сеть. Те, что работают от 12 В, требуют специальных устройств, преобразующих ток из сети в 12 Вольт, — так называемых трансформаторов или специальных блоков питания.

двухвольтовые галогенки работают очень хорошо. Раньше, в 90-х годах, применялся крупногабаритный трансформатор на 50 Гц, который обеспечивал работу только одной галогенной лампы. В современном освещении используются импульсные высокочастотные преобразователи. Они очень маленькие по размеру, но могут вместить 2 – 3 лампы одновременно.

На современном рынке есть как дорогие, так и дешевые блоки питания. В процентном соотношении дорогие продаются в районе 5%, а дешевые намного больше. Хотя в принципе дорого — это еще не гарантия надежности.

В крутых преобразователях, к сожалению, не используются качественные детали, а используются только хитроумные схемные «хитрости», способствующие нормальной работе блока питания даже в гарантийный период. Когда он закончится, устройство сгорит.

Классификация

Трансформаторы бывают электромагнитные и электронные (импульсные). Электромагнитные поставки по цене, надежны, их можно дажеть при челении своими руками. Есть у них и свои минусы – значительный вес, большие габаритные размеры, повышенная температура при длительной работе. А перепады воздравных сокращений работы галогиновых ламп.

Электронные трансформаторы намного меньше весят, имеют стабильное выходное напряжение, не сильно греются, могут иметь защиту от короткого замыкания и плавный пуск, что увеличивает срок службы лампы.

Какие бывают трансформаторы?

Трансформаторами называют устройства электромагнитного или электронного типа. Они несколько отличаются принципом работы и некоторыми другими характеристиками.

Электромагнитные варианты изменяют параметры стандартного сетевого напряжения на характеристики, подходящие для работы низковольтных галогенок, электронные устройства, кроме указанной операции, еще выполняют преобразование тока.

Тороидальный электромагнитный прибор

Простейший тороидальный трансформатор, собранный из двух обмоток и сердечника. Последний называется еще магнитопроводом. Изготавливается из ферромагнитного материала, обычно из стали. Обмотки размещаются на стержне.

Первичная подключается к источнику энергии, провичная, соответственно, к потребителю. Электрическая связь между вторичной и первичной обмотками отсутствует.

Несмотря на дешевизну и надежность в эксплуатации, тороидальный электромагнитный трансформатор в настоящее время редко используется при подключении галогенных ламп

Таким образом, мощность между ними передается только электромагнитным путем. Для увеличения индуктивной связи между обмотками используется магнитопровод. При подаче переменного тока на клемму, подключенную к первой обмотке, он образует внутри сердечника переменный магнитный ток.

Последний подключен к обеим обмоткам и наводит в них электрическую силу или ЭДС. Под ее воздействием во вторичной обмотке создается переменный ток с разным напряжением.

В зависимости от числа витков устанавливают тип трансформатора, который может быть повышающим или понижающим, и коэффициент трансформации. Для галогенных ламп всегда используются только понижающие устройства.

Достоинствами намоточных устройств считаются:

  • Высокая надежность в работе.
  • Простота подключения.
  • Низкая цена.

Однако в современных схемах с галогенными лампами тороидальные трансформаторы можно встретить достаточно редко. Объясняется это тем, что в силу конструктивных особенностей такие устройства имеют достаточно внушительные габариты и вес. Поэтому их сложно замаскировать, например, при установке мебели или потолочного освещения.

Пожалуй, основным недостатком тороидальных электромагнитных трансформаторов является массивность и значительные габариты. Крайне сложно замаскировать, если нужна скрытая установка

Также к недостаткам устройств этого типа можно отнести нагрев при работе и чувствительность к возможным колебаниям напряжения в сети, что негативно сказывается на сроке службы галогенок.

Кроме того, обмоточные трансформаторы могут гудеть при работе, это не всегда допустимо. Поэтому устройства используются в основном в нежилых помещениях или в производственных зданиях.

Импульсное или электронное устройство

Трансформатор состоит из магнитопровода или сердечника и двух обмоток. В зависимости от формы сердечника и способа его размещения на обмотке различают четыре типа таких устройств: стержневые, тороидальные, бронированные и бронированные.

Количество витков вторичной и первичной обмотки может быть разным. Варьируя их соотношения, получают опускающие и поднимающие устройства.

В конструкции импульсного трансформатора присутствуют не только обмотки с сердечником, но и электронная начинка. Благодаря этому можно строить системы защиты от перегрева, плавного переключения и др

Принцип работы трансформатора импульсного типа немного отличается. На первичную обмотку подаются короткие однополярные импульсы, благодаря чему сердечник постоянно находится в состоянии намагничивания.

Импульсы на первичной обмотке характеризуются кратковременными сигналами прямоугольной формы. Они генерируют индуктивность с такими характерными пиками.

Они, в свою очередь, создают импульсы на вторичной катушке.

Эта особенность дает электронным трансформаторам ряд преимуществ:

  • Небольшой вес и компактность.
  • Высокий уровень КПД.
  • Возможность создания дополнительной защиты.
  • Расширенный диапазон рабочего напряжения.
  • Отсутствие нагрева и шума при работе.
  • Возможность коррекции выходного напряжения.

Из недостатков стоит отметить регулируемую минимальную загрузку и достаточно высокую цену. Последнее связано с определенными сложностями в процессе изготовления таких устройств.

Правила выбора понижающего оборудования

Подбирая трансформиру для света галогенного типа, неужно учитывать между факторами. Начнем с двух наиболее важных характеристик: выходного напряжения устройства и его номинальной мощности.

Первый должен строго соответствовать величине рабочего напряжения, подключенного к лампе прибора. Второй определяет суммарную мощность источников света, с которыми будет работать трансформатор.

На корпусе трансформатора всегда есть маркировка, которую вы можете изучить, чтобы получить полную информацию об устройстве

Для точного определения необходимой номинальной мощности желательно произвести простой расчет. Для этого необходимо сложить мощность всех источников света, которые будут подключены к опускающему устройству. К полученному значению следует добавить 20% «запаса», необходимого для корректной работы прибора.

Поясню на конкретном примере. Для освещения гостевой комнаты планируется установка трех групп галогенных светильников по семь штук в каждой. Это точечные устройства с напряжением 12 В и мощностью 30 Вт. Для каждой группы требуется три трансформатора. Подберем доставку. Начнем с расчета номинальной мощности.

Рассчитываем и получаем, что общая мощность группы 210 Вт. Получаем 241 Вт. Таким образом, для каждой группы необходим трансформатор, выходное напряжение которого 12 В, номинальная мощность устройства 240 Вт.

По этим характеристикам подходят как электромагнитные, так и импульсные устройства. Опираясь в своем выборе на последнюю, нужно обратить особое внимание на номинальную мощность. Он должен быть представлен в виде двух рисунков. Первый обозначает минимальную рабочую мощность.

Необходимо знать, что общая мощность лампы должна быть больше этого значения, иначе прибор работать не будет. И небольшое замечание от специалистов по поводу выбора мощности. Предупреждают, что мощность трансформатора, которая указана в технической документации, максимальная.

То есть в нормальном состоянии он будет давать где-то на 25-30% меньше. Поэтому необходимы так называемые «резервные» мощности. Потому что если настроить устройство на работу на пределе возможностей, долго оно не протянет.

Для длительного использования галогенных ламп очень важно правильно подобрать мощность понижающего трансформатора. При этом у нее должен быть некоторый «запас», чтобы устройство не работало на пределе своих возможностей

Еще один важный нюанс касается габаритов выбираемого трансформатора и места его расположения. Чем мощнее устройство, тем оно массивнее. Особенно это касается электромагнитных агрегатов. Желательно в саду найти место программы его устаница.

Если пользователей светильников несколько, часто предпочитают разделить их на группы и установить для каждой отдельный трансформатор. Объясняется очень просто.

Во-первых, при выходе из строя опускающего устройства остальные группы освещения будут работать нормально. Во-вторых, каждый из установленных в таких группах трансформаторов будет иметь меньшую мощность, чем общий, который пришлось бы ставить на место для всех ламп. Следовательно, его стоимость будет заметно ниже.

Расчет и выбор

Чтобы подобрать конкретную модель понижающего трансформатора для галогенных ламп, нужно учитывать два основных параметра: мощность и выходное напряжение, входное напряжение принимается постоянным. Его можно проверить в паспорте или на теле.

Кроме того, необходимо учитывать особенности двух принципиально разных типов устройств — электромагнитных и электронных преобразователей. Чтобы определить перспективу использования каждого из них в вашем случае, для начала разберемся в преимуществах обоих.

Читайте также: Стабилизаторы напряжения на полевых транзисторах: схема включения и регулировки

Электромагнитные

К преимуществам электромагнитных электрических машин следует отнести:

  • Относительно низкая стоимость;
  • Простую конструкцию;
  • Высокая надежность такого устройства.

Но наряду с этими достоинствами они имеют и недостатки по сравнению с электронными опускающими устройствами – наличие шума при работе и достаточно большие габариты, что ограничивает сферу применения. Также отмечается чувствительность к скачкам и переходным процессам в сети.

Электронные

Электронные трансформаторы отличаются по принципу действия, так как в них происходит полупроводниковое преобразование электрической энергии. Кроме того, они оснащены устройством плавного пуска, контролем рабочих температур, защитой от перегрузок и другими защитами.

Также к их преимуществам следует отнести:

  • Относительно небольшая шумовая нагрузка, создаваемая при работе;
  • Компактность – размер этого трансформатора для галогенных ламп значительно меньше;
  • Адаптация к работе на холостом ходу.

Благодаря внедрению различных технологий импульсные преобразователи обеспечивают более длительный срок службы галогенных ламп, чем намоточные трансформаторы. Однако есть и недостатки: относительно большая стоимость, меньшая надежность и ограничение минимальной мощности.

Выбор физических параметров трансформатора

Определившись с типом трансформатора для галогенных ламп, необходимо выбрать необходимую разность потенциалов и номинал. Напряжение на входе каждого из них 220В, однако для подключения галогенных осветительных приборов номинальное значение может варьироваться на 6, 12 или 24 Вольта. Поэтому напряжение нужно подбирать исходя из характеристик ламп, которые вы будете использовать.

Величина качаться бесплатно по принцупу, не межен требуемой для питания электролампой. При выборе номинального трансформатора выходная мощность намеренно увеличивается в угоду электрической прочности. В присутствии французов перезойти, полное соединение и еве производите со строительством.

Для расчета нужно учитывать следующие параметры:

  • Мощность одной лампы;
  • Число подключаемых к трансформациору ламп;
  • Схема подключения.

Для примера рассмотрим вариант подключения девяти электроламп мощностью 10 Вт достигает из этого, вам приходится 9 × 10 = 90 Вт, а с точки зрения прочности прочность 90 + 9 = 99 Вт, соответственно необходимо выбирать электромагнитные или электронные устройства не менее 100 Вт. После этого составляется схема освещения галогенных ламп.

Варианты и схемы подключения

Следует сразу согласиться, что практичнее будет, если в схемах подключения использовать параллельное соединение ламп, чтобы каждый осветительный прибор питался напряжением от низковольтного импульсного источника. Первый вариант питания галогенных светильников обеспечит одинаковое параллельное подключение к одному трансформатору всех осветительных приборов.

Как видно на схеме, питание от внешней сети подается на вход трансформатора, который обозначен как Вход, а выходное напряжение равно 12В. Далее вывод каждой из клемм ведет к точкам А и Б на схеме, от которых они подключаются к контактам ламп, как показано на рисунке.

В этом случае каждая лампа имеет независимый источник питания и при перегорании любой из них остальные продолжат светиться, но все они будут зависеть от правильности источника.

Также существует схема включения нескольких групп из разных импульсных блоков. В качестве примера рассмотрим схему из двух приборов и четырех низковольтных галогенных ламп для каждого из них.

Как вы видите на картинке, здесь используются два трансформатора, и мощность, потребляемая лампами, делится между ними. Преимуществом этой схемы является возможность независимого включения каждой группы осветительных приборов.

Переключатель рассчитан на две клавиши, отдельно для каждого преобразователя, но возможно использование одной сразу для обеих групп. Этот способ позволяет взять трансформатор для галогенных ламп вдвое большей мощности для каждой группы, но требует больших затрат на реализацию схемы.

Два варианта подключения трансформатора

Перед подключением опускающего устройства необходимо выполнить схему расположения светильников, если их больше двух. Кроме того, недвижимость занимает место монтажера трансформара.

Последнее делается с учетом следующих правил:

  • Должен быть опеченный продукт опесный к драйдуду, что недоставлено для его свободной или замены.
  • Если трансформатор будет располагаться внутри замкнутого помещения, объем последнего не может быть менее 10 л. Это необходимо для отвода тепла, выделяющегося при работе прибора.
  • Расстояние от прибора до ближайшей галогенной лампы должно быть не менее 250 мм. Это сделано для того, чтобы избежать нежелательного дополнительного нагрева источника света.

Только после того, как место для трансформатора и для лампы определено, можно приступать к установке и подключению.

Важен правильный выкрой места для УСТАНОВКИ Нижающество трансформатора. Если он будет монтироваться в закрытом помещении, объем последнего должен быть достаточным для отвода тепла, выделяющегося при работе прибора

При этом возможны два основных варианта, причем последний можно модифицировать и использовать для подключения не только двух групп светильников, но и трех и более.

Цепь светильников с одним трансформатором

Этот вариант считается оптимальным для четырех, максимум пяти источников света. Если светильник больше, лучше всего будет разделить его на группы. Галогенки подключаются только параллельно. Это необходимо для участия в составлении схемы. Еще один важный нюанс.

Расположить лампы нужно так, чтобы расстояние от каждой из них до трансформатора было примерно одинаковым. Это необходимо для корректной работы оборудования.

При наличии по содержанию проводки лампы будут гореть неодинаково. Тот, у которого провод короче, будет светить ярче. Устройство с длинным кабелем будет гореть тускло.

Кроме того, в последнем случае также возможен нагрев проволоки в процессе работы, что крайне нежелательно. Специалисты рекомендуют строить схему так, чтобы длина каждого из проводов, ведущих к лампам, не превышала 200 мм. При этом сечение кабеля должно быть не менее 1,5 кв мм

Таким способом подключают небольшое количество ламп. Оптимально подключать не более пяти, иначе придется ставить трансформатор большой мощности

Выходные и входные клеммы расположены на корпусе трансформатора. Первичные маркируются как N и L или Input. Этот вход расположен со стороны 220 В. Необходимо помнить, что здесь подключение осуществляется через одноклавишный выключатель.

Далее нулевой и фазный провода синего и оранжевого или коричневого цвета, идущие от распределительной коробки, подключаются к соответствующим клеммам трансформатора. Галогенные лампы подключаются к вторичным выходным клеммам или выходу опускающего устройства.

Для этой цели используются только медные провода одинакового сечения. Важное замечание. Если по каким-то причинам клеммы трансформатора отсутствуют, следует установить дополнительные клеммные зажимы. Их можно приобрести в любом специализированном магазине.

Две группы ламп с двумя трансформаторами

Такое подключение оптимально, если светильников пять. Группы могут состоять из одинакового или разного количества ламп. Это не важно. Главное, чтобы для каждого был правильно подобран трансформатор. Как и в варианте, описанном выше, начните с выполнения схемы.

Аналогичные правила «работают» и при выборе расположения светильников. То есть длина всех проводов, идущих к ним от трансформатора, должна быть примерно одинаковой.

Так соединены две группы галогенных ламп. Для красивой из них установка своей трансформации, но уключай объявление для выброса

Его можно сделать достаточно сложным. Затем необходимо будет провести некоторые исправления. Необходимо знать, что для проводов медного сечения 1,5 кВ мм, и их рекомендуется использовать в этом случае, оптимальная длина варьируется от 150 до 300 см. На такое расстояние энергия будет передаваться с минимальными потерями и без помех.

Иногда этой длины явно недостаточно. В этом случае потребуется выбрать кабель большего сечения. Для расстояний от 300 до 400 см выбирается трос сечением 2,5 кв мм. Если предполагается еще большая длина, что нежелательно, следует провести специальный расчет и определить соответствующее сечение по специальной таблице.

Подключение каждого из трансформаторов и групп ламп к нему производится так же, как описано выше. То есть нулевой провод от распределительной коробки подключается к нулевым клеммам трансформаторов.

Фазная жила с выключается с одинится с фазными же кабелами нижних устройств. Теоретически таким образом можно подключить более двух групп ламп, но для каждой из них устанавливается трансформатор.

Важное замечание. Для каждого из опускающих устройств прокладывается отдельный кабель, и подключаются они исключительно внутри распределительной коробки. Некоторые «умельцы» предпочитают подключать провода где-то под потолком, а не использовать распределительную коробку.

Это серьезная ошибка, вопреки ПУЭ, где написано, что к каждому из выполненных участков кабельного соединения должен быть обеспечен свободный доступ для осмотра, обслуживания и возможного ремонта. Поэтому единственно правильный вариант – подключение в распределительной коробке.

В процессе создания галогенного освещения с большим количеством ламп важно правильно рассчитать количество групп освещения и расположение трансформаторов для каждой из них

Специалисты подчеркивают, что если предполагается подключение группы, состоящей из большого количества ламп, возможен вариант с размещением распределительной коробки между лампами и выводом трансформатора. Это особенно актуально при отсутствии терминала на опускающем устройстве или при наличии ограничений по его размещению.

Выбирая такой вариант, нужно знать, что при одинаковой мощности низковольтная цепь пропускает больший ток, чем высоковольтная. Исходя из этого, требуется точный расчет для определения сечения провода. Его производят путем расчета общей силы тока.

Проиллюстрируем взятие. Семь источников света 12 В мощностью 35 Вт необходимо подключить через трансформатор. Светильники монтируются через параллельную распределительную коробку. Необходимо знать сечение провода, который будет проложен между распределителем и выходом блока.

Для этого сначала умножаем количество лампочек на их мощность. Затем делим полученное значение на рабочее напряжение. Получаем програментно 29 А. Это сила тока, который будет протекать по низковольтной проводке.

По таблице зависимости сечения провода от рабочего напряжения определяем подходящий размер провода. В нашем случае это будет не менее 4 кв мм. Как видите, нагрузка достаточно большая. Возможно, имеет смысл разделить эту группу светильников еще на две.

Если поставить двухклавишный выключатель при подключении двух групп галогенных ламп, то есть возможность управлять каждой из них отдельно

При установке двух групп галогенных ламп через трансформатор можно использовать два типа выключателей. Если поставить одноклавишную модель, то обе группы смогут включаться/выключаться только одновременно. Если требуется раздельное управление группами световых приборов, можно поставить двухклавишный выключатель.

Рекомендации и советы

При установке трансформатора для галогенных ламп необходимо учитывать ряд нюансов, которые помогут вам избежать неприятных ошибок и их последствий:

  • подключая высокую и низкую сторону, не перепутайте выходы, иначе блок придется выбросить — Входной вход для высокой стороны 220В, Выход — выход с низкой стороной, они могут уменьшить In и Out или PRI и SEC соответственно;
  • трансформаторы сильно нагреваются при работе, поэтому галогенные лампы должны располагаться от них не менее чем в 200 мм;
  • если трансформатор будет располагаться в нише, то объем места для одного устройства должен быть не менее 12 л, иначе при номинальных нагрузках он будет перегреваться;
  • при возникновении возгорания трансформатор должен быть установлен на плите из негорючего материала;
  • диммер не совместим с импульсным током, поэтому для регулировки яркости светового потока выбирают специальные модели трансформаторов, на которых указана возможность диммирования.

Переделка блока питания своими руками

Для работы галогенных ламп стали использовать импульсные источники тока с высокочастотным преобразованием напряжения. Дорогие транзисторы довольно часто перегорают при их изготовлении и настройке в домашних условиях. Поскольку напряжение питания в первичных цепях достигает 300 вольт, к изоляции предъявляются очень высокие требования.

Всех этих трудностей можно полностью избежать, если приспособить готовый электронный трансформатор. Применяется для питания 12-вольтовых галогенок в осветительных приборах (в магазинах), которые питаются от стандартной электрической сети.

Существует определенное мнение, что получить самодельный импульсный блок питания несложно. Можно только добавить выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и стабилизатор напряжения. На самом деле все сложнее. Если светодиод подключен к выпрямителю, то при его включении можно зафиксировать только одно зажигание.

Если выключить и снова включить преобразователь, произойдет еще одна вспышка. Чтобы появилось постоянное свечение, необходимо подвести к выпрямителю дополнительную нагрузку, которая, забирая полезную мощность, превращала бы ее в тепло.

Один из вариантов самостоятельного изготовления импульсного блока питания

Описываемый блок питания вполне можно сделать из электронного трансформатора мощностью 105 Вт. Практически этот трансформатор напоминает малогабаритный импульсный трансформатор напряжения. Для сборки от программы программы т11, сетевой фильтр, выпрамительный мост VD1-VD4, выходной дроссель L2.

Такое апартамент стабление составляет для времени с достижением минимальной величины пачистю 2х20 ватт. При 220 В и токе 0,1 А выходное напряжение будет 25 В, при увеличении тока до 2 ампер напряжение падает до 20 вольт, что считается нормальной работой.

Ток, минуя переключатели и предохранители FU1 и FU2, след на фильтр, программы цепи от мехе импульсного преобразования. Середина конденсаторов С1 и С2 подключена к экранирующей крышке блока питания.

Затем ток поступает на вход U1, откуда более низкое напряжение с выходных зажимов подается на согласующий трансформатор Т1. Переменное напряжение со второй (вторичной обмоткой) выпрямляет диодный мост и сглаживает фильтр L2C4C5.

Самостоятельная сборка

Трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно. Количество витков вторичной обмотки влияет на выходное напряжение. Сам трансформатор выполнен на кольцевом магнитопроводе К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка состоит из провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, сложенного вдвое.

Вторичная обмотка состоит из 22 витков провода ПЭВ-2, скрученных дважды. При соединении конца первой полуобмотки с началом второй получаем среднюю точку вторичной обмотки. Дроссель также изготавливается самостоятельно. Он намотан на таком же ферритовом кольце, обе обмотки содержат по 20 витков.

Выпрямительные диоды на радиаторе площадью не межено 50 кв.см. Обратите внимание, что диоды, аноды которых подключены к минусовому выводу, изолированы от радиатора слюдяными прокладками.

Сглаживающие конденсаторы С4 и С5 состоят из трех параллельно соединенных К50-46 емкостью по 2200 мкФ каждый. Этот метод используется для уменьшения общей индуктивности электролитических конденсаторов.

На входе блока питания лучше установить сетевой фильтр, но можно работать и без него. Для дрозеля сетевого фильтра можно поставить ДФ 50 Гц.

Все детали блока питания расположены на откидной монтажной пластине из изоляционного материала. Полученную конструкцию помещают в экранирующий кожух из тонколистовой латуни или луженой стали. В нем не забудьте просверлить отверстия для вентиляции воздуха.

Правильно собранный блок питания не нуждается в настройке и сразу начинает работать. Но на всякий случай можно проверить его работоспособность с помощью подключения выходного резистора сопротивлением 240 Ом, мощностью рассеяния 3 Вт.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector