Содержание

назнаяение + виды и правила подключения

Галогенные лампы можно считать усовершенствованным вариантом привычных всем приборов накаливания. Работают они одинаково, но в силу некоторых особенностей галогенок они более экономичны, долговечны и дают приятный для глаза, но при этом яркий свет.

Производители предлагают два варианта таких устройств – высоко и низкоковольтные. Чтобы последние работали корректно, требуется трансформатор для галогенных ламп.

Содержание статьи:

Зачем галогенке трансформатор

Галогенные лампы успешно конкурируют со светодиодами. Несмотря на лучшие эксплуатационные характеристики последних часто выигрывают именно галогенки, что объясняется их меньшей стоимостью и, соответственно, доступностью, а так же некоторыми особенностями светового пучка светодиодов, от которого могут уставать глаза.

Главный «козырь» светодиодов – работа без нагрева, что дает возможность их широкого использования. Такое же преимущество есть и у галогенок, но только у низковольтных ламп. Их можно устанавливать на участках, чувствительных к высокой температуре. Например, во встроенных в потолок светильниках. Но при этом нужно понимать, что галогенные лампы пониженного напряжения смогут работать только с трансформаторами.

Последние необходимы для преобразования сетевого напряжения до приемлемого для лампы показателя. Обычно это 12 В. Помимо этого трансформатор защищает источник света от скачков напряжения, перегрева и короткого замыкания, а так же может обеспечивать возможность плавного включения освещения. Надо признать, что в среднем лампы с трансформаторами служат намного дольше. Правда, это во многом зависит от их качества.

Галогенные лампы низковольтного типа не способны работать от сетевого напряжения в 220 В, поэтому их необходимо подключать только через понижающий трансформатор

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, пригодные для работы галогенок, электронные устройства кроме указанной работы выполняют еще преобразование тока.

Тороидальный электромагнитный прибор

Простейший тороидальный трансформатор собран из двух обмоток и сердечника. Последний называют еще магнитопроводом. Его изготавливают из ферромагнитного материала, обычно это сталь. Обмотки размещаются на стержне. Первичная подключена к источнику энергии, вторичная, соответственно, к потребителю. Электрическая связь между вторичной и первичной обмотками отсутствует.

Несмотря на невысокую стоимость и надежность в эксплуатации тороидальный электромагнитный трансформатор сегодня 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 клемму, соединенную с первой обмоткой, он образует внутри сердечника магнитный поток переменного типа. Последний сцепляется с обеими обмотками и индуцирует в них электродвижущую силу или ЭДС.

Под ее воздействием во вторичной обмотке создается переменный ток с напряжением, отличным от того, что было в первичной. В зависимости от числа витков устанавливается тип трансформатора, который может быть повышающим либо понижающим, и коэффициент трансформации. Для галогенных ламп всегда используются только понижающие аппараты.

Достоинствами обмоточных устройств считаются:

  • Высокая надежность в работе.
  • Простота в подключении.
  • Невысокая стоимость.

Тем не менее, тороидальные трансформаторы можно встретить в современных схемах с галогенными лампами достаточно редко. Это объясняется тем, что в силу конструктивных особенностей такие устройства имеют довольно внушительные габариты и массу. Поэтому их сложно замаскировать при обустройстве мебельной или потолочной подсветки, например.

Пожалуй, главный недостаток тороидальных электромагнитных трансформаторов — массивность и значительные габариты. Их крайне сложно замаскировать, если необходима скрытая установка

Также к минусам устройств этого типа можно отнести нагрев в процессе функционирования и чувствительность к возможным перепадам напряжения в сети, что отрицательно сказывается на сроке эксплуатации галогенок. Помимо этого обмоточные трансформаторы могут гудеть при работе, это не всегда приемлемо. Поэтому устройства используются большей частью в нежилых помещениях либо в производственных зданиях.

Импульсное или электронное устройство

Трансформатор состоит из магнитопровода или середчника и двух обмоток. В зависимости от формы сердечника и способа размещения на нем обмоток различают четыре разновидности таких устройств: стержневой, тороидальный, броневой и бронестрежневой. Разным может быть и число витков вторичной и первичной намотки. Варьируя их соотношения, получают понижающие и повышающие устройства.

В конструкции импульсного трансформатора присутствуют не только обмотки с сердечником, но и электронная начинка. Благодаря этому в него можно встроить системы защиты от перегрева, плавного включения и другие

Принцип работы трансформатора импульсного типа несколько отличается. На первичную обмотку подаются короткие однополярные импульсы, благодаря этому сердечник постоянно находится в состоянии намагничивания. Импульсы на первичной обмотке характеризуются как кратковременные сигналы прямоугольной формы. Они генерируют индуктивность с такими же характерными перепадами.

Они в свою очередь создают импульсы на вторичной катушке. Эта особенность дает электронным трансформаторам целый ряд преимуществ:

  • Небольшой вес и компактность.
  • Высокий уровень КПД.
  • Возможность встроить дополнительную защиту.
  • Расширенный рабочий диапазон напряжения.
  • Отсутствие нагрева и шума при работе.
  • Возможность корректировки выходящего напряжения.

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

Правила выбора понижающего оборудования

Подбирая трансформатор для источников света галогенного типа, нужно учесть множество факторов. Начать стоит с двух важнейших характеристик: выходного напряжения прибора и его номинальной мощности. Первая должна строго соответствовать  величине рабочего напряжения подключенных к устройству ламп. Вторая же определяет суммарную мощность источников света, с которыми будет работать трансформатор.

На корпусе трансформатора всегда присутствует маркировка, изучив которую можно получить полную информацию об устройстве

Для точного определения нужной номинальной мощности желательно произвести несложный расчет. Для этого нужно сложить мощности всех источников света, которые будут подключены к понижающему устройству. К полученной величине следует прибавить 20% «запаса», необходимого для корректной работы прибора.

Проиллюстрируем конкретным примером. Для освещения гостиной планируется установить три группы галогенных ламп: по семь штук в каждой. Это точечные приборы напряжением 12 В и мощностью в 30 Вт. Потребуется три трансформатора для каждой группы. Подберем подходящий. Начнем с расчета номинальной мощности.

Подсчитаем и получим, что общая мощность группы – 210 Вт. С учетом требуемого запаса получаем 241 Вт. Таким образом, для каждой группы потребуется трансформатор, выходное напряжение которого 12 В, номинальная мощность  прибора 240 Вт.

Под эти характеристики подходят как электромагнитные, так и импульсные устройства. Останавливая свой выбор на последнем, нужно обратить особое внимание на номинальную мощность. Она должна быть представлена в виде двух цифр. Первая обозначает минимальную рабочую мощность. Нужно знать, что общая мощность ламп должна быть больше этой величины, иначе прибор не будет работать.

И небольшое замечание от специалистов, касающееся выбора мощности. Они предупреждают, что мощность трансформатора, которая указывается в технической документации, является максимальной. То есть, в нормальном состоянии он будет выдавать где-то на 25-30% меньше. Поэтому так называемый «запас» мощности необходим. Потому что если заставить устройство работать на пределе возможностей, долго оно не прослужит.

Для продолжительной эксплуатации галогенных светильников очень важно грамотно выбрать мощность понижающего трансформатора. При этом она должна иметь некоторый «запас», чтобы устройство не работало на пределе своих возможностей

Еще один важный нюанс касается размеров выбранного трансформатора и места его размещения. Чем мощнее прибор, тем он массивнее. Особенно это актуально для электромагнитных агрегатов. Желательно сразу найти подходящее место его установки. Если светильников несколько пользователи чаще предпочитают разделить их на группы и установить для каждой отдельный трансформатор.

Объясняется это очень просто. Во-первых, при выходе из строя понижающего устройства остальные осветительные группы будут нормально работать. Во-вторых, каждый из установленных в таких группах трансформатор будет иметь меньшую мощность, чем общий, который нужно было бы поставить для всех ламп. Следовательно, его стоимость будет заметно ниже.

Два варианта подключения трансформатора

Перед подключением понижающего прибора следует выполнить схему расположения светильников, если их больше, чем два. Кроме того, нужно подобрать место монтажа трансформатора. Последнее делается с учетом таких правил:

  • Должен быть обеспечен свободный доступ к устройству, что необходимо для его обслуживания или замены.
  • Если трансформатор будет находиться внутри замкнутого пространства, объем последнего не может быть меньше 10 л. Это необходимо для отвода образующегося при работе прибора тепла.
  • Расстояние от устройства до ближайшей галогенной лампы не должно быть меньше 250 мм. Это делается во избежание нежелательного дополнительного нагрева источника света.

Только после того, как определено место для трансформатора и для ламп, можно приступать к монтажу и подключению.

Важен правильный выбор места для установки понижающего трансформатора. если он будет смонтирован в замкнутом пространстве, объем последнего должен быть достаточен для отведения образующегося при работе прибора тепла

В этом случае возможны два основных варианта, причем последний может быть модифицирован и использован для подключения не только двух групп светильников, но и трех и более.

Цепь светильников с одним трансформатором

Такой вариант считается оптимальным для четырех, максимум пяти источников света. Если ламп больше, лучше всего будет разделить и на группы. Галогенки подключаются только параллельно. Это нужно учесть при составлении схемы. Еще один важный нюанс. Необходимо разместить лампы так, чтобы расстояние от каждой из них до трансформатора было примерно одинаковым. Это необходимо для корректной работы приборов.

При наличии разной по длине проводки лампы будут гореть неодинаково. Та, у которой провод короче, будет светить ярче. Прибор с длинным кабелем будет гореть тускло. Кроме того, в последнем случае в процессе работы возможен еще и нагрев провода, что крайне нежелательно. Специалисты рекомендуют строить схему так, чтобы длина каждого из отходящих к лампам проводов не превышала 200 мм. При этом сечение кабеля должно быть не меньше 1,5 кв. мм.

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

На корпусе трансформаторе находятся клеммы выхода и входа. Первичные маркируются как N и L или Input. Это вход, расположенный на стороне 220 В. Нужно помнить, что здесь подключение проводится через одноклавишный выключатель. Далее отходящие от распредкоробки нулевой и фазный провода синего и оранжевого либо коричневого цвета соединяются с соответствующими клеммами трансформатора.

К вторичным клеммам Output или выход понижающего устройства подключаются галогенные лампы. Для этого используются только медные провода с одинаковым сечением. Важное замечание. Если по каким-либо причинам клемм трансформатора не хватает, следует установить дополнительные клеммные зажимы. Их можно приобрести в любом специализированном магазине.

Две группы ламп с двумя трансформаторами

Такое подключение оптимально, если светильников больше пяти. Группы могут состоять из одинакового количества ламп или разного. Это не важно. Главное, чтобы для каждой был правильно подобран трансформатор. Как и в описанном выше варианте начать стоит с выполнения схемы. При выборе места расположения ламп «работают» аналогичные правила. То есть длина всех отходящих к ним от трансформатора проводов должна быть примерно одинакова.

Так подключаются две группы галогенных светильников. Для каждой из них используется свой трансформатор, но выключатель общий для обеих

Это может быть сделать достаточно сложно. Тогда потребуется провести некоторые корректировки. Нужно знать, что для проводов из меди сечением 1,5 кв. мм, а именно их и рекомендовано использовать в данном случае, оптимальная длина варьируется от 150 и до 300 см. На такое расстояние энергия будет передаваться с минимальными потерями и без образования помех.

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

Подключение каждого из трансформаторов и групп ламп к нему производится аналогично выше описанному способу. То есть нулевая жила из распределительной коробки подключается к нулевым клеммам трансформаторов. Фазная жила с выключателя соединяется с фазными же кабелями понижающих устройств. Теоретически таким способом можно подключить и более двух групп светильников, но для каждой из них устанавливается свой трансформатор.

Важное замечание. Для каждого из понижающих устройств прокладывается отдельный кабель, причем соединяются они исключительно внутри распределительной коробки. Некоторые «умельцы» предпочитают соединить провода где-нибудь под потолком, но не задействовать распредкоробку.

Это серьезная ошибка, противоречащая ПУЭ, где написано о том, что к каждому из выполненных участков соединения кабелей обязательно должен быть обеспечен свободный доступ для осмотра, обслуживания и возможного ремонта. Поэтому единственный правильный вариант – соединение в распределительной коробке.

В процессе создания галогенной подсветки с большим количеством ламп важно грамотно рассчитать количество осветительных групп и место расположения трансформаторов для каждой из них

Специалисты подчеркивают, что если предполагается подключение группы, состоящей из большого количества ламп, возможен вариант с размещением распределительной коробки между светильниками и выходом трансформатора. Это особенно актуально при недостатке клемм на понижающем устройстве или при ограничениях его размещения.

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. Производится оно путем вычисления общей силы тока. Проиллюстрируем примером. Семь 12 В источников света мощностью в 35 Вт должны быть подключены через трансформатор. Лампы монтируются через распредкоробку параллельно. Нужно узнать сечение провода, который будет проложен между распределителем и выходом блока.

Для этого сначала умножаем число лампочек на их мощность. Затем полученную величину делим на рабочее напряжение. Получаем приближенно 29 А. Это сила тока, который будет проходить через низковольтную проводку. Используя представленную в ПУЭ таблицу зависимости сечения проводки от рабочего напряжения, определяем подходящий размер провода. В нашем случае это будет как минимум 4 кв. мм. Как видно, нагрузка достаточно велика. Возможно, есть смысл разделить эту группу ламп еще на две.

Если при подключении двух групп галогенных ламп поставить двухклавишный выключатель, можно получить возможность управлять каждой из них по отдельности

При монтаже двух групп галогеновых лампочек через трансформатор можно использовать два типа выключателей. Если поставить одноклавишную модель, то обе группы смогут включаться/выключаться только одновременно. Если же требуется отдельное управление группами световых приборов, можно поставить двухклавишный выключатель.

Рекомендации специалистов-практиков

Практикующие электрики часто сталкиваются с необходимостью монтажа низковольтных галогенок, когда проводка уже проведена и успешно эксплуатируется. В таком случае далеко не всегда возможно осуществить параллельное подключение ламп к трансформатору без кардинальной переделки проводки. Чтобы минимизировать затраты специалисты рекомендуют в этом случае соединить каждый светильник с собственным трансформатором.

Как правило, это будут небольшие по мощности и габаритам устройства. Если это кажется расточительством, можно поставить  в светильники вместо низковольтных высоковольтные галогенки на 220 В. Правда, в этом случае придется снабдить их прибором плавного пуска. Или, как вариант, если конструкция светильника позволяет, можно заменить галогенные лампы на светодиоды эконом-класса.

Возможность регулировать интенсивность освещения привлекает многих. Большинство электронных трансформаторов дополнено возможностью снижения напряжения на входе, что позволяет регулировать яркость галогенного освещения

Очень часто планируется регулирование интенсивности освещения, для чего в общую схему добавляется диммер. Нужно знать, что большинство импульсных трансформаторов не рассчитаны на совместную работу с диммером. Поскольку последний отрицательно влияет на функционирование электронного преобразователя, это в конечном итоге заметно сокращает срок службы подключенных галогенных ламп.

По этой причине оптимальный вариант для работы в паре с диммером – тороидальный электромагнитный трансформатор. И еще одно замечание. Электрики настойчиво рекомендуют не забывать об обслуживании уже установленных понижающих устройств. Оптимально раз в шесть месяцев проводить их плановый осмотр с проверкой работоспособности. При выявлении проблем устройства ремонтируют или заменяют.

Выводы и полезное видео по теме

Давайте знакомиться — трансформаторы Osram:

Как правильно подключить трансформатор:

Все, что нужно знать о трансформаторах для источников света галогенного типа:

Низковольтные галогенные лампы – практичное решение для обустройства встроенного освещения. Они считаются бюджетным аналогом светодиодам, значительно превосходя их в качестве излучаемого света. Главная сложность использования низковольтных галогенок заключается в необходимости подключения понижающего трансформатора. Однако если сделать все правильно, осветительные приборы будут служить долго и без проблем.

sovet-ingenera.com

виды, устройство и правила подключения

Часто для контроля работы электронных приборов в доме приходится использовать специальные устройства. Это справедливо, в частности, для осветительных приборов. Одним из таких устройств является трансформатор для галогенных ламп 12 вольт. Эти лампочки в последнее время стали использоваться часто, что и вызвало интерес к устройствам, контролирующим их работу.

Виды и устройство трансформаторов

Понижающие трансформаторы для люстры предназначены, в первую очередь, для защиты источников света от резких скачков энергии. Используются они в основном для маленьких лампочек, рассчитанных на напряжение от 6 до 24 вольт. На сегодняшний день выпускается два типа:

  • Тороидальный (электромагнитный).
  • Импульсный (электронный).

Первый тип отличается простой конструкцией и обладает неплохими показателями мощности. Однако следует помнить и о довольно серьезных недостатках — большие масса и габариты. Не стоит забывать также о нагреве обмоток трансформатора, что негативно влияет на срок службы галогенных ламп. В результате устройства тороидального типа крайне редко используются в жилых помещениях.

Электронные девайсы обладают большим количеством положительных качеств, что способствует более широкому распространению. По сути, их единственным недостатком является сравнительно высокая стоимость. В то же время наличие у некоторых моделей дополнительного функционала, например, встроенной защиты от короткого замыкания, способствует увеличению срока эксплуатации.

Именно импульсные девайсы используются в ситуациях, когда лампы необходимо разместить в стенах или мебели. В отличие от тороидальных устройств, импульсные трансформируют энергию благодаря полупроводниковым радиодеталям. Использовать электронный трансформатор для галогенных ламп необязательно, но желательно. Это связано с увеличением срока работы осветительных элементов.

Расчет и выбор устройства

Перед началом работы с трансформатором необходимо правильно рассчитать его мощность. Так как сейчас на рынке присутствует большое количество устройств этого типа, обладающих различными характеристиками, ошибиться в выборе довольно легко. Дело в том, что при недостаточной мощности прибор не сможет решить поставленную задачу, а при высоком показателе увеличится расход энергии.

При этом рассчитать требуемую мощность на практике очень просто. Если предположить, что в помещении установлено шесть ламп по 30 Вт при напряжении в 12 В, то общая мощность всех осветительных элементов составит 180 Вт.

Любое электронное устройство следует выбирать с небольшим запасом, составляющим от 10 до 15 процентов. В результате для решения поставленной задачи предстоит приобрести трансформатор для галогенных ламп мощностью около 207 Вт.

трансформатора

Если необходимо установить устройство для контроля работы нескольких галогенных ламп, то можно использовать один из двух способов:

  • Применить одноклавишный выключатель.
  • Создать отдельные группы светильников.

Каждый из этих методов стоит рассмотреть подробно.

Использование одного выключателя

Провода оранжевого и синего цвета подключаются к входным клеммам трансформатора. Следует помнить, что в зависимости от страны производителя устройства, цветовое обозначение проводов может отличаться, и предварительно стоит заглянуть в инструкцию. Осветительные устройства, в свою очередь, необходимо подсоединить к выходным контактам трансформатора. Чтобы минимизировать потерю энергии, все подключения желательно делать с помощью медных проводов небольшого сечения, но не менее 1,5 мм2.

Также необходимо учесть еще один нюанс — проводники должны быть идентичны и подключены параллельно. В противном случае интенсивность светового потока каждой отдельной лампы может отличаться. При необходимости в любом магазине электротоваров можно приобрести дополнительные клеммы, если не хватает входящих в комплект.

Второй важный нюанс подключения лампочек к трансформатору через один выключатель является необходимость подбора правильной длины проводов. Этот показатель должен составлять от 1,5 до 3 метров. В противном случае возможны потери электроэнергии и перегрев проводников.

Разделение ламп на группы

Именно этот способ многие профессиональные электрики считают наиболее эффективным. Он не только прост в реализации, но и практичен. Если предположить, что требуется подключить 6 ламп, то необходимо создать две группы по 3 осветительных элемента. При этом для каждой из них следует приобрести отдельный трансформатор.

На практике это удобно, ведь при выходе из строя одного устройства, второе продолжит работать. При необходимости управления каждой группой осветительных элементов необходимо установить двухклавишный выключатель.

220v.guru

Трансформатор для галогенных ламп | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Речь в сегодняшней статье пойдет о расчете и выборе понижающего трансформатора для галогенных ламп, а также о схемах его подключения.

Галогенные лампы нашли широкое применение для освещения разного вида помещений. Они обладают идеальной цветопередачей и имеют постоянную яркость на протяжении всего периода работы. Срок службы таких ламп в 3-4 раза дольше (до 2-4 тыс. часов), чем у ламп накаливания.

Всего существует два типа галогенных ламп:

  • на переменное напряжение 220 (В)
  • на переменное напряжение 6, 12 и 24 (В)

Первый тип ламп включаются в сеть 220 (В) напрямую (непосредственно) без применения каких-либо понижающих трансформаторов.

Вот фотография галогенной лампы JCDR на 220 (В) мощностью 35 (Вт) с цоколем GU5.3 (значение 5.3 — это расстояние между выводами в миллиметрах).

Вот еще пример «галогенки» ЭРА на 220 (В) мощностью 35 (Вт) с цоколем GY6.35.

Для подключения второго типа ламп необходим понижающий трансформатор 220/6 (В), 220/12 (В) и 220/24 (В) соответственно.

В данной статье мы более подробно остановимся именно на этих типах галогенных ламп.

Напомню Вам, что применение ламп на 6, 12 или 24 (В) обеспечивает дополнительную электробезопасность. Почитайте статью про требования к светильникам и розеткам, установленных в ванной комнате или в помещении парилки.

 

Электромагнитный или электронный трансформатор? Что выбрать?

На сегодняшний день понижающие трансформаторы делятся на 2 типа:

  • электромагнитные (тороидальные)
  • электронные (импульсные)

Электромагнитные трансформаторы для галогенных ламп достаточно надежны и не очень дорогие по стоимости.

Их принцип работы основан на электромагнитной связи первичной и вторичной обмоток (катушек).

Также они имеют весомые недостатки — это значительный вес (массу) и габаритные размеры, поэтому их применение несколько ограничено. Посмотрите сами. Электромагнитный трансформатор 220/12 (В) HBL-250 имеет вес около 3,2 (кг).

Хочу сказать еще о двух их недостатках — это нагрев во время работы и чувствительность к скачкам напряжения, что отрицательно сказывается на сроке службы галогенных ламп.

Вес и габаритные размеры электронных трансформаторов в несколько раз меньше, чем у электромагнитных. Они имеют стабилизированное напряжение на выходе и особо не нагреваются во время работы (по сравнению с электромагнитными).

Некоторые типы электронных трансформаторов обладают встроенной защитой от короткого замыкания, перегрева, плавным пуском, что значительно увеличивает срок службы галогенных ламп, поэтому они и  нашли более широкое применение, особенно для светильников и люстр для натяжных и подвесных потолков, корпусной мебели и т.п.

Электронные трансформаторы имеют совершенно другой принцип работы, основанный на преобразовании электрической энергии за счет электронных устройств и полупроводниковых приборов.

Электронный трансформатор запрещено включать без нагрузки в связи с особенностями его внутренней схемы. Вы наверное замечали, что на корпусах некоторых моделей указаны два значения мощности: минимальная и максимальная. Например, 40-105 (Вт). Так вот общая мощность ламп, питающихся от этого трансформатора, должна быть не меньше 40 (Вт).

 

Как рассчитать мощность трансформатора для галогенных ламп?

Итак, Вы определились с типом понижающего трансформатора. Теперь нужно выбрать его мощность. В продаже имеются трансформаторы с разными значениями мощностей. Покупать трансформатор с завышенной мощностью совсем не целесообразно, или наоборот, можно купить с недостаточной мощностью, что вызовет его перегруз и выход из строя.

Рассмотрим на реальном примере.

Предположим, что на кухне необходимо установить 6 галогенных точечных светильников напряжением 12 (В) мощностью 35 (Вт). Общая мощность всех ламп составит 210 (Вт). Введем коэффициент запаса (надежности), увеличив значение 210 (Вт) на 10-15%. Получаем мощность, равную 231 (Вт). Таким образом, нам нужно приобрести понижающий трансформатор 220/12 (В) мощностью не ниже 231 (Вт). Приходим в магазин, смотрим ближайшее большее значение и покупаем трансформатор на 250 (Вт).

Вот стандартный ряд номинальных мощностей: 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300, 400 (Вт).

Схема подключения галогенных ламп. Вариант 1

Вот схема подключения галогенных ламп для нашего варианта:

Схема подключения трансформатора на стороне 220 (В) осуществляется через одноклавишный выключатель. Отходящие от распределительной коробки оранжевый и синий проводники (читайте о цветовой маркировке проводов) подключаются на первичные клеммы  трансформатора L и N «Input» («Вход»).

На стороне 12 (В) все галогенные лампы подключаются на вторичные клеммы трансформатора «Output» («Выход») отдельными медными проводами (кабелями) сечением не менее 1,5 кв.мм и только параллельно. Сечение и длина питающих проводов должны быть одинаковыми, иначе яркость свечения «галогенок» будет отличаться друг от друга.

Если клеммных зажимов на трансформаторе не достаточно для подключения 6 ламп, то можно применить специальные соединительные клеммы.

Длина проводов (кабелей) между трансформатором и галогенными лампами должна быть в пределах от 1,5 до 3 (м). Почему? Если это расстояние увеличить, то в линии возникнут большие потери (провод начнет греться), т.к. при одной и той же мощности лампы и разных питающих напряжениях (220 и 12 В) ток в проводах будет отличаться в десятки раз, соответственно, уменьшится яркость ламп.

Если по каким-то причинам длина от трансформатора до лампы превышает 3 метров, то необходимо увеличивать сечение питающего провода (кабеля).

 

Подключение галогенных светильников. Вариант 2

Можно сделать немного по-другому. Разобьем 6 светильников на 2 группы, т.е. в первой группе — 3 штуки, и во второй группе — 3 штуки.

Для каждой группы установим свой понижающий трансформатор 220/12 (В). Такое решение будет целесообразно, т.к. при выходе из строя одного из понижающего трансформаторов, вторая группа светильников будут продолжать работать, а покупка нового трансформатора обойдется несколько дешевле, нежели покупать один общий трансформатор, как в первом примере — ведь с ростом мощности пропорционально ей увеличивается и цена на товар.

Общая мощность каждой группы составит 105 (Вт). Аналогично, введем коэффициент запаса (надежности), увеличив значение 105 (Вт) на 10-15%. Получаем мощность, равную 115,5 (Вт).

Таким образом, нам нужно приобрести два понижающих трансформатора 220/12 (В) мощностью не ниже 115,5 (Вт). Приходим в магазин, смотрим ближайшее большее значение и покупаем трансформатор на 150 (Вт).

Вот схема для варианта 2.

Рекомендую Вам каждый понижающий трансформатор запитывать отдельными проводами (кабелями) и соединять их в распределительной коробке (читайте о всех разрешенных способах соединения проводов). Этим советом некоторые пренебрегают и соединяют провода прямо под потолком. Так делать не нужно, т.к. все места соединений проводов должны иметь постоянный и беспрепятственный доступ для обслуживания и ремонта (ПУЭ, п.2.1.23).

Если Вы хотите управлять каждой группой ламп отдельно, то используйте для этого двухклавишный выключатель.

Внимание!!! Применять диммер совместно с электронными (импульсными) понижающими трансформаторами не рекомендуется, т.к. он нарушает правильную работу электронного преобразователя, что в итоге скажется на уменьшении срока службы галогенных ламп. 

 

Рекомендации по месту установки понижающего трансформатора

В конце статьи я хочу дать Вам несколько рекомендаций по установке трансформаторов для галогенных ламп.

Я уже говорил в начале статье, что понижающие трансформаторы для галогенных ламп во время работы могут достаточно сильно нагреваться, поэтому их необходимо устанавливать на негорючей поверхности.

Расстояние от трансформатора до «галогенки» должно составлять не менее 20 (см).

Для лучшей вентиляции трансформатор рекомендуется устанавливать в закрытой полости (нише) объемом не меньше 12 литров, иначе необходимо уменьшить его нагрузку.

P.S. На этом все. Спасибо за внимание. Если у Вас имеются вопросы по материалу данной статьи, то задавайте их в комментариях. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


zametkielectrika.ru

Как выбирать трансформатор для галогенной лампы на 12 вольт?

Низковольтные источники света на сегодняшний день приобрели достаточно широкую популярность. Встраиваемые осветительные приборы с галогенными лампами часто встречаются в офисных помещениях, строениях частного сектора, в квартирах многоэтажек, в подсветке витрин магазинов и многих других местах, где требуется освещение.

Главным достоинством такого осветительного прибора является длительный эксплуатационный ресурс и безопасность при использовании светильника, которая обусловлена низким уровнем напряжения. Но для подключения галогенных ламп на 12 вольт обязательно наличие правильно выбранного трансформатора.

Низковольтный галогенный светильник может работать от сети переменного тока только через специальный адаптер питания — понижающий трансформатор. На сегодняшний день самыми популярными считаются электромагнитный и электронный трансформаторы для галогенных источников света.

Электромагнитное адаптирующее устройство отличается большими габаритами и весом из-за чего ограничивается его сфера применения. Такие приборы малоэффективны и сильно чувствительны к изменениям напряжения в сети переменного тока. В свою очередь, электронные устройства для галогенных ламп на 12 вольт более безопасны и имеют много дополнительных функций: они снабжаются устройством защиты от перегрева, колебаний напряжения и имеют функцию мягкого пуска ламп, сильно повышающую их срок службы.

Особенности трансформаторов для галогенных светильников

Чтобы качественно контролировать работу галогенного осветительного прибора обязательно используют трансформатор, понижающий выходное напряжение до 12 вольт. Благодаря этому достигается защита ламп от перенапряжения и скачков электроэнергии.

Такие преобразователи нормализируют входящее электричество и выдают на выходе нужный уровень напряжения от 6 до 24 вольт в зависимости от используемой галогенной лампы. На сегодняшний день существует два основных типа понижающих трансформаторов в зависимости от конструктивного исполнения прибора:

  • тороидальные обмоточные преобразователи;
  • электронные или импульсные понижающие трансформаторы.

Стандартные обмоточные трансформаторы считаются самыми доступными и простыми в плане эксплуатации, а также обладают хорошими мощностными показателями. К такому прибору легко подключить галогенный источник света.

Принцип работы такого преобразователя основан на электромагнитной взаимосвязи катушек прибора. Но из-за использования последних такой трансформатор имеет серьёзные недостатки — большой вес, достигающий нескольких килограмм и габариты, которые занимают много места. Именно по этой причине такие устройства понижающее напряжение не получили широкого применения в быту.

Плюс ко всему электромагнитное преобразующее устройство сильно греется в процессе работы что, может негативно отразиться на галогенных лампах. Помимо этого, перегрев тороидальных обмоточных трансформаторов может приводить к скачкам напряжения в доме, тем самым пагубно сказываясь на других бытовых устройствах.

В свою очередь, низковольтные импульсные преобразователи, которые также называют электронными трансформаторами, получили максимально широкий спектр применения как в быту, так и на производстве. Такая популярность в первую очередь обусловлена незначительной массой и габаритами прибора. Помимо этого, такой прибор качественно понижает напряжение, при этом не нагреваясь в процессе работы. К единственным недостаткам такого трансформатора для галогенных ламп на 12 вольт можно зачислить достаточно высокую стоимость прибора.

В последнее время на рынке электроники появились импульсные понижающие трансформаторы, которые ещё на стадии производства оснащаются встроенной защитой от короткого замыкания и перенапряжения, что значительно продлевает срок службы как преобразователя, так и источников света.

Такие электронные преобразователи зачастую используют для монтажа галогенных источников света в мебельной промышленности или подвесных потолках. По принципу работы такой трансформатор отличится от обмоточного аналога тем, что преобразование энергии достигается за счёт полупроводниковых устройств и электронных запчастей.

Особенности выбора трансформатора

В процессе выбора трансформатора для галогенных светильников на 12 вольт обязательно учесть определённые факторы. В первую очередь определяют тип устройства: электронный или электромагнитный адаптер. В последнее время предпочтение отдают электронным преобразователям для галогенных источников света, которые благодаря своей незначительной массе и габаритам могут использоваться в любой сфере электротехники.

Главным параметром понижающего трансформатора вне зависимости от типа устройства является мощность прибора. Из-за того, что в большинстве случаев используется параллельная схема подключения галогенных ламп, то мощностные показатели трансформатора должны приравниваться к суммарной мощности всех осветительных приборов. Например, если подключается две лампы по 40 Вт, то мощность преобразователя составляет 80 Вт плюс запас 10-15%.

Естественно, приобретение трансформатора с чрезмерным мощностным запасом нецелесообразно по той простой причине, что в значительной степени возрастает стоимость прибора. Помимо этого, такое несоответствие приводит к поломке преобразователя, а часто и галогенных ламп. Каждый адаптер имеет минимальные показатели нагрузки, необходимые для стабильной работы прибора.

Выходные параметры напряжения трансформатора должны соответствовать номинальным показателям галогенных ламп. Стандартные источники света выпускаются с номинальными параметрами напряжения 6, 12 и 24 В. Но самую большую популярность получили 12 вольтовые источники света. Если галогенное освещение монтируется в помещениях с высокой влажностью, то нужно приобретать преобразователь, имеющий гальваническую развязку.

Для подключения к адаптеру большого числа осветительных приборов на 12 вольт не всегда целесообразно использовать один дорогой прибор с большими мощностными показателями. Зачастую лучше приобрести несколько бюджетных устройств с меньшей мощностью и использовать их для подключения отдельных групп галогенных источников света.

Такой вариант более практичен, так как в случае выхода из строя одного из нескольких адаптеров гореть не будет только одна группа светильников, в то время как все остальные лампы будут и дальше освещать квартиру. При этом замена одного маломощного прибора для ламп будет значительно дешевле, чем покупка дорогостоящего мощного понижающего трансформатора, так как его цена пропорциональна его мощностным показателям.

Особенности установки трансформатора

Для подключения нескольких галогенных источников света на 12 вольт к одному понижающему трансформатору используют несколько популярных вариантов:

  • в разрыв одноклавишного выключателя;
  • с помощью объединения галогенных ламп в отдельные группы.

В стандартной схеме подключения оранжевый и синий провода подсоединяются на первичные зажимы L и N входа преобразователя. В свою очередь, галогенные лампы подсоединяются на вторичные клеммы выхода понижающего трансформатора. При этом прокладка проводов должна выполняться медными кабелями соответствующего сечения, что обеспечит минимальные потери энергии.

Чтобы достичь равномерности свечения галогенных источников света их подключение производится идентичными проводниками по параллельной схеме. При этом сечение проводов должно составлять минимум 1,5 мм квадратных. Если необходимо подключение большого количества групп, параллельно соединённых галогенных ламп, а клемм на выходе понижающего преобразователя недостаточно, то в магазинах электрических запчастей продаются дополнительные клеммы, главное, чтобы хватило мощности прибора.

Также немаловажное значение играет длина проводки в идеале она должна составлять не более 3 м. Такие параметры считаются оптимальными для снижения энергопотерь и предотвращения нагрева проводников. Очень длинная проводка сильно греется, отдавая часть тепла галогенным светильникам, которые по этой причине могут часто выходить из строя или иметь разную степень свечения. В ситуации, когда уменьшение длины электрических проводов по какой-либо причине невозможно, увеличивают сечение последних.

Правила подключения преобразователя напряжения

Процедура подключения галогенных ламп к понижающему трансформатору подразумевает соблюдение определённых правил электромонтажа освещения.

  1. При параллельной схеме подключения галогенных ламп должна соблюдаться одинаковая длина и сечение электрических проводников, идущих непосредственно к разным источникам света. Иначе 12 вольтовые лампы будут иметь разную степень свечения, и освещение в помещении будет неравномерным.
  2. По причине того, что галогенная лампа сильно греется, минимальное расстояние источника света до понижающего трансформатора должно быть больше 20 см.
  3. Если используется электронный преобразователь напряжения, то максимальная длина проводки от прибора к лампам не должна превышать 5 м. При этом, чем больше длина проводки, тем больше должно быть её сечение. В противном случае провода попросту начнут греться, а этот крайне нежелательно.
  4. Недопустимо производит монтаж трансформатора на легковоспламеняющихся поверхностях без использования дополнительной защиты из негорючих материалов.

Только придерживаясь вышеперечисленных несложных правил подключение галогенных ламп на 12 вольт к понижающему трансформатору будет выполнено с соблюдением всех требований безопасности.

Низковольтные галогенные светильники или лампа 220 вольт

Естественно, многие небезосновательно утверждают, что проще для освещения в квартире использовать стандартные лампы накаливания 220 вольт. Отчасти это, верно, но, несмотря на первичные затраты на установку преобразователя для подключения низковольтных светильников такое освещение обладает целым рядом преимуществ.

В первую очередь, эксплуатационный ресурс и надёжность галогенного светильника с лихвой перекроют затраты на установку трансформатора. Плюс, ко всему благодаря тому, что современные адаптеры оснащаются дополнительными системами защиты от перепада напряжения и короткого замыкания 12 вольтовые источники света будут работать намного дольше, чем стандартные лампы накаливания 220 вольт.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

elektro.guru

Трансформатор для галогенных ламп 12 вольт: расчет и подключение

Содержание:

  1. Виды трансформаторов
  2. Принцип работы импульсного трансформатора
  3. Как рассчитать и выбрать трансформаторное устройство
  4. Установка и подключение

Конструкция галогенных ламп представляет собой более совершенную модификацию традиционных ламп накаливания. Их колбы наполнены парами соединений различных галогенов, препятствующих активному испарению металла с нити накаливания в процессе работы. За счет этого создается высокая температура нити, намного больше, чем у обычных ламп. В результате, в галогенных лампах существенно возрастает светоотдача, спектр излучения становится более равномерным, а срок службы заметно увеличивается.

Данные светильники могут работать с напряжением 220 и 12 вольт, причем второй вариант имеет более высокий ресурс и улучшенные технические характеристики. Существует специальный трансформатор для галогенных ламп 12 вольт, преобразующий сетевое напряжение. Это дает возможность широкого использования таких источников освещения не только в домашних условиях, но и во многих других областях.

Виды трансформаторов

В качестве понижающих устройств могут использоваться два вида трансформаторов. Первый вариант представлен тороидальным обмоточным трансформатором – надежным, доступным и простым в работе. Он обладает хорошими параметрами мощности и легко подключается в сети. Принцип действия этого прибора основан на взаимодействии его катушек между собой.

Существенным недостатком таких устройств является их большой вес, достигающий нескольких килограммов и значительные габариты. Данные характеристики ограничивают сферу использования приборов производственными, складскими и другими нежилыми помещениями. Будучи включенными, эти трансформаторы сильно нагреваются, провоцируют скачки напряжения, отрицательно влияют на галогенные лампочки.

Более широкое применение получили низковольтные импульсные трансформаторы, известные как электронные. Основными преимуществами данных устройств являются незначительные габариты и малый вес. Он выполняет качественную трансформацию электрического тока до нужных параметров и не нагревается в процессе работы.

В некоторых случаях электронный трансформатор для галогенных ламп оборудуется встроенной защитой, срабатывающей при коротких замыканиях и перенапряжениях. За счет этого увеличивается срок службы и работоспособность прибора. Эти устройства применяются при встраивании галогенных светильников в стены, мебель или труднодоступные места. Для трансформации электроэнергии в конструкции приборов предусмотрены специальные полупроводниковые устройства, электронные детали и элементы универсального действия.

Галогенные лампы могут функционировать и без трансформатора. Тем не менее, специалисты рекомендуют использование трансформаторных устройств, обеспечивающих необходимый контроль над работой осветительных приборов.

Принцип работы импульсного трансформатора

Поскольку трансформация касается токов высокой частоты, конструкция импульсных приборов отличается малыми размерами сердечника магнитопровода и небольшим количеством трансформаторных обмоток. Это дает возможность существенно снизить размеры и вес данных устройств по сравнению с обычным трансформатором. При этом выходная мощность обоих приборов будет одинаковой.

Для выпрямления напряжения используется диодный мост и сглаживающие конденсаторы. Электрический ток проходит через транзисторный ключ, находящийся в открытом состоянии и далее – через первичную обмотку. В этот момент происходит насыщение магнитопровода сердечника и создание ЭДС на сигнальной обмотке. Ток обмотки заряжает конденсатор, у которого на обкладках повышается напряжение, способное закрыть транзистор.

Постепенно на сигнальной обмотке напряжение уменьшается и пропадает. В результате, через нее происходит разрядка конденсатора и последующее открытие транзистора. Такой цикл повторяется постоянно с высокой частотой, составляющей десятки тысяч Герц.

К обычным лампам накаливания напряжение, поступающее со вторичной обмотки может быть подключено напрямую. Если же требуется запитать электронные устройства постоянным напряжением 12 вольт, то для его преобразования используются выпрямительные диоды. Под влиянием тока вторичной обмотки происходит образование противодействующего магнитного потока. В свою очередь, он способствует росту реактивного сопротивления в первичной обмотке и воздействует на сигнальную обмотку. За счет этого выходное напряжение стабилизируется.

В случае перегорания нити в цепи нагрузки возникает обрыв. Это приводит к нарушению баланса магнитных потоков и сбоям генерации импульсов. Следовательно, электронным трансформаторам необходима нагрузка, подключенная к выходу, при наличии которой они могут нормально функционировать. Отсутствие такой нагрузки быстро выводит прибор из строя. Поэтому при выборе нужной модели трансформатора необходимо знать возможный диапазон мощности ламп, которые требуется подключить. Эти данные должны соответствовать допустимым значениям, указанным в техническом паспорте устройства.

Как рассчитать и выбрать трансформаторное устройство

Потребная мощность трансформатора рассчитывается по определенным параметрам. Требуется получить максимально точные данные, поскольку приобретение слишком мощного устройства будет экономически невыгодным, а слабый трансформатор не выполнит свою функцию.

Расчет мощности трансформатора для галогенных ламп 12 В делается очень просто. Например, в помещении имеется 8 галогенных ламп по 25 ватт каждая, работающие от напряжения 12В. Общая мощность светильников составит 8 х 25 = 200 Вт. Необходимо добавить еще 10-15% на запас мощности и погрешность в расчетах. Получится значение 220-230 Вт. По этой характеристике и нужно делать выбор понижающего трансформатора. Большое количество моделей на современном рынке электроники позволит легко подобрать наиболее подходящий вариант. Существует стандартный ряд мощностей от 50 до 400 ватт, облегчающий выбор блока питания.

Отдельно рассчитываются провода, используемые для подключения. Расчет поперечного сечения выполняется в соответствии с тем значением тока, от которого питаются данные лампы.

Для галогенных светильников используется параллельное подключение по схеме «звезда». Каждую лампочку нужно соединить с трансформатором отдельными кабелями с одинаковым сечением и длиной. В противном случае яркость свечения каждого светильника будет отличаться. Следует учитывать падение напряжения, возникающее на проводе. В связи с этим рекомендуется выбирать максимально короткий проводник. Расстояние от трансформатора до лампы должно быть не менее 20 см, чтобы тепло, выделяемое светильником, не оказывало отрицательного влияния на прибор.

Максимально допустимое падение напряжения не должно превышать 5%. Для расчетов длины проводника используется формула L = 5 x U2/(3,6 x P), а для сечения – S = L x 3,6 x P/(5 x U2). В этих формулах L – длина провода, Р – известная мощность, U – напряжение, S – сечение медного проводника.

Установка и подключение

Подключить понижающий трансформатор для галогенных лампочек 12 вольт к нескольким светильникам можно выполнить двумя способами:

  • Подключаются сразу все лампы с помощью одноклавишного выключателя.
  • Создаются отдельные группы светильников, подключаемых к собственным трансформаторам.

В первом случае провода фазы и нуля подключаются к входным клеммам блока питания. С противоположной стороны устройства галогенные светильники соединяются со вторичными клеммами на выходе. Для этого используются медные проводники с небольшим сечением, сводящие к минимуму потери электроэнергии. Иногда у трансформатора не хватает клемм, чтобы подключить все количество ламп. Проблема решается с помощью дополнительных клемм, приобретаемых в магазине электротоваров.

Далее нужно правильно подобрать длину проводов, которая должна быть примерно 1,5-3 метра, что исключает помехи и потери энергии в проводах. Слишком длинные проводники будут нагреваться в процессе работы, в результате яркость свечения ламп станет отличаться. Если длина проводника не может быть уменьшена, необходимо увеличить его сечение. Например, сечение провода длиннее трех метров, должно быть не меньше 2,5 мм2.

Второй вариант предполагает разбивку светильников на несколько групп. Этот способ считается более практичным и простым в использовании.

На представленном рисунке видно, что все галогеновые лампы разбиты на две группы по три светильника в каждой. Соответственно, потребуется два отдельных трансформатора, аналогично отдельным автоматическим выключателям, защищающим различные приборы.

Данная схема подключения удобна тем, что при выходе из строя любого трансформатора, другой продолжит свою работу без каких-либо проблем. Выбор мощности трансформаторных устройств производится отдельно на каждую группу по методике, рассмотренной ранее. Самое главное – на забывать о запасе мощности в 10-15%.

electric-220.ru

Нужен ли трансформатор для светодиодных ламп

Драйвер или блок питания для светодиодов ?

Сегодня в продаже можно увидеть множество различных типов источников питания для светодиодов. Данная статья призвана облегчить выбор нужного вам источника.

   Прежде всего, рассмотрим различие стандарного блока питания и драйвера для светодиодов. Для начала нужно определиться — что такое блок питания ? В общем случае это — источник питания любого типа, представляющий собой отдельный функциональный блок. Обычно он имеет определенные входные и выходные параметры, причем неважно — для питания каких именно устройств предназначен. Драйвер для питания светодиодов обеспечивает стабильный ток на выходе.  Другими словами — это тоже блок питания.  Драйвер — это лишь маркетинговое обозначение — дабы избежать путаницы. До появления светодиодов источники тока — а им и является драйвер, не имели широкого распространения. Но вот появился сверхяркий светодиод — и разработка источников тока пошла семимильными шагами. А чтобы не путаться — их называют драйверами. Итак, давайте договоримся о некоторых терминах. Блок питания — это источник напряжения (constant voltage), Драйвер — источник тока (constant current). Нагрузка — то, что мы подключаем к блоку питания или драйверу.

Блок питания

   Большинство электроприборов и компонентов электроники требуют для своей работы источник напряжения.  Им является обычная электрическая  сеть, которая присутствует в любой квартире в виде розетки.  Всем известно словосочетание «220 вольт». Как видите — ни слова о токе. Это означает, что если прибор рассчитан на работу от сети 220 В, то вам неважно — сколько тока он потребляет. Лишь бы было 220 — а ток он возьмет сам — столько, сколько ему нужно. К примеру, обычный электрический чайник мощностью 2 кВт (2 000 Вт), включенный в сеть 220 в, потребляет следующий ток : 2 000 /  220 =  9 ампер. Довольно много, учитывая, что большинство обычных электрических удлинителей рассчитано на 10 ампер. В этом причина частого срабатывания защиты (автомата) при включении чайников в розетку через удлинитель, в который и так вставлено много приборов — компьютер, например. И хорошо, если защита сработает, в противном случае удлинитель может просто расплавиться.  И так — любой прибор, рассчитанный на включение в розетку — зная, какова его мощность, можно вычислить потребляемый ток.  
   Но большинство бытовых устройств, таких как телевизор, DVD-проигрыватель, компьютер, нуждаются в понижении сетевого напряжения с 220 В до нужного им уровня — например, 12 вольт. Блок питания — это как раз то устройство, которое занимается таким понижением.
   Понизить напряжение сети можно разными способами. Самые распостраненные блоки питания — трансформаторный и импульсный.

Блок питания на основе трансформатора

   В основе такого блока питания лежит  большая, железная, гудящая штуковина.:) Ну, нынешние трансформаторы гудят поменьше. Основное достоинство — простота и относительная безопасность таких блоков. Они содержат минимум деталей, но при этом обладают неплохими характеристиками. Основной минус — КПД и габариты. Чем больше мощность блока питания — тем он тяжелее. Часть энергии расходуется на «гудение» и нагрев 🙂 Кроме того, в самом трансформаторе теряется часть энергии. Другими словами — просто, надежно, но имеет большой вес и много потребляет — КПД на уровне 50-70%. Имеет важный неотъемлемый плюс — гальваническую развязку от сети. Это означает, что если произойдет неисправность или вы случайно залезете рукой во вторичную цепь питания — током вас не стукнет 🙂  Еще один несомненный плюс — блок питания может быть включен в сеть без нагрузки — это ему не повредит.
   Но давайте посмотрим, что будет, если перегрузить такой блок питания.
Имеется : трансформаторный блок питания с выходным напряжением 12 вольт и мощностью 10 ватт. Подключим к нему лампочку 12 вольт 5 ватт. Лампочка будет светиться на все свои 5 ватт и потреблять тока 5 / 12 = 0,42 А .

Подключим вторую лампочку последовательно к первой, вот так  :

Обе лампочки будут светиться, но очень тускло. При последовательном соединении ток в цепи останется тем же — 0,42 А, а вот напряжение распределится между двумя лампочками, то есть каждая получит по 6 вольт. Понятно, что светиться они будут еле-еле. Да и потреблять при этом будут каждая примерно по 2,5 Вт.
Теперь изменим условия — подключим лампочки параллельно :

В итоге напряжение на каждой лампе будет одинаковое — 12 вольт, а вот тока они возьмут каждая по 0,42 А. То есть ток в цепи возрастет в два раза.  Учитывая, что блок у нас мощностью 10 Вт — мало ему уже не покажется — при параллельном включении мощность нагрузки, то есть лампочек, суммируется. Если мы еще и третью подключим — то блок питания начнет дико греться и в конце концов сгорит, возможно, прихватив с собой вашу квартиру.  А все это потому, что он не умеет ограничивать ток. Поэтому очень важно правильно рассчитать нагрузку на блок питания. Конечно, блоки посложнее содержат защиту от перегрузки и автоматически отключаются. Но рассчитывать на это не стоит — защита, бывает, тоже не срабатывает.

Импульсный блок питания

   Самый простой и яркий представитель — китайский блок питания для галогеновых ламп 12 В.  Содержит небольшое количество деталей, легкий, маленький. Размеры 150 Вт блока — 100х50х50 мм, вес грамм 100. Такой же трансформаторный блок питания весил бы килограмма три, а то и больше. В блоке питания для галогенных ламп тоже есть трансформатор, но он маленький, потому что работает на повышенной частоте. Надо отметить, что КПД такого блока  тоже не на высоте — порядка 70-80%, при этом он выдает приличные помехи в электрическую сеть. Есть еще множество блоков, основанных на аналогичном принципе — для ноутбуков, принтеров и т.п. Итак, основное достоинство — небольшие габариты и малый вес. Гальваническая развязка также присутствует. Недостаток — тот же, что и у его трансформаторного собрата. Может сгореть от перегрузки 🙂  Так что если вы решили сделать у себя дома освещение на 12 В галогенных лампах — подсчитайте допустимую нагрузку на каждый трансформатор.
   Желательно создавать от 20 до 30% запаса. То есть если у вас трансформатор на 150 Вт — лучше не вешайте на него больше, чем 100 Вт нагрузки.  И внимательно следите за равшанами, если они делают у вас ремонт. Расчет мощности им доверять не стоит. Также стоит отметить, что импульсные блоки не любят включения без нагрузки. Именно поэтому не рекомендуется оставлять зарядные устройства для сотовых в розетке по окончании зарядки. Впрочем, это все делают, поэтому большинство нынешних импульсных блоков содержат защиту от включения без нагрузки.

Эти два простых представителя семейства блоков питания выполняют общую задачу — обеспечение нужного уровня напряжения для питания устройств, которые к ним подключены. Как уже было сказано выше — устройства сами решают — сколько тока им нужно.

Драйвер

   В общем случае драйвер — это источник тока для светодиодов. Для него обычно не бывает параметра «выходное напряжение». Только выходной ток и мощность. Впрочем, вы уже знаете, как можно определить допустимое выходное напряжение — делим мощность в ваттах на ток в амперах.
   На практике это означает следующее. Допустим , параметры драйвера следующие : ток — 300 миллиампер, мощность — 3 ватта. Делим 3 на 0,3 — получаем 10 вольт. Это максимальное выходное напряжение , которое может обеспечить драйвер. Предположим, что у нас есть три светодиода, каждый из них рассчитан на 300 мА, а напряжение на диоде при этом должно быть около 3 вольт. Если мы подключим один диод к нашему драйверу, то напряжение на его выходе будет  3 вольта, а ток 300 мА. Подключим второй диод последовательно  (см. пример с лампами выше) с первым — на выходе будет 6 вольт 300 мА, подключим третий — 9 вольт 300 мА. Если же мы подключим светодиоды параллельно — то эти 300 мА распределятся между ними примерно поровну, то есть примерно по 100 мА. Если мы подключим к драйверу на 300 мА трехваттные светодиоды с рабочим током 700 мА — они будут получать только 300 мА. 
   Надеюсь, принцип понятен. Исправный драйвер ни при каких условиях не выдаст больше тока, чем он рассчитан — как бы вы не подключали диоды.  Надо отметить, что есть драйвера, которые рассчитаны на любое количество светодиодов, лишь бы их общая мощность не превышала мощность драйвера, а есть те, которые рассчитаны на определенное количество — 6 диодов, например. Некоторый разброс в меньшую сторону они, впрочем, допускают — можно подключить пять диодов или даже четыре. КПД универсальных драйверов  хуже чем у их собратьев, рассчитанных на фиксированное количество диодов в силу некоторых особенностей работы импульсных схем.  Также драйвера с фиксированным количеством диодов обычно содержат защиту от нештатных ситуаций. Если драйвер рассчитан на 5 диодов, а вы подключили три — вполне возможно , что защита сработает и диоды либо не включатся либо будут мигать , сигнализируя об аварийном режиме. Надо отметить, что большинство драйверов плохо переносят подключение к питающему напряжению без нагрузки — этим они сильно отличаются от обычного источника напряжения.

   Итак , разницу между блоком питания и драйвером мы определили. Теперь рассмотрим основные типы драйверов для светодиодов, начиная с самых простых.

Резистор

   Это простейший драйвер для светодиода. Выглядит как бочонок с двумя выводами. Резистором можно ограничить ток в цепи, подобрав нужное сопротивление.  Как это сделать — подробно описано в статье «Подключение светодиодов в авто»
Недостаток — низкий КПД, отсутствие гальванической развязки. Способов надежно запитать светодиод от сети 220 В через резистор не существует, хотя во многих бытовых выключателях подобная схема используется.

Конденсаторная схема.

   Сходна со схемой на резисторе. Недостатки те же. Возможно изготовить конденсаторную схему достаточной надежности, но при этом стоимость и сложность схемы сильно возрастут.

Микросхема  LM317

   Это следующий представитель семейства  простейших драйверов для светодиодов. Подробности — в вышеупомянутой статье о светодиодах в авто. Недостаток — низкий КПД, требуется первичный источник питания.  Преимущество — надежность, простота схемы.

Драйвер на  микросхеме типа HV9910

   Данный тип драйверов получил изрядную популярность благодаря простоте схемы, дешевизне комплектующих и небольших габаритах.
Преимущество — универсальность, доступность. Недостаток — требует квалификации и осторожности при сборке. Отсутствует гальваническая развязка с сетью 220 В. Высокие импульсные помехи в сеть. Низкий коэффициент мощности.

Драйвер  с низковольтным входом

   В эту категорию входят драйверы,  рассчитанные на подключение к первичному источнику  напряжения — блоку питания или аккумулятору. Например, это драйверы для светодиодных фонарей или ламп, предназначенных для замены галогенных 12 В. Преимущество — небольшие габариты и вес, высокий КПД, надежность, безопасность при эксплуатации. Недостаток — требуется первичный источник напряжения.

Сетевой драйвер

   Полностью готовы к использованию и содержат все необходимые элементы для питания светодиодов.  Преимущество — высокий КПД, надежность, наличие гальванической развязки, безопасность при эксплуатации. Недостаток — высокая стоимость, труднодоступны для приобретения. Могут быть как в корпусе, так и без корпуса. Последние обычно применяют в составе ламп или других источников света.

Применение драйверов на практике

   Большинство людей, планирующих использовать светодиоды, совершают типичную ошибку. Сначала приобретаются сами СИД, затем под них подбирается драйвер. Ошибкой это можно  считать потому, что в настоящее время мест, где можно приобрести в достаточном ассортименте  драйвера, не так уж и много. В итоге, имея на руках вожделенные светодиоды, вы ломаете голову — как подобрать драйвер из имеющегося в наличии.  Вот купили вы 10 светодиодов — а драйвера только на 9 есть. И приходится ломать голову — как быть с этим лишним светодиодом. Может быть, проще было сразу на 9 рассчитывать. Поэтому выбор драйвера должен происходить одновременно с выбором светодиодов.  Далее, нужно учитывать особенности светодиодов, а именно падение напряжения на них. К примеру, красный 1 Вт светодиод имеет рабочий ток 300 мА и падение напряжения 1,8-2 В. Потребляемая им мощность составит 0,3 х 2 = 0,6 Вт . А вот синий или белый светодиод имеет при таком же токе падение напряжения 3-3,4 В, то есть мощность  1 Вт. Стало быть, драйвер с током 300 мА и мощностью 10 Вт «потянет» 10 белых или 15 красных светодиодов. Разница существенная.  Типовая схема  подключения 1 Вт светодиодов к драйверу с выходным током 300 мА выглядит так :

У стандартных 1 Вт светодиодов минусовой вывод больше плюсового по размеру, поэтому его легко отличить.

Как же быть, если доступны только драйвера с током 700 мА ? Тогда придется использовать четное количество светодиодов, включая их по два параллельно.

   Хочу заметить, что многие ошибочно предполагают, что рабочий ток 1 Вт светодиодов — 350 мА. Это не так, 350 мА — это МАКСИМАЛЬНЫЙ рабочий ток. Это означает, что при продолжительной работе необходимо использовать источник питания с током 300-330 мА. Это же верно и для параллельного включения — ток на один светодиод не должен превышать указанной цифры 300-330 мА. Вовсе не значит, что работа на повышенном токе вызовет отказ светодиода. Но при недостаточном теплоотводе каждый лишний миллиампер способен сократить срок службы.  К тому же чем выше ток — тем ниже КПД светодиода, а значит, сильнее его нагрев.

   Если речь пойдет о подключении светодиодной ленты или модулей, рассчитанных на 12 или 24 вольта, нужно принимать во внимание, что предлагаемые для них источники питания ограничивают напряжение, а не ток, то есть не являются драйверами в принятой терминологии. Это означает, во первых, что нужно внимательно следить за мощностью нагрузки, подключаемой к определенному блоку питания. Во-вторых, если блок недостаточно стабилен, скачок выходного напряжения может погубить вашу ленту.  Слегка облегчает жизнь то, что в лентах  и модулях (кластерах) установлены резисторы, позводяющие ограничить ток до определенной степени. Надо сказать, светодиодная лента потребляет относительно большой ток. Например, лента smd 5050 , количество светодиодов в которой составляет 60 штук на метр, потребляет около 1,2 А на метр. То есть для запитки 5 метров понадобится блок питания с током не менее 7-8 ампер. При этом 6 ампер потребит сама лента, а один-два ампера нужно оставить про запас, чтобы не перегружить блок. А 8 ампер — это почти 100 ватт. Такие блоки недешевы.
   Драйверы более оптимальны для подключения ленты, но найти такие специфические драйвера проблематично.

   Подытоживая, можно сказать, что выбору драйвера для светодиодов нужно уделять не меньше, а то и больше внимания, чем светодиодам. Небрежность при выборе чревата выходом из строя светодиодов, драйвера, чрезмерным потреблением и другими прелестями 🙂

Юрий Рубан, ООО «Рубикон», 2010 г.

stroyvolga.ru

Блок питания для галогенных ламп

Галогеновые лампы с каждым днем все активнее применяются в украшении различных торговых комплексов и витрин. Яркая цветовая гамма, насыщенность в передаче изображения придают им все большую популярность. Срок их службы намного больше, чем у обычных ламп. При этом они могут длительно работать без выключения. В галогенках используются нити накала, но процесс свечения, в сравнении с лампами накаливания, у них отличается благодаря наполнению баллона особым составом. Такие лампочки используются в различных светильниках, люстрах, кухонной мебели и бывают 220 и 12 вольтовые. Блок питания для галогенок напряжением 12 вольт необходим, потому что при прямом их включении в электрическую сеть произойдет короткое замыкание.

Технические характеристики

Вольтаж галогенок бывает не только 220 и 12 вольт. В продаже можно найти лампочки на 24 и даже на 6 вольт. Мощность тоже может быть различной – 5, 10, 20 ватт. Галогеновые лампы от 220 В включаются прямо в сеть. Тем, которые работают от 12 В, необходимы специальные устройства, преобразующие ток из сети для 12 вольт, – так называемые трансформаторы или специальные блоки питания.

Двенадцативольтовые галогенки работают очень хорошо. Раньше, в 90-е годы, применялся трансформатор больших размеров на 50 Гц, который обеспечивал работу только одной галогеновой лампы. В современном освещении применяются импульсные высокочастотные преобразователи. По размерам очень маленькие, но могут потянуть 2 – 3 лампы одновременно.

На современном рынке встречаются как дорогие, так и дешевые блоки питания. В процентном соотношении дорогих продается около 5 %, а дешевки намного больше. Хотя, в принципе, дороговизна – это еще не гарантия надежности. В крутых преобразователях, к сожалению, не используются высококачественные детали, а лишь применяются хитроумные схемные «навороты», способствующие нормальной работе блока питания хотя бы в течение гарантийного срока. Как только он заканчивается, устройство сгорает.

Классификация

Трансформаторы бывают электромагнитными и электронными (импульсными). Электромагнитные доступны по цене, надежны, их можно сделать при желании своими руками. У них есть и свои минусы – приличный вес, большие габаритные размеры, повышение температуры при длительной работе. А перепады напряжения значительно сокращают срок работы галогеновых ламп.

Электронные трансформаторы весят намного меньше, у них стабильное напряжение на выходе, они сильно не нагреваются, могут иметь защиту от КЗ и плавный пуск, увеличивающий срок эксплуатации лампы.

Трансформаторы для галогеновых ламп

Разбор будет проведен на примере блока питания фирмы «Ферон Герман Технолоджи». На выходе этот трансформатор имеет ни много ни мало – 5 ампер. Для такой небольшой коробочки значение потрясающее. Корпус сделан герметичным способом, с отсутствием всякого рода вентиляции. Наверное, поэтому некоторые экземпляры таких блоков питания плавятся от высокой температуры.

Схема преобразователя в первом варианте очень простая. Настолько минимален набор всех деталей, что вряд ли из нее можно что-то выкинуть. При перечислении видим:

  • мост из диодов;
  • RC цепь с динистором, чтобы запустился генератор;
  • генератор, собранный на полумостовой схеме;
  • трансформатор, понижающий входное напряжение;
  • низкоомный резистор, который служит в качестве предохранителя.

При большом перепаде напряжения такой преобразователь на 100% «сдохнет», приняв весь «удар» на себя. Все выполнено из довольно дешевого набора деталей. Лишь к трансформаторам нет никаких нареканий, потому что они сделаны на совесть.

Второй вариант выглядит очень слабым и недоработанным. В эмиттерные цепи вставлены резисторы R5 и R6 для ограничения тока. При этом совершенно не продумана блокировка транзисторов в случае резкого повышения тока (ее просто нет!). Сомнение вызывает электрическая цепь (на схеме она красным цветом).

Фирма «Ферон Герман Технолоджи» выпускает галогеновые лампы мощностью до 60 ватт. Сила тока блока питания на выходе получается 5 ампер. Это многовато для такой лампочки.

При снятии крышки обратите особое внимание на размеры радиатора. Для выходных 5 ампер они очень маленькие.

Расчет мощности трансформатора для ламп и схема подключения

Продаются сегодня различные трансформаторы, поэтому существуют определенные правила подбора необходимой мощности. Не стоит брать трансформатор слишком мощный. Он будет работать практически вхолостую. Недостаток мощности приведет к перегреву и дальнейшему выходу устройства из строя.

Рассчитать мощность трансформатора можно самостоятельно. Задачка скорее математическая и по силам каждому начинающему электрику. Например, необходимо установить 8 точечных галогенок напряжением 12 В и мощностью 20 ватт. Общая мощность при этом составит 160 ватт. Берем с запасом на 10 % примерно и приобретаем мощностью 200 ватт.

Схема №1 выглядит примерно таким образом: на линии 220 стоит одноклавишный выключатель, при этом оранжевый и синий провод подсоединяются ко входу трансформатора (первичные клеммы).

На линии 12 вольт все лампы подключаются к трансформатору (на вторичные клеммы). Соединяющие медные провода обязательно должны иметь одинаковое сечение, иначе яркость у лампочек будет разная.

Еще одно условие: провод, соединяющий трансформатор с галогеновыми лампами, должен быть длиной не менее 1,5 метров, лучше, если 3. Если сделать его слишком коротким, он начнет греться, и яркость лампочек снизится.

Схема №2 – для подключения галогеновых светильников. Здесь можно поступить по-другому. Разбить, к примеру, шесть светильников на две части. Для каждой установить понижающий трансформатор. Правильность такого выбора обусловлена тем, что при поломке одного из блоков питания вторая часть светильников все-таки будет продолжать работать. Мощность одной группы составляет 105 ватт. С небольшим коэффициентом запаса получаем, что приобрести необходимо два трансформатора на 150 ватт.

Совет! Каждый понижающий трансформатор запитайте своими проводами и соедините их в распределительной коробке. Места соединения оставьте в свободном доступе.

Переделка блока питания своими руками

Для работы галогенных ламп начали применяться импульсные источники тока с высокочастотным преобразованием напряжения. При домашнем изготовлении и налаживании довольно часто сгорают дорогостоящие транзисторы. Так как питающее напряжение в первичных цепях достигает 300 вольт, то к изоляции предъявляются очень высокие требования. Все эти трудности вполне можно обойти, если приспособить готовый электронный трансформатор. Он применяется для питания 12-вольтовых галогенок в подсветке (в магазинах), которые запитываются от стандартной электросети.

Существует определенное мнение, что получить самодельный импульсный блок питания – дело нехитрое. Можно лишь добавить выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и стабилизатор напряжения. На самом деле все обстоит куда сложнее. Если к выпрямителю подключить светодиод, то при включении можно зафиксировать только одно зажигание. Если выключить и включить преобразователь в сеть снова, повторится еще одна вспышка. Чтобы появилось постоянное свечение, необходимо к выпрямителю подвести дополнительную нагрузку, которая, отбирая полезную мощность, превращала бы ее в тепло.

Один из вариантов самостоятельного изготовления импульсного блока питания

Описываемый блок питания вполне можно изготовить из электронного трансформатора мощностью 105 Вт. Практически этот трансформатор напоминает компактный импульсный преобразователь напряжения. Для сборки дополнительно понадобится согласующий трансформатор Т1, сетевой фильтр, выпрямительный мост VD1-VD4, выходной дроссель L2.

Схема двухполярного блока питания

Такой аппарат стабильно функционирует длительное время с усилителем низкой частоты мощностью 2х20 ватт. При 220 В и силе тока 0,1 А выходное напряжение будет 25 В, при увеличении силы тока до 2 ампер напряжение падает до 20 вольт, что считается нормальной работой.

Ток, минуя выключатель и предохранители FU1 и FU2, следует на фильтр, защищающий цепь от помех импульсного преобразователя. Середину конденсаторов С1 и С2 соединяют с экранирующим кожухом блока питания. Потом ток поступает на вход U1, откуда с выходных клемм пониженное напряжение подается на согласующий трансформатор Т1. Переменное напряжение с другой (вторичной обмотки) выпрямляет диодный мост и сглаживает фильтр L2C4C5.

Самостоятельная сборка

Трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно. Число витков на вторичной обмотке 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, сложенного вдвое. При соединении конца первой полуобмотки с началом второй получаем среднюю точку вторичной обмотки. Дроссель также изготавливаем самостоятельно. Его наматывают на таком же ферритовом кольце, обе обмотки содержат по 20 витков.

Выпрямительные диоды располагаются на радиаторе площадью не менее 50 кв.см. Обратите внимание, что диоды, у которых аноды соединены с минусовым выходом, изолируются от теплоотвода слюдяными прокладками.

Сглаживающие конденсаторы С4 и С5 состоят из трех параллельно включенных К50-46 емкостью по 2200 мкФ каждый. Такой способ применяется, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов.

На входе блока питания лучше будет установить сетевой фильтр, но возможна работа и без него. Для дросселя сетевого фильтра можно использовать ДФ 50 Гц.

Все детали блока питания располагаются навесным монтажом на плате из изоляционного материала. Полученная конструкция помещается в экранирующий кожух из тонкой листовой латуни или луженой жести. В нем не забудьте просверлить отверстия для вентиляции воздуха.

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

Рекомендации по использованию трансформатора

Понижающие трансформаторы для галогенных ламп во время работы выделяют очень большое количество тепла. Поэтому необходимо соблюдать несколько требований:

  1. Запрещается подключение блока питания без нагрузки.
  2. Размещайте блок на негорючей поверхности.
  3. Расстояние от блока до лампочки не менее 20 сантиметров.
  4. Для лучшей вентиляции установите трансформатор в нише объемом не менее 15 литров.

Блок питания необходим для галогеновых ламп, работающих от напряжения 12 вольт. Он является своеобразным трансформатором, понижающим входные 220 В до нужных значений.

Блок питания для галогенных ламп - классификация, расчет и подключение

220.guru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *