1. тороїдальний трансформатор
2. Електронний трансформатор
3. Причина такого конструктивного рішення
4. Коротко принцип роботи
5. Істотний недолік електронних трансформаторів
6. Розрахунок трансформатора
7. Розрахунок параметрів проводів

Все частіше для освітлення квартир та офісів і для створення ефектної підсвічування різних конструкцій інтер'єру застосовуються галогенні лампи. Завдяки наповненню колби спеціальним газом галогеном, збільшується яскравість світіння і термін служби ламп.

Невеликі розміри даних електроосвітлювальних приладів дозволяють монтувати їх в різних місцях, де через обмеженість вільного простору використовувати інші джерела світла не представляється можливим, а невелика вага світильників не ускладнює всю конструкцію, що складається з тендітних декоративних матеріалів.

Ще одна чудова властивість галогенових ламп - вони мають вбудований світловідбивачі, що дозволяє зробити світло спрямованим, за допомогою чого з'являється можливість створювати освітлення, в якому самі світильники не потрапляють в поле зору очей, тим самим не дратуючи їх.

Існують галогенні світильники, що працюють безпосередньо від мережі 220 Вольт, а також підключаються через понижуючий трансформатор. Номінальна робоча напруга у таких ламп буває 6, 12, 24 Вольт.

Світильник галогенний на 12 вольт

Такі низьковольтні освітлювання прилади безпечно застосовувати в умовах підвищеної вологості - в саунах, лазнях, ванних кімнатах і підвалах, а також для підсвічування басейну з-під води. Єдина особливість, яка вимагає деяких витрат - це необхідність використовувати спеціальний блок живлення (БП) - трансформатор для галогенних ламп.

Крім номінального вихідної напруги, БП повинен витримувати розрахункове навантаження і володіти рядом інших параметрів і характеристик. Для харчування галогенних ламп використовуються трансформатори двох типів - тороїдальні і електронні.

тороїдальний трансформатор

У тороідальному трансформаторі обмотки намотані на кільцевій магнітопровід, що є геометричним тором. Такий тип сердечника є найбільш економічним і компактним, він створює найменший рівень шуму і володіє найбільшим ККД. Первинна обмотка включається в мережу, на виході знижена напруга подається на навантаження.

Такі трансформатори невибагливі в експлуатації, досить надійні через простоту конструкції, не бояться короткочасного перенапруги і обриву в ланцюзі навантаження, здатні короткий час витримувати коротке замикання. До недоліків слід віднести великі габарити і масу, значний рівень шуму і тепловиділення, неможливість без додаткових засобів добитися стабільних вихідних параметрів, незалежних від кількості підключених світильників і сплесків напруги.

Тороїдальний трансформатор понижуючий

Електронний трансформатор

Набагато меншими розмірами, функцією плавного запуску, стабілізацією вихідної напруги мають електронні трансформатори, які є імпульсними блоками живлення.

Маркетологи для спрощення розуміння вихідних характеристик пристрою і для скорочення назви стали називати імпульсні БЖ електронними трансформаторами, тому що, в даних виробах дійсно використовується трансформатор імпульсних струмів високої частоти і електронна схема з напівпровідникових приладів, що забезпечує злагоджену роботу всіх компонентів.

Для розуміння принципу стабілізації вихідної напруги і деяких обмежень, які притаманні даними електронних схем, потрібно більш детально розглянути принцип роботи електронного трансформатора.

Трансформатор понижуючий електронний

Причина такого конструктивного рішення

Існує безліч схем імпульсних БП, розгляд яких не входить в рамки даної статті.

Головною відмінною рисою, яка стала основна причина для застосування даних схем, є одне з властивостей струму високої частоти - для його трансформації потрібно набагато менші розміри сердечника магнітопроводу і невелика кількість обмоток трансформатора.

Різниця в розмірах настільки значна, що при однаковій вихідній потужності імпульсний БП, що включає в себе високочастотний трансформатор і електронну схему, має менші габарити і вага, ніж звичайний трансформатор, що працює на частоті мережі 50 Гц.

Коротко принцип роботи

Напруга мережі випрямляється за допомогою діодного моста і згладжують конденсаторів. Струм, проходячи через відкритий транзисторний ключ і первинну обмотку, насичує муздрамтеатр сердечника, тим самим створюючи електрорушійну силу на сигнальній обмотці, ток якої, заряджаючи конденсатор автоколебательного контуру, підвищує напругу на обкладках конденсатора до значення, що закриває транзистор.

Напруга на сигнальній обмотці зникає, і конденсатор розряджається через неї, при цьому транзистор відкривається знову, цикл повторюється з частотою кілька десятків тисяч Герц. Напруга з вторинної обмотки може підключатися до лампам розжарювання безпосередньо, а для живлення електронних приладів застосовується перетворення в постійну напругу 12В з допомогою випрямних діодів.

Структурна схема ДБЖ

Істотний недолік електронних трансформаторів

Слід зауважити, що струм вторинної обмотки створює протидіючий магнітний потік, який збільшує реактивний опір первинної обмотки і має вплив на сигнальну обмотку, завдяки чому здійснюється стабілізація вихідної напруги.

При обриві ланцюга навантаження (якщо перегорить нитка розжарення), баланс магнітних потоків буде порушений, внаслідок чого порушиться генерація імпульсів. Виходячи з вищесказаного, потрібно обов'язково пам'ятати, що електронні трансформатори для своєї нормальної роботи вимагають навантаження, підключеної до виходу пристрою, інакше вони можуть вийти з ладу.

Для здійснення правильного вибору даного електроприладу слід точно знати мінімальне та максимальне значення передбачуваної потужності підключаються ламп, і зіставляти його з зазначеними в паспорті допустимими значеннями.

Схема підключення світильника до галогенці

Завдяки ускладнення електронних схем, стало можливим здійснювати плавний запуск ламп, захист від перевантаження і обриву ланцюга, стабілізацію вихідної напруги. Тому, потрібно цікавитися наявністю даних опцій, набуваючи трансформатор для галогенних ламп.

Розрахунок трансформатора

Включення трансформатора здійснюється Одноклавішний вимикачем напруги. Розрахунок потужності здійснюється за простою формулою - потрібно підсумовувати потужності планованих світильників, і вибрати трансформатор з деяким запасом в 10-30%, з стандартизованого ряду значень потужності випускаються блоків живлення: 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300, 400 (Вт).

Відомо, що при малому напрузі, для забезпечення номінальної потужності ламп потрібно набагато більший струм, ніж при мережевій напрузі. Відповідно, поперечний переріз проводу повинно бути розраховане для даного значення струму.

Підключають галогенні світильники паралельно (зіркою), кожна лампа окремим кабелем до трансформатора. Дані кабелі повинні бути однакової довжини і перетину, інакше яскравість ламп буде різною. Найпростішим способом буде підключення однієї лампи до одного трансформатора, або поділ світильників на групи, по кілька штук на один БП.

Для нормального охолодження трансформатора обсяг вільного простору навколо електроприладу повинен бути не менше 12 літрів.

Деякі характеристики трансформатора для галогенних ламп

Розрахунок параметрів проводів

При підключенні низьковольтних ламп істотну роль грає падіння напруги на дроті, тому дроти потрібно вибирати якомога коротше, але не ближче ніж 20 см до лампи, щоб уникнути впливу виділяється, світильником тепла на трансформатор.

Таблиця вибору перетину дроту (мм 2) залежність від довжини кабелю і потужності лампи

Допустимим падінням напруги ΔU (%) є 5%. Не вдаючись в подробиці алгебраїчних обчислень, можна скористатися формулою для розрахунку максимальної допустимої довжини проводу L, виходячи з відомої потужності P, напруги U і перетину мідного провідника S, нехтуючи активним опором:

L = 5 * S * U² / (3,6 * P) - максимальна довжина в метрах.

Формула для розрахунку перетину, маючи фіксовану довжину:

S = L * 3,6 * P / (5 * U²) - мінімальна площа перерізу в мм².