Електронні трансформатори. Пристрій і робота. Особливості

Розглянемо основні переваги, переваги і недоліки електронних трансформаторів. Розглянемо схему їх роботи. Електронні трансформатори з’явилися на ринку зовсім недавно, але встигли завоювати широку популярність не тільки в радіоаматорських колах.

Останнім часом в інтернеті часто спостерігаються статті на основі електронних трансформаторів: саморобні блоки живлення, зарядні пристрої та багато іншого. Насправді електронні трансформатори є простим мережевим імпульсним блоком живлення. Це найдешевший блок живлення. Зарядний пристрій для телефону коштує дорожче. Електронний трансформатор працює від мережі 220 вольт.

Пристрій і принцип дії

Схема роботи

Генератором в цій схемі є діодний тиристор або динистор. Напруга 220 В випрямляється доданими випрямлячем. На вході харчування присутній обмежувальний резистор. Він одночасно служить і запобіжником, і захистом від кидків напруги при включенні. Робочу частоту динистора можна визначити від номіналів R-С ланцюжка.

Таким чином можна збільшити робочу частоту генератора всієї схеми або зменшити. Робоча частота в електронних трансформаторах від 15 до 35 кГц, її можна регулювати.

Трансформатор зворотного зв’язку намотаний на маленькому колечку сердечника. У ньому присутні три обмотки. Обмотка зворотного зв’язку складається з одного витка. Дві незалежні обмотки задають ланцюгів. Це базові обмотки транзисторів по три витка.

Це рівноцінні обмотки. Обмежувальні резистори призначені для запобігання помилкових спрацьовувань транзисторів і одночасно обмеження струму. Транзистори застосовуються високовольтного типу, біполярні. Часто використовують транзистори MGE 13001-13009. Це залежить від потужності електронного трансформатора.

т конденсаторів напівмоста теж багато що залежить, зокрема потужність трансформатора. Вони застосовуються з напругою 400 В. Від габаритних розмірів сердечника основного імпульсного трансформатора також залежить потужність. У нього дві незалежні обмотки: мережева і вторинна. Вторинна обмотка з розрахунковим напругою 12 вольт. Намотується вона, виходячи з необхідної потужності на виході.

Первинна або мережева обмотка складається з 85 витків дроту діаметром 0,5-0,6 мм. Використовуються малопотужні випрямні діоди з зворотною напругою в 1 кВ і струмом в 1 ампер. Це найдешевший випрямний діод, який можна знайти серії 1N4007.

На схемі детально видно конденсатор, частотно задає ланцюга динистора. Резистор на вході оберігає від кидків напруги. Динистор серії DB3, його вітчизняний аналог КН102. Також є обмежує резистор на вході. Коли напруга на частотно заданому конденсаторі досягає максимального рівня, відбувається пробій динистора. Динистор – це напівпровідниковий іскровий розрядник, який спрацьовує при певній напрузі пробою. Тоді він подає імпульс на базу одного з транзисторів. Починається генерація схеми.

Транзистори працюють по протифазі. Утворюється змінну напругу на первинній обмотці трансформатора заданої частоти спрацьовування динистора. На вторинній обмотці ми отримуємо потрібну напругу. В даному випадку все трансформатори розраховані на 12 вольт.

Електронні трансформатори китайського виробника Taschibra

Він призначений для харчування галогенних ламп на 12 вольт.

Зі стабільною навантаженням, як галогенні лампи, такі електронні трансформатори можуть працювати нескінченно довго. Під час роботи схема перегрівається, але не виходить з ладу.

Принцип дії

Подається напруга 220 вольт, випрямляється доданими мостом VDS1. Через резистори R2 і R3 починає заряджатися конденсатор С3. Заряд триває то тих пір, поки не проб’ється динистор DB3.

Напруга відкриття цього динистора становить 32 вольта. Після його відкриття на базу нижнього транзистора надходить напруга. Транзистор відкривається, викликаючи автоколивання цих двох транзисторів VT1 і VT2. Як працюють ці автоколебания?

Струм починає надходити через С6, трансформатор Т3, трансформатор управління базами JDT, транзистор VT1. При проходженні через JDT він викликає закриття VT1 і відбувається відкриття VT2. Після цього струм тече через VT2, через трансформатор баз, Т3, С7. Транзистори постійно відкривають і закривають один одного, працюють в протифазі. У середній точці з’являються прямокутні імпульси.

Частота перетворення залежить від індуктивності обмотки зворотного зв’язку, ємності баз транзисторів, індуктивності трансформатора Т3 та ємностей С6, С7. Тому частотою перетворення управляти дуже складно. Ще частота залежить від навантаження. Для форсування відкриття транзисторів використовуються прискорюють конденсатори на 100 вольт.

Для надійного закриття динистора VD3 після виникнення генерації прямокутні імпульси прикладаються до катода діода VD1, і він надійно замикає динистор.

Крім цього, є пристрої, які використовують для освітлювальних приладів, живлять потужні галогенні лампи протягом двох років, працюють вірою і правдою.

Блок живлення на основі електронного трансформатора

Напруга через обмежувальний резистор надходить на діодний випрямляч. Сам діодний випрямляч складається з 4-х малопотужних випрямлячів з зворотною напругою в 1 кВ і струмом 1 ампер. Такий же випрямляч стоїть на блоці трансформатора. Після випрямляча постійна напруга згладжується електролітичним конденсатором. Від резистора R2 залежить час заряду конденсатора С2. При максимальному заряді спрацьовує динистор, виникає пробій. На первинній обмотці трансформатора утворюється змінну напругу частоти спрацьовування динистора.

Основна перевага цієї схеми – це наявність гальванічної розв’язки з мережею 220 вольт. Основним недоліком є ​​малий вихідний струм. Схема призначена для харчування малих навантажень.

Електронні трансформатори DM-150T06A

Споживання струму 0,63 ампера, частота 50-60 герц, робоча частота 30 кілогерц. Такі електронні трансформатори призначені для харчування більш потужних галогенних ламп.

Переваги та переваги

Якщо використовувати прилади за прямим призначенням, то є хороша функція. Трансформатор не включається без вхідних навантаження. Якщо ви просто включили в мережу трансформатор, то він не активний. Потрібно підключити на вихід потужне навантаження, щоб почалася робота. Ця функція економить електроенергію. Для радіоаматорів, які переробляють трансформатори в регульований блок живлення, це є недоліком.

Можна реалізувати систему автовключення і систему захисту від короткого замикання. Незважаючи на наявні недоліки, електронний трансформатор завжди буде найдешевшою різновидом блоків живлення полумостового типу.

У продажу можна знайти більш якісні недорогі блоки живлення з окремим генератором, але всі вони реалізуються на основі полумостового схем із застосуванням самотактіруемих полумостового драйверів, таких як IR2153 і йому подібні. Такі електронні трансформатори набагато краще працюють, більш стабільні, реалізований захист від короткого замикання, на вході до подовжувача. Але стара Taschibra залишається незамінною.

Недоліки електронних трансформаторів

Вони мають ряд недоліків, незважаючи на те, що вони зроблені з хорошим схемами. Це відсутність будь-яких захистів в дешевих моделях. У нас найпростіша схема електронного трансформатора, але вона працює. Саме ця схема реалізована в нашому прикладі.

На вході харчування відсутній мережевий фільтр. На виході після дроселя повинен стояти хоча б згладжує електролітичний конденсатор на кілька микрофарад. Але він теж відсутній. Тому на виході діодного моста ми можемо спостерігати нечисте напруга, тобто, всі мережеві і інші перешкоди передаються на схему. На виході ми отримуємо мінімальну кількість перешкод, так як реалізована гальванічна розв’язка.

Робоча частота динистора вкрай нестійка, залежить від вихідного навантаження. Якщо без вихідний навантаження частота становить 30 кГц, то з навантаженням може спостерігатися досить великий спад до 20 кГц, залежить від конкретної навантаженості трансформатора.

Ще одним недоліком можна назвати те, що на виході цих пристроїв змінна частота і струм. Щоб використовувати електронні трансформатори в якості блоку живлення, потрібно випрямити струм. Випрямляти потрібно імпульсними діодами. Звичайні діоди тут не підходять через підвищену робочої частоти. Оскільки в таких блоках харчування не реалізовані ніякі захисту, то варто лише замкнути вихідні дроти, блок не просто вийде з ладу, а вибухне.

Одночасно при короткому замиканні струм в трансформаторі збільшується до максимуму, тому вихідні ключі (силові транзистори) просто лопнуть. Виходить з ладу і діодний міст, оскільки вони розраховані на робочий струм в 1 ампер, а при короткому замиканні робочий струм різко збільшується. Виходять також з ладу обмежувальні резистори транзисторів, самі транзистори, діодний випрямляч, запобіжник, який повинен охороняти схему, але не робить цього.

Ще кілька компонентів можуть вийти з ладу. Якщо у вас є такий блок електронного трансформатора, і він випадково виходить з якихось причин з ладу, то ремонтувати його недоцільно, так як це не вигідно. Тільки один транзистор коштує 1 долар. А готовий блок живлення також можна купити за 1 долар, зовсім новий.

Потужності електронних трансформаторів

Сьогодні у продажу можна знайти різні моделі трансформаторів, починаючи від 25 ват і закінчуючи кількома сотнями ват. Трансформатор на 60 ват виглядає наступним чином.

Виробник китайський, випускає електронні трансформатори потужністю від 50 до 80 ват. Вхідна напруга від 180 до 240 вольт, частота мережі 50-60 герц, робоча температура 40-50 градусів, вихід 12 вольт.

Ссылка на основную публикацию