Зарядное устройство из электронного трансформатора своими руками

Содержание

Хорошее и малогабаритное зарядное устройство для аккумуляторов можно собрать из обычного 12В электронного трансформатора. Как известно, электронный трансформатор можно использовать в самых разных конструкциях, даже крипто фермах. Это достаточно неплохой импульсный блок питания, хотя уровень выходных помех несколько завышен.

При доработке электронного трансформатора, можно построить неплохой ИБП с весьма внушительными характеристиками. Для того, чтобы ответить на вопрос — можно ли ЭТ превратить в высококачественное импульсное ЗУ для автомобиля, пришлось переделать (перемотать) трансформатор.

Штатный трансформатор во вторичной обмотке содержит 8 витков, после измерения стало ясно, что обмотка дает 10,75 вольт, а я планировал регулируемое ЗУ 0…30 вольт.

Родной трансформатор был выпаян, снята вторичная обмотка и на ее место намотана новая. Обмотка состоит из 23 витков, намотка делалась 6-ю жилами с диаметром 0,5 мм каждая, то есть мы имеем обмотку с сечением провода 3 мм (этого должно хватить для зарядки даже автомобильного аккумулятора.

ЗУ для аккумуляторов из электронного трансформатора

После перемотки трансформатор обратно был запаян на плату. Далее нужно думать о выпрямителе. Для выпрямления нужно использовать диоды с минимальным током 8-10 Ампер. но обычные выпрямительные диоды тут работать не будут, поэтому использовалась диодная сборка SR2040CT — высокочастотный диод Шоттки. В корпусе целых два диода по 20 Ампер каждый! действительно мощная диодная сборка (делал на них ЗУ для автомобильных аккумулятора, держались очень хорошо и с теплоотводом вообще не грелись), были выпаяны от ИБП компьютера, но встречаются далеко не в каждом блоке. Как замену, можно использовать отечественные КД213А — диод отлично себя чувствует на таких частотах (15-30кГц), ток до 10 Ампер.

Также после диода была поставлена емкость 3300 мкФ 35 вольт для точных замеров напряжения. Первое включение… хлопков нет, взрыва и дыма тоже, напряжение на конденсатор 29 Вольт (как и планировалось). Ну вроде без нагрузки все отлично работает, схема холодная, никаких перегревов и лишних шумов.

Было решено нагрузить схему галогенными лампами. Галогенок 2 на 12 вольт 30 ватт, которые подключены последовательно. Тут уже стали наблюдаться странности… какой-то звук, которого раньше не было, но схема опять же не греется!

Нагрузка никак не повлияла на работу схемы, не считая звук, который идет непонятно откуда, но в будущем разберемся. Первый этап переделки с успехом завершен! осталось только найти еще два диода для полноценного выпрямителя, дальше уже можно будет дополнить блок защитой от КЗ, переплюсовки и регулятором мощности.

Недавно ко мне обратился человек с просьбой собрать для него компактное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Клиент попросил уделить больше внимания именно на компактность, поскольку собирался перепродавать, а если ему все устроит, то заказал бы партию таких зарядников.

Поскольку устройства для продажи, то было решено сделать импульсное зарядное устройство на базе компактного, но в то же время мощного электронного трансформатора и напичкать схему защитами.

Доработка электронного трансформатора состоит в следующем

1) Выходное напряжение с электронного трансформатора 10-12 Вольт, после выпрямителя будет спад, поэтому нужно домотать выходную обмотку трансформатора, чтобы иметь зарядное напряжение в районе 14 Вольт.
2) Добавить сетевой фильтр (процесс не обязательный)
3) Дополнить системой включения ЭТ без выходной нагрузки (процесс не обязателен, если собираетесь использовать устройство только в качестве ЗУ для автомобильного аккумулятора)
4) Приспособить диодный выпрямитель
5) Реализовать систему защиты от коротких замыканий, перегрузки и переплюсовки питания
6) Добавить систему индикаторов заряда аккумулятора

6 задач, с первого взгляда довольно сложная переделка, но на самом деле ничего сложного нет.
Электронный трансформатор был взят китайского образца на 80 ватт. Стандартный полумостовой инвертор, частота в районе 30кГц, задается динистором серии DB3. Имеется два трансформатора, основной понижающий и трансформатор ОС.

Трансформатор ОС содержит три обмотки – базовые обмотки ключей и обмотку ОС, ключи серии MJE 13005. Для начала реализуем функцию включения без выходной нагрузки, это позволит зарядить аккумуляторы 12 Вольт с малой емкостью или при желании использовать ЗУ в качестве блока питания.

Переделка состоит в следующем.
Для начала выпаиваем обмотку ОС и заменяем ее перемычкой. Дальше на основном трансформаторе мотаем всего два витка проводом 0,4-0,6мм и подключаем обмотку по схеме ниже. Но если собираетесь использовать устройство только для зарядки аккумуляторов, то данный процесс переделки не обязателен.

Резистор нужен с мощностью 3-10 ватт, в ходе работы он будет перегреваться (всегда теплый).
После этой переделку наш блок питания имеет функцию защиты от КЗ и систему включения без нагрузки. Но при КЗ ключи запираются и будут перегреваться до тех шпор пока не выйдут из строя, т.е схема не отключается, что приведет к выходу из строя при КЗ 5-10 секунд, нам такого не надо, поэтому сделаем отдельную защиту от КЗ.

Защита от короткого замыкания , переплюсовки полярноси и перегруза собрана на отдельной плате. Силовой транзистор использован серии IRFZ44, но при желании можно заменить на более мощный IRF3205 или на любой другой силовой ключ, который имеет близкие параметры. Можно использовать ключи из линейки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и другие ключи с током более 20 Ампер. В ходе работы полевой транзистор остается ледяным,. поэтому в теплоотводе не нуждается.

Второй транзистор тоже не критичен, в моем случае использован высоковольтный биполярный транзистор серии MJE13003, но выбор большой. Ток защиты подбирается исходя из сопротивления шунта – в моем случае 6 резисторов по 0,1Ом параллельно, защита срабатывает при нагрузке 6-7 Ампер. Более точно можно настроить вращением переменного резистора, таким образом я настроил ток срабатывания в районе 5 Ампер.

Мощность блока питания довольно приличная, выходной ток доходит до 6-7 Ампер, что вполне достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.
Резисторы шунта выбрал с мощностью 5 ватт, но можно и на 2-3 ватт.

Дальше нужно увеличить выходное напряжение блока питания от 10-12 до 14 Вольт. Для этого нужно домотать вторичную обмотку дополнительными тремя витками, это повысит напряжение на 3 Вольта. Поскольку количество витков небольшое, то можно не разбирать сердечник. Обмотка намотана миллиметровым проводом в том же направлении, что и заводская обмотка.

Дальше нужно

последовательно подключить новую и промышленную обмотку. После завершения намотки приступаем к выпрямителю. Решил долго не искать диоды и взять сборки ШОТТКИ из компьютерных блоков питания. Для выпрямителя нужны 3 полностью аналогичные сборки или же параметры диодов должны быть максимально близки. Тут нужно обязательно использовать импульсные диоды (если есть, то ультрафасты) с током не менее 10 Ампер. Подойдут также и наши КД213.

После сборки мост собираем все блоки вместе и подключаем схему в сеть 220 Вольт через последовательно соединенную лампу накаливания на 60-100 ватт, чтобы в случае чего, схема не бахнула.
Если все сделано правильно, то блок начинает работать сразу, замыкайте выход, должен загореться светодиодный индикатор защиты, который будет гореть до тех пор, пока выходные провода находятся в режиме КЗ.
Если все работает как нужно, то приступаем дальше. Собираем схему индикатора.

Схема срисована из зарядника аккумуляторной отвертки. Красный индикатор свидетельствует о том, что имеется выходное напряжение на выходе БП, зеленый индикатор показывает процесс заряда. С таким раскладом компонентов, зеленый индикатор будет постепенно потухат и окончательно потухнет, когда напряжение на аккумуляторе будет 12,2-12,4 Вольт, когда аккумулятор отключен, индикатор гореть не будет.

Почти все завершили, остался только сетевой фильтр.

Фильтр состоит из дросселя и двух пленочных конденсаторов, один из них подключается перед, второй после дросселя. Сам дроссель взят готовый, от какого-то ИБП, но можно и самому намотать. Мотать лучше на кольце. Две отдельные обмотки по 20 витков проводом 0,5 мм, Пленочные конденсаторы на 0,47 мкФ с рабочим напряжением не менее 250 Вольт, лучше взять на 400.
Вот и все. Осталось только все поместить в корпус. У нас получилось полноценное импульсное зарядное устройство, при желании можно и регулятор мощности приспособить.

Практика применения показала, что даже если не выполнить пункт 1, то напряжение заряда будет в районе 14 Вольт, но это зависит от конкретного вида ЭТ, у некоторых производителей выходное напряжение 13 Вольт, после выпрямителя спад 1 Вольт, но дополнив конденсатором получается напряжение в районе 14-15 Вольт.

Устройство пока на стадии тестов, но работает вполне достойно. Силовые транзисторы инвертора и диодный выпрямитель могут чуток перегреваться, поэтому их желательно укрепить на теплоотводы.
Можно также использовать и более мощные электронные трансформаторы, дополнив те же системы.

Недавно в магазине на глаза попался электронный трансформатор для галогенных ламп. Стоит такой трансформатор копейки — всего 2,5$, что в разы дешевле стоимости используемых в нем компонентов. Блок был куплен для опытов. Как позже оказалось, он не имел защиту и при КЗ случился настоящий взрыв. Трансформатор был довольно мощным (150 Ватт), поэтому на входе был установлен предохранитель, который буквально лопнул. После проверки, оказалось, что половина компонентов сгорело. Ремонт обойдется дорого, да и незачем тратить нервы и время, лучше купить новый. На следующий день были куплены сразу три трансформатора на 50, 105 и 150 ватт.

Планировалось доработать блок, поскольку это был ИБП — без каких-либо фильтров и защит.

После доработки должен был получиться мощный ИБП, основная особенность которого — компактность.
Для начала блок был снабжен сетевым фильтром.

Дроссель был выпаян из блока питания DVD проигрывателя, состоит из двух идентичных обмоток, каждая содержит по 35 витков провода 0.3мм. Только проходя через фильтр, напряжение подается на основную схему. Для сглаживания НЧ помех использовались конденсаторы на 0.1 мкФ (подобрать с напряжением 250-400 вольт). Светодиод показывает наличие сетевого напряжения.

На плате ничего не заменил, только на выходе стоит диодный выпрямитель с фильтрами. Диоды использовались Шоттки (от компьютерного блока питания). Для постройки моста нам нужны 4 диодные сборки, в схеме подключения ничего нового, она была приведена в одной из моих статьей (ссылка на статью http://cxem.net/sound/amps/amp180.php)

Регулятор напряжения

Была использована схема с применением всего одного транзистора. Эта самая простая схема из всех существующих, содержит пару компонентов и работает очень хорошо. Недостаток схемы — перегрев транзистора при больших нагрузках, но все не так уж и страшно. В схеме можно использовать любые мощные биполярные НЧ транзисторы обратной проводимости — КТ803,805,819,825,827 — рекомендую использовать последние три. Подстроечник можно брать с сопротивлением 1. 6.8к, дополнительный защитный резистор берем с мощностью 0,5-1 Ватт.
Регулятор готов, идем дальше.

Защита

Еще одна простая схема, по сути это защита от переплюсовки. Реле буквально любое на 10-15 Ампер. Диод тоже можно применить любой выпрямительный, с током 1 ампер и более (отлично справляется широко применяемый 1N4007). Светодиод сигнализирует о неправильной полярности. Эта система отключает напряжение, если на выходе КЗ или неправильно подключено проверяемое устройство. БП можно использовать для проверки работоспособности самодельных УНЧ, преобразователей, автомагнитол и т.п., при этом не нужно боятся, что вдруг перепутаете полярность питания.

В дальнейшем мы рассмотрим еще несколько простых переделок электронного трансформатора, ну а пока у нас есть простой, компактный и мощный ИБП, который можно использовать в качестве лабораторного блока для начинающего.

ЗУ для аккумуляторов из электронного трансформатора

5222-6-

5222-7-

5222-1-

ЗУ для аккумуляторов из электронного трансформатора

5222-2-

5222

5222-4-

cxema.org — ЗУ из электронного трансформатора

Хорошее и малогабаритное зарядное устройство для аккумуляторов можно собрать из обычного 12В электронного трансформатора. Как известно, электронный трансформатор можно использовать в самых разных конструкциях. Это достаточно неплохой импульсный блок питания, хотя уровень выходных помех несколько завышен.

При доработке электронного трансформатора, можно построить неплохой ИБП с весьма внушительными характеристиками. Для того, чтобы ответить на вопрос — можно ли электронный трансформатор превратить в высококачественное импульсное зарядное устройство для автомобиля, пришлось переделать (перемотать) трансформатор.

Родной трансформатор был выпаян, снята вторичная обмотка и на ее место намотана новая. Обмотка состоит из 23 витков, намотка делалась 6-ю жилами с диаметром 0,5 мм каждая, то есть мы имеем обмотку с сечением провода 3мм (этого должно хватить для зарядки даже автомобильного аккумулятора.

После перемотки трансформатор обратно был запаян на плату. Далее нужно думать о выпрямителе. Для выпрямления нужно использовать диоды с минимальным током 8-10 Ампер. но обычные выпрямительные диоды тут работать не будут, поэтому использовалась диодная сборка SR2040CT — высокочастотный диод Шоттки. В корпусе целых два диода по 20 Ампер каждый! действительно мощная диодная сборка (делал на них зарядное устройство для автомобильных аккумулятора, держались очень хорошо и с теплоотводом вообще не грелись), были выпаяны от ИБП компьютера, но встречаются далеко не в каждом блоке. Как замену, можно использовать отечественные КД213А — диод отлично себя чувствует на таких частотах (15-30кГц), ток до 10 Ампер.

Также после диода была поставлена емкость 3300мкФ 35 вольт для точных замеров напряжения. Первое включение… хлопков нет, взрыва и дыма тоже, напряжение на конденсатор 29Вольт (как и планировалось). Ну вроде без нагрузки все отлично работает, схема холодная, никаких перегревов и лишних шумов.

Было решено нагрузить схему галогенными лампами. Галогенок 2 на 12 вольт 30ватт, которые подключены последовательно. Тут уже стали наблюдаться странности… какой-то звук, которого раньше не было, но схема опять же не греется!

С уважением — АКА КАСЬЯН

Зарядное устройство из эконом лампы

Многие все еще используют так называемые эконом лампы, являющихся разновидностью газоразрядных ламп, несмотря на споры об их вреде для здоровья. Как можно использовать их после выхода из строя?

Как известно, для работы газоразрядных ламп требуется высокое напряжение, выше напряжения сети. Для этого в них встроены импульсные преобразователи или балласты. В бюджетных вариантах обычно применяется полумостовой автогенераторный преобразователь по очень популярной схеме. Он работает надежно несмотря на отсутствие каких-либо защит кроме предохранителя. Тут нет даже нормального задающего генератора. Цепь запуска построена на базе симметричного диака. Подробно описывать схему не буду, по этой теме есть много информации. Схема такая же как у электронного трансформатора, только вместо понижающего трансформатора использован дроссель.

Я расскажу как переделать источник питания от эконом лампы в полноценный импульсный БП понижающего типа и обеспечить гальваническую развязку от сети для безопасной эксплуатации. Переделанный блок можно использовать в качестве основы для построения зарядных устройств, источников питания усилителей и т.д.

Для переделки подойдет любая эконом лампа любой мощности. У меня на данный момент лампа на 125 Вт. Вскрываем пластмассовый корпус и достаем плату, колба нам не нужна. Осторожно, не поломайте колбу! Пары ртути опасны для здоровья!

Схемы балласта обычно одинаковы, хотя могут отличаться наличием дополнительных компонентов. На плате сразу бросается в глаза массивный дроссель. Выпаиваем его. Из нерабочего компьютерного БП извлекаем силовой импульсный трансформатор.

На плате балласта есть маленькое ферритовое колечко, трансформатор обратной связи по току. Он состоит из 3-х обмоток. Две из них являются задающими, а 3-я является обмоткой обратной связи по току и содержит всего1 виток. Теперь надо подключить трансформатор от компьютерного БП так, как указано на схеме.

Один вывод сетевой обмотки подключается к обмотке обратной связи, а другой к точке соединения 2-х конденсаторов полумоста. Вот и вся переделка!

Убедимся, что на выходе есть напряжение нагрузив выходную обмотку трансформатора. При первом включении желательно не забывать про страховочную лампу накаливания.

Если нужен маломощный источник питания, то можно вообще обойтись без трансформатора из компьютерного БП, а вторичную обмотку намотать на дроссель балласта. Силовые транзисторы желательно установить на радиаторы, их нагрев под нагрузкой естественное явление.

Отмечу, что вторичную обмотку трансформатора можно сделать на любое напряжение, перемотав ее. Но если, например, переделанный блок нужен для зарядочного устройства автомобиля, то можно не перематывать.

В диодном мосте такого БП желательно использовать импульсные диоды, отлично подойдут наши КД213 с любой буквой.

Как вы поняли — это только понижающий блок питания, и чтобы превратить его в полноценное зарядное устройство нам нужно собрать узел стабилизации тока и напряжения, но этот процесс рассмотрим в ходе других статьей, но довольно неплохой стабилизатор который как раз подойдет для наших целей может быть куплен в Китае , ссылка на товар

А также добавить индикаторы

Автор; АКА Касьян

Переделка электронного трансформатора | all-he

Электронный трансформатор — сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье «Электронный трансформатор (ознакомление)».

Устройство имеет достаточно простую схему. Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки.

Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ.

В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу.
Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на 105 Ватт.

Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль — почему бы не попробовать?

Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до 150 Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на 105 Ватт. Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок.

Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.

Доработка №1

Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).

Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя. Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ порядка 2,5$).

Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.

Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора.
Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце (трансформаторе ОС). Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,4-0,8мм.

Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ. Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем 3-5 ватт (можно использовать от 1 до 10 ватт).

Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи). Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС. Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются.

Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно. Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более 5-8 секунд.

Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ.

Доработка №2

Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор. В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Данный дроссель был снят от ИБП DVD проигрывателя, хотя можно использовать и самодельные дросселя.

После моста следует подключить электролит с емкостью 200мкФ с напряжением не менее 400 Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на 105 Ватт, почему же конденсатор использован на 200мкФ? Это поймете уже совсем скоро.

Доработка №3

Теперь о главном — умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок.

Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.

Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью 150 Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт.

Планируется увеличить мощность до 200 Ватт. Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше.

Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Биполярные ключи MJE13007 заменяем на MJE13009.
Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.

Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,22-0,47мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).

Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.

Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.

Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром.
Дросселя намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.

Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением 25-35 Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки (диодные сборки из компьютерного блока питания). Можно использовать любые быстрые диоды с током 15-20 Ампер.

устройство, принцип работы и переделка в блок питания своими руками

Люминесцентные и галогенные лампы постепенно уходят в прошлое, уступая место светодиодным. В светильниках, где они применялись, остались ненужные электронные трансформаторы, отвечавшие за розжиг этих ламп. Кажется, что ненужному — место на помойке. Но это не так. Из этих трансформаторов можно собрать мощные блоки питания, которые смогут питать электроинструменты, светодиодные ленты и многое другое.

Устройство электронного трансформатора

Привычные нам массивные трансформаторы не так давно стали заменяться на электронные, которые отличаются дешевизной и компактностью. Размеры электронного трансформатора настолько малы, что его встраивают в корпуса компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Все такие трансформаторы сделаны по одной схеме, различия между ними минимальны. В основе схемы лежит симметричный автогенератор, иначе называемый мультивибратором.

Состоят они из диодного моста, транзисторов и двух трансформаторов: согласующего и силового. Это основные части схемы, но далеко не все. Кроме них, в схему входят различные резисторы, конденсаторы и диоды.

Принципиальная схема электронного трансформатора.

В этой схеме постоянный ток из диодного моста поступает на транзисторы автогенератора, которые накачивают энергию в силовой трансформатор. Номиналы и тип всех радиодеталей подобраны так, чтобы на выходе получалось строго определённое напряжение.

Если включить такой трансформатор без нагрузки, то автогенератор не запустится и напряжения на выходе не будет.

Сборка по схеме своими руками

Электронный балласт можно купить в магазине или найти у себя в закромах, но самым интересным вариантом будет сборка электронного трансформатора своими руками. Собирается он довольно просто, а большинство необходимых деталей можно наковырять в сломанных блоках питания и в энергосберегающих лампах.

Необходимые компоненты:Диодный мост с обратным напряжением не ниже 400 В и током не менее 3 А или четыре диода с такими же характеристиками.
Предохранитель на 5 А.
Симметричный динистор DB3.
Резистор 500 кОм.
2 резистора 2,2 Ом, 0,5 Вт.
2 биполярных транзистора MJE13009.
3 плёночных конденсатора 600 В, 100 нФ.
2 тороидальных сердечника.
Провод с лаковым покрытием 0,5 мм².
Провод в обычной изоляции 2,5 мм².
Радиатор для транзисторов.
Макетная плата.

Начинается все с макетной платы, на которую вы будете устанавливать все радиокомпоненты. На рынке можно купить два вида плат — с односторонней металлизацией на коричневом стеклотекстолите.

И с двусторонней сквозной, на зелёном.

От выбора платы зависит, сколько времени и сил вы потратите на сборку проекта.

Коричневые платы — отвратительного качества. Металлизация на них выполнена настолько тонким слоем, что в некоторых местах на ней видны разрывы. Припоем она смачивается плохо, даже если использовать хороший флюс. А все, что удалось припаять — отрывается вместе с металлизацией при малейшем усилии.

Зелёные — стоят в полтора-два раза дороже, но зато с качеством все в порядке. Металлизация на них с толщиной проблем не имеет. Все отверстия в плате залужены на производстве, благодаря чему медь не окисляется и проблем при пайке не возникает.

Найти и купить эти макетки можно как в ближайшем радиомагазине, так и на алиэкспрессе. В Китае они стоят в два раза дешевле, но доставки придётся подождать.

Радиодетали выбирайте с длинными выводами, они вам пригодятся при монтаже схемы. Если вы собираетесь использовать бывшие в употреблении детали, то обязательно проверяйте их работоспособность и отсутствие внешних повреждений.

Единственная деталь, которую вам придётся сделать самим — это трансформатор.

Согласующий нужно наматывать тонким проводом. Количество витков в каждой обмотке:

I — 7 витков.
II — 7.
III — 3.

Не забывайте фиксировать обмотки скотчем, иначе они расползутся.

Силовой трансформатор состоит всего из двух обмоток. Первичную наматывайте проводом 0,5мм², а вторичную — 2,5мм². Первичка и вторичка состоят из 90 и 12 витков соответственно.

Для пайки лучше не использовать «дедовские» паяльники — ими запросто можно сжечь чувствительные к температуре радиоэлементы. Возьмите лучше паяльник с регулировкой мощности, они не перегреваются, в отличие от первых.

ранзисторы заранее установите на радиаторы. Делать это на уже собранной плате — крайне неудобно. Собирать схему нужно от маленьких деталей к большим. Если вы сначала установите большие, то они будут мешаться при пайке маленьких. Учитывайте это.

При сборке смотрите на принципиальную схему, все соединения радиоэлементов должны соответствовать ей. Просуньте выводы деталей в отверстия на плате и согните их в нужном направлении. Если длины не хватает, удлиняйте их проводом. Трансформаторы после пайки приклейте к плате эпоксидной смолой.

После сборки подключите к выводам устройства нагрузку и убедитесь в том, что оно работает.

Переделка в блок питания

Случается так, что аккумуляторы электроинструмента выходят из строя, а возможности купить новый нет. В таком случае поможет адаптер в виде блока питания. Из электронного трансформатора после небольшой доработки можно собрать такой переходник.

Детали, которые понадобятся для переделки:

Терморезистор NTC 4 Ом.
Конденсатор 100 мкФ, 400 В.
Конденсатор 100 мкФ, 63В.
Плёночный конденсатор 100 нФ.
2 резистора 6,8 Ом, 5 Вт.
Резистор 500 Ом, 2 Вт.
4 диода КД213Б.
Радиатор для диодов.
Тороидальный сердечник.
Провод сечением 1,2 мм².
Кусочек монтажной платы.

Перед работой проверьте, вдруг вы забыли какую-нибудь деталь. Если все детали на месте, начинайте переделку электронного трансформатора в блок питания.

К выходу диодного моста подпаяйте конденсатор 400 В, 100 мкФ. Для уменьшения зарядного тока конденсатора впаяйте терморезистор в разрыв силового провода. Если вы забудете это сделать, при первом же включении в сеть у вас сгорит диодный мост.

Отсоедините вторую обмотку согласующего трансформатора и замените её перемычкой. Добавьте на обоих трансформаторах по одной обмотке. На согласующем сделайте один виток, на силовом — два. Соедините обмотки между собой, впаяв в разрыв провода два параллельно соединённых резистора на 6,8 Ом.

Для изготовления дросселя намотайте на сердечник 24 витка провода 1,2 мм² и закрепите его скотчем. Затем на макетной плате соберите по схеме оставшиеся радиодетали и подключите сборку к основной схеме. Не забудьте установить диоды на радиатор, при работе под нагрузкой они сильно греются.

Закрепите всю конструкцию в любом подходящем корпусе и блок питания можно считать собранным.

После окончательной сборки включите устройство в сеть и проверьте его работу. Оно должно выдавать напряжение в 12 вольт. Если блок питания их выдаёт — вы со своей задачей справились на отлично. Если он не заработал, проверьте, вдруг вы взяли нерабочий трансформатор.

Зарядное устройство на трансформаторе своими руками

Всем привет, сегодня опять речь пойдёт о зарядных устройствах и поскольку многим надоели всякие импульсные схемы источников питания, покажу я вам довольно универсальную, простую и мега надежную схему зарядного устройства, которую собирали еще наши деды.

Схемка сейчас перед вами

Суровый железный трансформатор, пара мощных тиристоров и узел регулировки. Кстати метод регулировки тут фаза-импульсный, а не линейный. За счет этого кпд схемы довольно высокая.

Тиристоры являются регулирующим звеном и одновременно выпрямителем, поэтому тут нет дополнительного диодного выпрямителя, а это большой плюс.

Схемы подобного класса практически резиновые, взял более мощный трансформатор, поставил тиристоры помощнее и всё, готово пуско-зарядное устройство.

Ну а теперь по традиции давайте посмотрим как это работает…

Линейный и ШИМ метод регулировки мощности вам прекрасно известен, но в случае тиристоров не все так просто, тут нужен совсем иной принцип регулировки.

В случае линейного метода регулировки, который не применим к тиристорам, мощность регулируется за счет того, что регулирующий элемент, как правило транзистор. В зависимости от величины управляющего сигнала изменяет сопротивление открытого перехода линейно от 1 до 100%, чем больше приоткрыт транзистор, тем меньше сопротивление его перехода, а следовательно больше тока он пропускает и больше мощности будет на выходе.

В случаи с ШИМ метода регулировки транзистор либо полностью открыт,

когда на его управляющий вывод подаётся высокий уровень сигнала, либо полностью закрыт,

если на управляющий вывод подается низкий уровень.

Притом регулировка мощности осуществляется за счет времени нахождения транзистора в одном из двух состояний, чем больше времени транзистор открыт, тем больше мощность и наоборот.

Этот метод самый экономичный, так как транзистор работает в ключевом режиме, когда в открытом состоянии сопротивление его перехода ну или канала — минимально, поэтому нагрев на нём практически отсутствует. Отсюда и очень высокий КПД.

В случаи тиристоров не всё так просто… Тиристор это не транзистор и указанные два метода к нему можно сказать не применимы.

Тиристор без проблем можно открыть подавая сигнал на управляющий электрод, но закрыть его принудительно практически невозможно, закроется он только тогда, когда с силовых выводов снимается напряжение.

В цепи переменного тока это происходит автоматически, когда напряжение, проходит через нулевую точку.

Наиболее популярный метод управления тиристором фазо-импульсный принцип регулировки с помощью так называемых релаксационных генераторов.

Генератор может находиться в двух состояниях, на его выходе, либо есть управляющий импульс, либо его нет, величина этого импульса и длительность не меняется. Можно изменять только количество импульсов за единицу времени или чистоту.

В нашей схеме релаксационный генератор построен на базе двух транзисторов и по сути является аналогом однопереходного транзистора, ну или динистор.

Время срабатываний задается номиналами указанных резисторов и конденсатора, работает все это дело простым образом.

Через маломощный диодный выпрямитель от силовой обмотки трансформатора, либо от дополнительной маломощной, переменное напряжение выпрямляется в постоянку и поступает на схему генератора. В цепи питания имеется стабилитрон для стабилизации питающего напряжения генератора, через цепочку резисторов заряжается конденсатор и как только напряжение на нём доходит до некоторого значения, генератор сработает, на его выходе образуется отпирающее для тиристора напряжение. Конденсатор разряжается, импульс пропадает и дальше процесс повторяется заново.

Переменным резистором мы можем уменьшить или увеличить время заряда конденсатора, а следовательно и количество управляющих импульсов за единицу времени, а если попроще, просто меняем частоту импульсов.

Управляются тиристоры через разделительный трансформатор,

на самом деле есть много способов управления, через диоды или транзисторы, но в моем случае задействован именно трансформатор, так как в дальнейшем я собираюсь поэкспериментировать регулировку на в ходе по высоковольтной части, а трансформатор обеспечивает гальваническую развязку, вы же можете воспользоваться другими способами управления.

Трансформатор имеет две вторичные обмотки, именно они управляют тиристорами, при наличии управляющего импульса тиристор сработает, закроется он только при прохождении тока через нулевую точку.

Мы можем открыть тиристор в любой точке полуволны, если мы его открыли в начале полуволны, то естественно через него будет проходить больше тока, если в середине меньше, если в конце то еще меньше.

Фактически тиристор будет обрезать синусоиду пропуская на выход только её части, чем меньше кусок синусоиды, тем меньше мощность на выходе, это если предельно простым и понятным языком надеюсь принцип понятен.

Ну а теперь переходим к компонентом, в принципе с генератором думаю проблем не возникнут, номиналы компонентов не критичны, можно отклонять в ту или иную сторону процентов на 30.

Собран генератор на компактной, печатной плате и её можно скачать в конце статьи.

Трансформатор в моём случае намотан на жёлто-белом колечке от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания, размеры трансформатора сейчас перед вами

Вначале я намотал вторичные обмотки, 2 по 90 витков проводом 0,31 миллиметр, стараемся мотать аккуратно без перехлёстов, равномерно растягивая витки по всему кольцу, поверх мотаем еще 90 витков — это у нас первичная обмотка.

В моём случае, управляющие или вторичные обмотки, залил эпоксидной смолой, затем только намотал первичную. Это сделано для безопасности, поскольку, как уже сказал ранее мой трансформатор экспериментальной и в дальнейшем будет управлять тиристорами, которые работают непосредственно в сетевой части.

Тут замечу, что в итоге управляющие обмотки этого трансформатора я всё таки спалил вместе с менее мощными тиристорами на 10 ампер во время погони за большим выходным током, так что жадность фраера всё же губит, поэтому процедуру намотки трансформатора пришлось повторить заново. Сердечник из того же материала но размеры чуть меньше.

Для заливки трансформатора я применяю китайскую, эпоксидную смолу, сохнет полностью где-то за 20 минут.

За это время нужно будет повертеть трансформатор в руках для равномерного распределения смолы по всему сердечнику, тут главное не перестараться, смолы не должно быть слишком много, иначе получится неаккуратно.

Можно использовать смолу любого цвета, трансформаторы залитые таким образом получаются предельно надежными и очень красивыми.

После намотки первичной обмотки, всё дополнительно покрыл лаком, но это делать необязательно.

Ещё пару слов об управляющих обмотках, полностью равноценные и мотаются разом, они должны обеспечить достаточное напряжение и ток для отпирания тиристоров, напряжение можно посмотреть осциллографом.

Важно не перепутать начала обмоток, на схеме они указаны точками.

Что касается характеристик схемы, именно мой вариант может обеспечить зарядный ток до 12-13 ампер, но можно получить хоть 200, хоть 500 ампер, если силовые компоненты, тиристоры и трансформатор, позволят этому.

Несколько слов о компонентах, недавно в очередной раз посещал местную барахолку и просто не мог, не купить этих зеленых монстров, это довольно мощные, силовые тиристоры напоминающие о былом величии советского союза, да уж не жалели тогда материала.

Тиристоры всего на 25 ампер, но посмотрите на сечении силового провода, он и сотню ампер пропустит и не шелохнется, естественно для этого тиристора 25 ампер далеко не предел. Тиристоров нужно два штуки.

Теперь о трансформаторе, в моём случае вот такой — это накальный трансформатор с мощностью около 200 ватт, но и он способен на большее.

Вторичных обмоток 4, обмотки по 6,3 вольта с током 8-9 ампер, правда ток одной из обмоток чуть поменьше, чем у остальных, но ничего прорвёмся.

Из-за особенностей такого типа выпрямителя, трансформатор нужен с двумя одинаковыми обмотками, которые соединяются со средней точкой, при том итоговое выходное напряжение или напряжение заряда, будет не больше напряжения одного из плеч, минус потеря на тиристоре.

Поэтому если зарядку делаете для АКБ легкового автомобиля, желательно использовать обмотки по 20 вольт. Для этого трансформатор единственное, логичное подключение обмоток с учётом ситуации показано на рисунке

все обмотки последовательно с отводом от средней точки, но загвоздка в том, что итоговое выходное напряжение будет около 12,6 вольт, этого не достаточно для зарядки аккумуляторов, но транс рассчитан для работы в сетях 220 вольт, а у нас в розетке уже давно 230-240 вольт, то есть и выходное напряжение будет побольше, а если точнее 28 вольт суммарно или около 14 вольт в плече.

Чуть меньше, чем нужно.

Тиристоры удобно установить на общий радиатор, так как их аноды по схеме общие.

Силовые провода стоит использовать с приличным сечением. Не забываем изолировать все соединения.

В конце я нашёл стрелочную, измерительную головку от древнего мультиметра и подумал использовать её в качестве амперметра, шунты также были в наличии, мне тут сказочно повезло, потому что не пришлось ничего рассчитывать и настраивать.

С применением шунта 50 ампер, 75 милливольт самая нижняя шкала очень точно показывает ток до 30 ампер.

Притащил из подвала всеми любимый мультиметр))),

он будет показывать нам напряжение на выходе зарядного устройства, вся шкала 15 вольт.

Чуть не забыл все замеры делаются под нагрузкой, иначе мультиметры сойдут с ума.

Теперь к делу, первый запуск схемы, как всегда делаем через страховочную ограничительную лампу, если все заработает как надо, не забываем установить предохранители по входу и выходу. Всё готово, нагрузка у нас лампа накаливания соответствующего периода.

Пробуем и видим, как ток регулируется и регулируется довольно плавно, 12,13 ампер с такого транса снять можно, можно естественно и больше, но будут просадки и возможен перегрев.

Тиристорам такие токи по барабану, они почти не греются, короткие замыкания при малых и средних токах схема терпит без проблем, мощность ограничивается, при запредельных туках трансформатору придётся несладко, поэтому предохранители обязательно ставить.

Минимальный выходной ток около 4 ампер, теперь проверим стабильность выходного напряжения в зависимости от изменений сетевого, выход зарядного устройства нагружен мало мощными лампами.

Об этом ранее указал и вот подтверждение, цифровой мультиметр показывает сетевое напряжение, стрелочный прибор выходной с зарядного устройства, изменение сетевого напряжения приводит к изменениям выходного и на практике вам нужно контролировать ток заряда.

Это пожалуй основной недостаток таких зарядных устройств, а в целом все работает неплохо.

Недостатки... Современное, зарядное устройство заряжает аккумулятор стабильным током и напряжением, но в те времена никто не заморачивался с этим, нужно понимать, что это дубовое зарядное устройство, которое не будет контролировать напряжение на аккумуляторе и отключать питание при полном заряде АКБ.

Тут пользователь сам решает, каким током и в течение какого времени заряжать аккумулятор. Из-за указанного недостатка советую дополнить устройство узлом автоотключение аккумулятора при полном заряде. Схема подобного узла есть на сайте.

Так же нужно понимать, что отсутствуют всякие узлы защиты помимо предохранителей.

Достоинства... Сверх надежная штука, чтобы спалить такую зарядку нужно очень постараться, схема некапризна, регулировка довольно плавная, высокая повторяемость, очень простая конструкция и низкая себестоимость, почти все комплектующие можно найти в старых запасах.

Довольно высокий КПД за счёт можно сказать импульсного принципа регулировки.

Немаловажный момент… Нет необходимости в дополнительном выпрямителе, сами тиристоры являются и регулирующим органам, и выпрямителем.

Совместно с надежным железным трансформатором, такая схема будет служить десятилетиями, а самое главное она универсальна и может быть использована для зарядки самых разных аккумуляторов.

Ещё один момент, который я честно сказать не определился отнести к достоинствам или недостаткам, аккумулятор будет заряжаться пульсирующим током, многие говорят, что это даже полезно для аккумулятора, лично ничего сказать по этому поводу не могу.

Архив к статье;скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

SJRacing — тюнинг комплектующие для вашего автомобиля

Зарядное устройство из электронного трансформатора своими руками – устройство, принцип работы и переделка в блок питания своими руками