Как подключить импульсный блок питания к сети 220 вольт

Обновлено: 07.07.2024

Приветствую на канале. Сегодня речь пойдет о том, как немного по другому использовать инвертор 12-220 вольт. И сразу скажу, что при попытке повторить ниже сказанное, вы берете на себя всю ответственность за технику, здоровье и жизнь. Помните, что используется опасное для жизни напряжение. Будьте осторожны! Соблюдайте технику безопасности.

Итак, любой импульсный автомобильный или домашний инвертор сначала повышает напряжение до постоянных 300-сот вольт, а только потом преобразует их в переменные 50 герц 220 вольт. А инверторы с большими железными трансформаторами сразу преобразуют 12 вольт в 220 вольт 50 герц, с ними данный метод не прокатит.

Последовательность работы инвертора с железным трансформатором. Последовательность работы инвертора с железным трансформатором.

Смысл заключается в том, что мы будем брать с инвертора те самые 300 вольт постоянного напряжения. Сразу возникает вопрос, зачем? Ну тут несколько моментов. Первое, мы немного увеличим КПД (коэффициент полезного действия), а может и очень существенно, об этом далее. Второе, сильно уменьшим пульсации. Момент номер три, это если вдруг у инвертора сдохли высоковольтные транзисторы, мы сможем использовать его не ремонтируя. Достаточно будет выпаять неисправные детали. Правда если инвертор слишком "умный", и не увидит выходного напряжения, то может выключится и показать ошибку.

Но у метода который я предлагаю естественно есть один недостаток, но об этом чуть позже.

Я буду показывать на примере инвертора Ritmix RPI-6001.

Разобрав инвертор мы видим большой электролитический конденсатор на 47мкф 400 вольт. В разных инверторах разное количество и зависит от мощности, в более мощных инверторах может быть несколько штук. Припаяем к ногам этого конденсатора провода с розеткой.

Подключим инвертор к напряжению 12 вольт и проверим сколько вольт в розетке. По мультиметру можно понять, что на выходе примерно 320 вольт постоянного напряжения.

Теперь о достоинствах и недостатках. Этим постоянным напряжением, можно питать огромное количество современной техники, например жк телевизоры, ноутбуки, компьютеры, мониторы, телефонные зарядные устройства, светодиодные лампочки, люминисцентные сберегайки, лампы накаливания, паяльники, обогреватели, электроинструмент не имеющий регуляторов мощности. Электроинструмент лучше не включать по этому методу, так как он включится, а выключится не сможет. Это несет опасность для человека. Симисторы выключаются при переходе через ноль. При питании от постоянного напряжения перехода через ноль нет. Вобщем можно включать любую технику работающую на импульсных блоках питания, и технику для которой не важно постоянное или переменное напряжение. А вот с двигателями переменного тока, такой фокус не прокатит, и с обычными железными трансформаторами тоже, просто произойдет короткое замыкание. С другой стороны, и в штатную розетку инвертора, тоже не стоит включать движки переменного тока и трансформаторы. Потому что они будут греться. Виной тому прямоугольные импульсы на выходе, напоминающие меандр. Как правило напряжение такой формы, обзывают как модифицированная синусоида.

Такой формы напряжение на штатном выходе инвертора. Такой формы напряжение на штатном выходе инвертора.

Предвижу вопрос, почему не сгорит электроника, если вместо положенных 220-ти вольт мы подадим более 300-сот? 220 вольт это действующее значение напряжения, а 300 вольт амплитудное, так вот электроника с импульсными источниками питания как раз работает на амплитудном значении, которое равно более чем 310 вольт. Если мы выпрямим диодным мостом сетевые 220 вольт, поставим сглаживающий конденсатор, мы получим на выходе амплитудное значение напряжения. Поэтому сразу питать технику напряжением 300 вольт постоянки, нет ничего страшного.

В итоге данная доработка подойдет не во всех случаях, но если грамотно пользоваться, то будет полезной.

А теперь о том почему я рекомендую подключаться именно так. Все просто, в розетке с постоянным напряжением нет сильных пульсации, тогда как в штатной розетке инвертора, как я уже писал, не синусоида как положено, а меандр и некоторой технике это очень не нравится. Компьютерная техника может тормозить, на экране монитора, телевизора возможны полосы. В колонках возможно жужжание, с разной техникой и разными инверторами конечно по разному, где-то эти проблемы более выражены, где-то менее. Но более чем уверен, многие сталкивались с данной проблемой. Когда я перешёл на данный метод, все стало работать как положено.

Ну и как я уже говорил повышается кпд, так как из схемы исключаются выходные полевые транзисторы которые образуют H мост, который формирует модифицированную синусоиду. Нет транзисторов, соответственно нет лишних сопротивлений. В данном инверторе используются транзисторы UF740L.

Сопротивление открытого канала этих транзисторов 0,55 ома. Для двух транзисторов это уже 1,1 ом. Так как каждую полуволну образуют два транзистора. Немного конечно для высокого напряжения, но всё же.

Но H мост - не самое страшное, КПД сильно упадет если в штатную розетку подключать современную электронику с импульсными источниками питания которые на входе имеют фильтры питания. А любой, деже самый китайский блок имеет фильтр. Нет, ну бывает откровенный хлам без фильтров, но сейчас не об этом. Так вот, если модифицированную синусоиду гнать на фильтр, то потребление существенно возрастает. Фильтр будет жужжать и греться.

Холостое потребление инвертора примерно 300 миллиампер. 3,48 Ватт. Холостое потребление инвертора примерно 300 миллиампер. 3,48 Ватт. Потребление 1,17А при подключенном фильтре, без нагрузки. 14,04 Ватт. Потребление 1,17А при подключенном фильтре, без нагрузки. 14,04 Ватт.

С постоянным напряжением 300 вольт такого нет.

Рекомендую на проводе поставить предохранитель и фильтр питания. Ну и не забывать что можно включать, а что нельзя, в эту розетку. С этим нужно быть внимательным, иначе можно сжечь как инвертор так и технику!

Фильтр питания с предохранителем для постоянного напряжения . Фильтр питания с предохранителем для постоянного напряжения .

Сейчас подключим светодиодную лампочку, какой стороной включать вилку в розетку, значения не имеет. Но кстати некоторые устройства могут не работать в одном из положении вилки. Это может быть в тех случаях когда внутри стоит однополупериодный выпрямитель, иначе говоря, не четыре диода, а один.

Импульсные источники питания (ИИП) заполонили мир. Кажется, что они применяются везде, полностью вытеснив традиционные. На самом деле, этот вопрос неоднозначный.

В обзоре речь пойдет именно об импульсных блоках питания (ИИП) – преобразователях переменного сетевого напряжения в постоянное. Следует отличать такие устройства от импульсных стабилизаторов (стабилизируют входное постоянное напряжение) и преобразователей DC/AC или AC/AC (например, 12VDC/220 VAC, преобразующих напряжение автомобильной бортсети в 220 вольт), хотя в этих устройствах применяются похожие принципы.

Отличия импульсного блока питания от обычного трансформаторного

Схема трансформаторного стабилизированного источника питания.

Традиционный «трансформаторный» блок питания строится по схеме: трансформатор - выпрямитель с фильтром - стабилизатор выходного напряжения (может отсутствовать). Схема несложна и отработана годами, но у нее есть существенный недостаток – при увеличении мощности опережающими темпами растут габариты и вес.

В первую очередь растут размеры и масса трансформатора. Для повышения тока надо увеличивать сечение обмоток, но главный вклад в массогабаритные характеристики вносит сердечник. Не вдаваясь в физические подробности, можно отметить, что эту проблему можно обойти, увеличив частоту, на которой происходит трансформация. Чем выше частота, тем меньшим сердечником можно обойтись. Не зря в авиации и кораблестроении используются электросети на частоту 400 Гц. Многие элементы получаются гораздо легче и компактнее. Но в быту негде взять повышенную частоту. 50 Гц в розетке – все, что доступно потребителю. Поэтому блоки питания на большие токи строят по другому принципу. В них переменное напряжение сети выпрямляется, а затем из него «нарезаются» импульсы более высокой (до нескольких десятков килогерц) частоты. За счет этого трансформатор получается маленьким и легким без потери мощности. Это главное, чем отличается любой импульсный блок питания от обычного.

Еще один источник повышенных размеров и габаритов – стабилизатор. В традиционных БП применяются линейные стабилизаторы. Они требуют повышенного входного напряжения, а разница между входом и выходом, умноженная на ток нагрузки, бесполезно рассеивается. Это ведет к дополнительному увеличению массы трансформатора, который должен обеспечивать необходимый бесполезный запас по мощности, а также требует больших и тяжелых теплоотводящих радиаторов. В ИИП это делается по другому принципу. Напряжение стабилизируется методом изменения ширины импульсов. Это позволяет повысить КПД и не требует отвода излишнего тепла в таком количестве.

В видео-сравнение линейного и импульсного блоков питания.

К недостаткам импульсников можно отнести усложненную схемотехнику и повышенные требования к надежности элементов. Эти минусы сходят на нет с ростом мощности. Считается, что для выходных токов до 2..3 ампер подходят трансформаторные блоки с линейными стабилизаторами, а чем выше нагрузка, тем ярче начинают проявляться преимущества ИИП. При токах от 10 А обычно о трансформаторных БП речь уже не идет.

Среди минусов импульсных источников также надо упомянуть генерацию помех в питающую сеть и «замусоренность» выходного напряжения высокочастотными составляющими.

Какие бывают виды и где применяются

Разделить импульсники можно по разным признакам. По выходному напряжению они делятся на:

однополярные с одним уровнем напряжения;
ондополярные с несколькими уровнями напряжения;
двухполярные.

Эти типы можно комбинировать как угодно – принципиальных ограничений нет. Можно создать блок питания, например, с несколькими однополярными напряжениями (+5 В, +24 В) и с двуполярным (±12 В), или с двумя двуполярными выходами (±12 В, ±5 В). Все зависит от области применения.

Более интересной является информация о типе стабилизации. Здесь ИИП можно разделить на категории:

Нестабилизированные источники. У них выходное напряжение зависит от нагрузки. Могут быть применены для питания оконечных устройств аудиоаппаратуры (усилители и т.п.).
Стабилизированные источники. У таких устройств от нагрузки могут не зависеть напряжение, ток или и то, и другое. Источники со стабилизированным напряжением используются, например, в качестве БП для компьютеров и серверов, или для заряжания кислотно-свинцовых аккумуляторов. Стабилизированный ток подойдет для зарядных устройств для других типов АКБ.
Регулируемые источники. У них уровень выходного напряжения и тока можно выставлять в определенных пределах в зависимости от потребности. Такие устройства используются в качестве лабораторных источников питания.

Схема и сборка самодельного блока питания с регулировкой напряжения и тока

Описать все области использования импульсников невозможно. Они применяются там, где надо получить большой ток от легкого и компактного источника.

Также можно разделить ИИП по схемотехнике:

с импульсным трансформатором;
с накопительной индуктивностью.

В схемотехнику можно углубляться и дальше и классифицировать БП по другим критериям, но это принципиального значения не имеет.

Структурная схема и описание работы основных узлов ИБП

Структурная схема импульсника сложнее, чем у трансформаторного источника. Для понимания принципа работы импульсного блока питания в целом, надо разобрать функционирование каждого узла в отдельности.

Плавкий 5-амперный предохранитель перегорает при превышении номинального тока при аварийной ситуации в БП. Для защиты от повышения напряжения предусмотрен варистор V1. В штатном режиме он не влияет на работу устройства. При скачке в сети от открывается, его сопротивление резко увеличивается, ток через варистор возрастает. Это вызывает перегорание предохранителя.

Терморезистор с отрицательным коэффициентом сопротивления THR1 сначала имеет большое сопротивление и ограничивает ток, идущий на зарядку конденсаторов фильтра высоковольтного выпрямителя. Потом термистор прогревается проходящим через него током, его сопротивление падает, но к тому моменту емкости уже будут заряжены. Конденсаторы CX1, C11, C12, CY3 и синфазный дроссель FL1 защищают сеть от синфазных и дифференциальных помех.

Высоковольтный выпрямитель и фильтр

Высоковольтный выпрямитель обычно строится по традиционной мостовой двухполупериодной схеме и особенностей не имеет. Если в преобразователе применяется полумостовая схема, то фильтр выполняется из двух емкостей, включенных последовательно – так формируется средняя точка с напряжением, равным половине питания.

Участок схемы импульсника с высоковольтным выпрямителем D1-D4 и с емкостным делителем напряжения C1-C2.

Иногда параллельно конденсаторам ставят резисторы. Они нужны для разряда емкостей после выключения питания.

Инвертор

Преобразование постоянного напряжения в импульсное происходит с помощью инвертора на полупроводниковых ключах (часто на транзисторах). Открываясь и закрываясь, ключи подают в обмотку импульсы напряжения. Таким методом получается своеобразное переменное напряжение (однополярное), которое может быть трансформировано в напряжение другого уровня обычным способом.

Самая простая схема преобразователя постоянного напряжения в импульсное – однотактная. Для ее реализации нужен минимум элементов. Недостаток такого узла – при росте мощности резко растут габариты и масса трансформатора. Связано это с принципом действия такого преобразователя. Он работает в два цикла – во время первого транзистор открыт, энергия запасается в индуктивности первичной обмотки. Во время второго запасенная энергия отдается в нагрузку. Чем больше мощность, тем больше должна быть индуктивность, тем больше должно быть витков в первичной обмотке (соответственно, увеличивается количество витков во вторичных обмотках).

От этого недостатка свободна двухтактная схема со средней точкой (пушпульная). Первичная обмотка трансформатора разделена на две секции, которые через ключи поочередно подключаются к минусовой шине. На рисунке красной стрелкой показано направление тока для одного цикла, а красной – для другого. Минусом является необходимость иметь удвоенное количество витков в первичке, а также наличие выбросов в момент коммутации. Их амплитуда может достигать двойного значения от напряжения питания, поэтому надо применять транзисторы с соответствующими параметрами. Сфера применения такой схемы – низковольтные преобразователи.

Выбросы отсутствуют, если инвертор выполнен по мостовой схеме. Из четырех транзисторов составлен мост, в диагональ которого включена первичная обмотка трансформатора. Транзисторы открываются попарно:

первый цикл – верхний левый и нижний правый;
второй цикл – нижний левый и верхний правый.

Обмотка подключается к плюсу питания то одним выводом, то другим. Минусом является применение 4 транзисторов вместо двух.

Компромиссным вариантом считается применение полумостовой схемы. Здесь коммутируется один конец первичной обмотки, а второй подключен к делителю из двух емкостей. В этой схеме также отсутствуют выбросы напряжения, но применено всего два транзистора. Недостаток такого решения – к первичной обмотке прикладывается только половина питающего напряжения. Вторая проблема – при создании мощных источников емкость конденсаторов делителя растет, и их стоимость становится нецелесообразной.

Если ИИП построен по схеме с регулировкой параметров методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то в большинстве случаев ключи приводятся в действие не напрямую от микросхемы ШИМ, а через промежуточный узел – драйвер. Связано это с повышенными требованиями к прямоугольности управляющих сигналов.

Фрагмент схемы промышленного импульсного источника – полумостовой инвертор на транзисторах Q1, Q2 управляется через промежуточный узел на транзисторах Q8, Q9 и трансформаторе T1.

В схемах всех преобразователей используются как полевые, так и биполярные транзисторы, а также IGBT, сочетающие свойства обоих типов.

Выпрямитель

Трансформированное во вторичные обмотки напряжение надо выпрямить. Если требуется выходное напряжение выше +12 вольт, можно применять обычные мостовые схемы (как и в высоковольтной части).

Схема импульсного блока питания с выходным напряжением до 30 вольт и мостовым двухполупериодным выпрямителем.

Если напряжение низкое, то выгодно применять двухполупериодные схемы со средней точкой. Их преимущество в том, что падение напряжение происходит только на одном диоде для каждого полупериода. Это позволяет сократить количество витков в обмотке. Для этой же цели используют диоды Шоттки и сборки на них. Недостаток такого решения – более сложная конструкция вторичной обмотки.

Схема выпрямителя со средней точкой и прохождение по ней тока.

Фильтр

Выпрямленное напряжение надо отфильтровать. Для этой цели применяются как традиционные емкости, так и индуктивности. Для используемых частот преобразования дроссели получаются небольшими, легкими, но работают эффективно.

Схема выходных фильтрующих цепей каналов импульсного компьютерного блока питания.

Цепи обратной связи

Цепи обратной связи служат для стабилизации и регулировки выходного напряжения, а также для ограничения тока. Если источник нестабилизированный, у него эти цепи отсутствуют. У устройств со стабилизацией тока или напряжения эти цепи выполняются на постоянных элементах (иногда с возможностью подстройки). У регулируемых источников (лабораторных и т.п.) в обратную связь включены органы управления для оперативной регулировки параметров.

У компьютерного БП дополнительно имеется схема управления и формирования служебных сигналов (Power_good, Stand By и т.д.).

Как устроен ШИМ контроллер

В стабилизированных и регулируемых источниках питания напряжение на выходе поддерживается методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Суть метода в том, что первичная обмотка питается импульсами неизменной амплитуды и частоты. Для регулировки напряжения в зависимости от нагрузки или выбранного уровня изменяется ширина импульса. Трансформированные во вторичную обмотку импульсы затем выпрямляются и усредняются на выходном конденсаторе фильтра. Чем больше ширина импульса, тем выше усредненное напряжение. Если в результате увеличения тока нагрузки напряжение на выходе просело, ШИМ-контроллер сравнивает выходное напряжение с заданным и дает команду увеличить ширину импульсов. Если напряжение увеличилось, ширина импульсов уменьшается. Среднее напряжение также уменьшается.

Принцип регулирования выходного напряжения методом широтно-импульсной модуляции.

Культовой микросхемой для построения импульсных источников считается TL494. На ее примере можно разобрать принцип действия
шим контроллера блока питания.

Назначение выводов микросхемы указано в таблице.

Назначение	Обозначение	Номер вывода		Номер вывода	Обозначение	Назначение
Прямой вход усилителя ошибки 1	IN1	1		16	IN2	Прямой вход усилителя ошибки 1
Инверсный вход усилителя ошибки 1	IN1	2		15	IN2	Инверсный вход усилителя ошибки 1
Выход обратной связи	FB	3		14	Vref	Выход опорного напряжения
Управление временем задержки	DTC	4		13	ОТС	Выбор режима работы
Частотозадающий конденсатор	C	5		12	VCC	Напряжение питания
Частотозадающий резистор	R	6		11	С2	Коллектор 2-го транзистора
Общий провод	GND	7		10	E1	Эмиттер 1-го транзистора
Коллектор 1-го транзистора	C1	8	9		E2	Эмиттер 2 -го транзистора

Частоту генератора задают элементы, подключаемые к выводам 5 и 6. Напряжением на выводе 4 ограничивают ширину выходного импульса. Это необходимо для исключения «перехлеста» открытия транзисторов чтобы избежать ситуации, когда оба ключа оказываются открыты. Через этот вывод также можно организовать мягкий пуск БП. Вывод 13 служит для перевода микросхемы в однотактный режим. Если его подключить к общему проводу, импульсы на выводах обоих ключей станут одинаковыми. На выводе 14 постоянно присутствует образцовое напряжение, равное +5 вольтам. Оно может быть использовано в любых схемотехнических целях.

Выводы 1 и 2 служат прямым и инверсным выводами усилителя ошибки. Если напряжение на выводе 1 превышает напряжение на 2 ноге, то ширина выходных импульсов будет уменьшаться пропорционально разнице на этих выводах. Если напряжение на 2 выводе выше, чем на 1, то на выходе импульсы будут отсутствовать. Также работает второй усилитель ошибки (выводы 16 и 15). Выходы обоих усилителей соединены по схеме ИЛИ и подключены к ноге 3. Первый усилитель обычно используют для регулирования напряжения, второй – для регулирования тока.

В качестве примера можно рассмотреть схему лабораторного источника на данной микросхеме. Здесь применены практически все технические решения, описанные выше. Регулируемая обратная связь, выполненная на операционных усилителях OP1..OP4, позволяет настраивать уровень выходного напряжения и ограничивать ток. Для создания импульсного напряжения используется полумостовой инвертор на биполярных транзисторах, подключенных к микросхеме посредством драйвера.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

Также при создании ИИП применяются и другие микросхемы-регуляторы ШИМ. Они могут отличаться от TL494 по функционалу и назначению выводов, но в них используются те же принципы. Разобраться в их работе не составит труда.

Блок питания 12в для светодиодной ленты обеспечивает необходимость в пониженном напряжении в процессе использования светодиодов для освещения жилых помещений либо улиц. Эти устройства могут иметь любую длину, но при этом их энергопотребление будет минимальным. Приборы обладают повышенной светоотдачей и эффективностью.

Принцип действия осветительного прибора

Схема подключения светодиодной ленты проста в применении. Питание прибора обеспечивается за счет источников электроэнергии в 12v. Для преобразования напряжения сети в 220в нужен источник питания со стабилизатором тока, то есть драйвером, представляющим собой переходник. Для этих устройств, обладающих отличиями, характерен разный способ функционирования.

Для многих типов светодиодов требуется напряжение около 2–3 В, а питание светодиодных устройств происходит за счет источников в 12v.

Одиночные светодиоды соединяются последовательно, а сама схема блока питания функционирует при наличии ограничительного резистора. Для питания светодиода требуется именно ток. При его падении в цепи ток протекает через все элементы, то есть эти самые 2–3 В нужны для функционирования устройства.

Светодиоды — это приборы, обладающие чувствительностью к величине тока, который нужно стабилизировать. Иначе его превышение отрицательно скажется на сроке службы устройства. Разобравшись в том, какой блок питания нужен для светодиодного освещения, можно обеспечить стабилизацию напряжения источника тока.

Для всех полупроводников характерен повышенный уровень зависимости от температуры. Лента — это основа температурных измерителей электронного типа. Если температура внешней среды изменяется, то одновременно происходит смена силы тока, протекающего через осветительный прибор при условии постоянного входного напряжения питания светодиодной ленты.

Применение стабилизаторов связано с тем, что светодиодное освещение зачастую необходимо там, где диапазон температурных колебаний не слишком высок. Другим преимуществом применения стабилизаторов является параллельное подключение осветительных приборов. При падении напряжения в такой цепи сила тока начинает расти. Драйверы обычно применяются для освещения на улице, поскольку колебания температур являются большими.

Мощность источника питания

Мощность источников питания для светодиодных светильников определяется аналогичным показателем общей нагрузки всех приборов, подсоединенных к цепи. Предел допустимого уровня мощности может быть нарушен, что вызывает нестабильную работу устройства либо его перегрев. К ленте можно подсоединить источник питания, уровень мощности которого ниже максимально допустимого.

Запас мощности блока питания для светодиодной ленты является большим, поэтому увеличивается его стоимость. Под принципом стабилизации тока подразумевается неизменность его значения при разных вариантах выходного напряжения. К примеру, по Закону Ома лампа на 12v мощностью 1Вт потребляет ток 0,83 А.

Равную величину силы тока обеспечивает драйвер, подключение к которому светодиодной лампы на выходе источника питания будет составлять 12v. Если к нему подключаются 2 прибора, которые соединяются последовательно, то на выходе цепи ток составляет 24В, если 3 лампы — 36 В.

Их можно подключать и дальше до тех пор, пока величина выходного напряжения не будет ограничена, после чего упадет и ток.

Нельзя подключать к драйверу сразу несколько светодиодных ламп, так как выходной ток должен поделиться между приборами пропорционально. Использование драйверов ограничено сложным проектированием системы освещения, исключающей возможность изменения числа подключенных осветительных приборов.

Назначение блока питания

Выбирая комплект светодиодной ленты для оформления интерьера, следует учитывать его особенности. Подключать напрямую в розетку, как простую лампочку, прибор нельзя, поскольку напряжение ленты не 220в, а при ее включении в обычную розетку она перестанет действовать.

Если лампа накаливания питается от сети 220в, то для понижения напряжения в стандартной сети до 12 либо 24 вольта необходим блок питания для светодиодной лампы. Существуют несколько видов таких устройств.

Блок питания для светодиодных лам. Преимущество устройства состоит в минимальных размерах, а из недостатков можно выделить:

высокую цену;
затрудненный теплообмен;
ограничение мощности (устройств для освещения 12в 100вт и более не бывает).

Дорогостоящая модель блока питания светодиодного светильника имеет корпус из алюминия. Среди достоинств этого трансформатора можно выделить:

надежность;
герметичность;
прочность.

Сфера использования этого прибора связана с внешней световой рекламой. Благодаря наличию алюминиевого корпуса обеспечивается нормальный теплообмен. Источник питания устойчив к отрицательному воздействию разных факторов:

влаги;
резких температурных перепадов;
прямых солнечных лучей.

Бп открытого типа является бюджетным вариантом, пользующимся особой популярностью. Зачастую применяется при монтаже домашнего освещения с использованием светодиодных лент. Минусом являются размеры прибора, которые могут в 2 раза превышать предыдущие варианты.

Прибор обладает неэстетичным видом, у него отсутствует защита от влаги и загрязнений.

Сетевой компактный блок питания для светодиодных ламп — это устройство миниатюрных размеров с мощностью не более 60Вт, включение которого не требует установки. Устройства просты в применении, поскольку ленты подключаются к блоку питания, а затем включаются в розетку.

Источники питания для приборов освещения

Разнообразие устройств для освещения, включая торшеры, люстры, настольные лампы и др., поражает даже тех людей, которые имеют богатое воображение. Появление новейших технологических разработок не только обеспечивает качественное освещение, но и в максимальной степени позволяет сэкономить энергоресурсы.

Альтернативные изделия представляют собой led ленты, которые являются энергосберегающими осветительными приборами. Выбор светильников, выпуск которых основан на прогрессивной LED технологии, является довольно широким. Эти приборы имеют хороший дизайн и качественные технические характеристики.

Использование светодиодной подсветки распространено в сфере рекламы, в ландшафтном и интерьерном дизайне, для салонов авто, оснащении предметов бытовой техники и т.д. Большой ассортимент таких ламп позволяет выбрать подходящий вариант, будь то 40w на 300вт либо 24w на 250вт.

Любой подобранный прибор для освещения требует подключения.

У многих оно может вызывать большое количество вопросов. Блок питания является основным компонентом лед системы, представляющим собой трансформатор компактных размеров, способный обеспечить питание светодиодной ленты. Миниатюрные габариты обеспечивают незаметное размещение этого прибора в различных подходящих местах.

Блок питания своими руками

Осуществить сборку импульсного блока питания для светодиодной панели своими руками может только профессионал. Проще изготовить схему на трансформаторе, поскольку без блока питания светодиодную ленту подключать нельзя. Этот прибор обычно уменьшает напряжение сети с 220 вольт до требуемой величины.

Самые простые ситуации могут быть связаны с использованием обычного резистора, сопротивление которого должно быть высоким.

Это обеспечит стабильную работу led лент.

Создание такой схемы не является простым, так как потребуется учесть потерю части электрической мощности. Для компенсации потерь светодиоды подключаются к низковольтным источникам, стабилизирующим выходной ток.

Светодиодные лампы выпускаются с блоком питания, встроенным в саму конструкцию. При их создании обязательно учитывается мощность трансформатора, понижающего переменного напряжения. На его выходе оно составляет 12–20В. Блок питания для светодиодной ленты 24в либо 12в подбирается в зависимости от типа прибора. Комплект светодиодной ленты имеет трансформатор в виде автономного модуля.

При создании блока питания для светодиодной ленты 12в 250вт или 12в 220 вольт потребуется осуществить подготовку двухполупериодного выпрямителя, имеющего фильтрующую емкость. Стабилизатор устройства имеет простейшую микросхему 7812, обеспечивающую выходной ток, который составляет не больше 1,5 А.

Чтобы увеличить схему блока питания, его следует дополнить внешним транзистором.

После подключения светодиодной ленты к блоку питания обеспечивается качественная изоляция всех контактов, которые необходимо спрятать под ней. Надежную защиту от случайных прикосновений представляет собой отрезок небольших размеров от кабель-канала нужной толщины. Если изоляция выполняется обычной изолентой, устройство будет иметь непривлекательный внешний вид. В комплекте есть защитные крышки к блоку питания для светодиодной ленты 24v или 12v, они позволят обеспечить необходимый уровень электробезопасности.

Применение дополнительных адаптеров

Освещение будет полноценным только при соблюдении соответствующей схемы подключения. Перед тем как подключить светодиодную ленту к блоку питания, следует позаботиться об устройстве, позволяющим изменять интенсивность работы осветительного прибора. Если неправильно присоединить какой-либо из элементов цепи, работа подсветки будет нарушена.

Диммер, или дополнительный адаптер для светодиодной ленты 12 вольт, представляет собой устройство, позволяющее управлять регулировкой яркости света. Использование этого прибора является основной причиной популярности светодиодных лент.

Подключение блока питания для светодиодной ленты производится при наличии диммера, что избавляет от трудностей с ее использованием.

Применение этой схемы позволяет управлять потоком света. Диммированная светодиодная лента подключается одновременно с основным и дополнительным адаптерами, то есть нужен диммируемый блок питания.

Перед тем как сделать расчет схемы подключения, следует учитывать, что 12-ти вольтовые ленты обладают разными значениями показателей мощности. Поскольку выбор блока питания для люстры отличается от подбора трансформатора для светодиодной ленты, то следует учесть 2 показателя:

Первый параметр определяется длиной led или rgb ленты, а второй составляет около 12 или 24В. Чтобы выполнить диммирование ленты, к ней потребуется правильно подключить не только трансформатор. Схема должна включать диммируемый блок питания, мощность которого 12 или 24В.

Это предполагает использование диммера определенного типа.

К примеру, для rgb ленты, которая имеет 3 цвета, требуется специальный адаптер, позволяющий смешивать цвета и включать их раздельно. Если диммируемый блок питания выбран правильно, то регулировка подсветки функционирует.

Управление светодиодным прибором

Перед тем как подсоединить светодиодную ленту, разместив ее на поверхности, нужно подготовить к подключению блок питания. К примеру, достаточно воспользоваться трансформатором открытого типа. Его корпус — это перфорированная коробка из металла. Через ее отверстия циркулирует воздух, происходит охлаждение радиокомпонентов.

Есть модели, внутри корпуса которых размещен вентилятор (кулер).

Перед тем как выбрать блок питания, важно учесть его маркировку. Вместе с ней указывается назначение этого устройства. Схема блока предполагает наличие корректного подсоединения проводов:

L — фаза;
N — ноль — вход бп. Клеммы для работы устройства от сети 220В;
G — провод заземления. Клемма остается свободной, если заземление в доме отсутствует;
+V и -V — выход. Клемма обеспечивает преобразование напряжения в 12В.

Диммириуемый блок питания для светодиодных лент 24 либо 12В должен иметь индикатор включения, то есть лампочку зеленого цвета. Наличие поворотного механизма обеспечивает регулируемый уровень выходного напряжения в интервале 12–13 Вольт. Он имеет обозначение «V adj».

Перед тем как подобрать блок питания для светодиодной ленты, лучше осуществить установку более надежных приборов. Они имеют влагозащищенные корпусы из пластика. Для них характерна высокая электробезопасность, поэтому они не являются угрозой для детей либо животных в результате случайного прикосновения.

Диммер следует покупать вместе с пультом управления. Он может представлять собой потенциометр. Для встраивания прибора предусматривается настенная стандартная коробка выключателя.

Компьютерный блок питания подключается посредством Bluetooth, Ethernet либо Wi Fi, что обеспечивается за счет применения радиочастотного и инфракрасного пульта дистанционного управления.

Следует учитывать особенности подбора модулей диммеров.

Устройства могут быть отдельными либо комбинированными, если диммер совмещен в общем корпусе с драйвером.

Расчет источника питания для светодиодов

При выборе блока питания для светодиодной ленты следует учитывать ее технические характеристики. Для удобства расчета за основу принимается номинальная мощность прибора, длина которого составляет 1 м. Выбираем трансформатор только после проведения всех необходимых расчетов. Для этого потребуется сделать измерение номинальной мощности 1 п.м. ленты с учетом ее длины.

Поскольку без блока питания для ленты не обойтись, подбираем его, сделав расчеты на основании приведенного примера. Требуется подключить герметичный тип ленты SMD 3528, что предполагает наличие 60-ти светодиодов на 1 м. Рабочее напряжение является стандартным — 12В. Этот тип прибора обладает мощностью 4,8 Вт/1м, то есть на 1 м ленты должно приходиться 4,8 Вт.

Лента любого типа имеет стандартную длину, она продается в бабинах по 5 м. В приведенном случае ее мощность составит 24Вт. Расчет будет следующими: 4,8х5=24. Пример показывает, как рассчитать блок питания для светодиодов, то есть ленты длиной 5 м, полная мощность которой составляет 24Вт.

Если по ошибке выполнить соединение с помощью бп, мощность которого равна мощности прибора освещения, то может произойти перегрев трансформатора. Это может случиться и в том случае, если доступ воздуха в необходимом количестве не будет обеспечен. Если мощность питающего ленту источника окажется меньше, чем расчетная, то прибор просто не включится из-за того, что в трансформаторе будет срабатывать внутренняя защита.

При выборе бп высчитываете размер запаса мощности, который должен составить 25–30%. В итоге должно быть получено: 24 Вт + 30% = 31,2 Вт. Полученную величину нужно округлить до стандартной мощности БП, равной 30 Вт.

Бестрансформаторные источники питания

Чтобы подключить к светодиодной ленте бестрансформаторный блок питания, потребуется его вскрыть, а затем заново перемотать. Для первичной обмотки используют 40 витков медной проволоки, диаметр которой составляет 0,8 мм. Вторичная обмотка должна состоять из 2х3 витков, а также из 7 жил провода одинакового диаметра.

За вторичной обмоткой располагается спаренный диодный элемент Шоттки, обеспечивающий охлаждение системы. Конденсаторы установлены на блок питания от компьютера.

Увеличивая либо уменьшая их емкость, можно напрямую оказывать влияние прямо на трансформатор.

Микросхема должна получать ток от мощного резистора на 2 Вт. Он нагревается при включении, что вызывает колебания сопротивления на 1/10 от общего значения этой величины, но она не влияет на интенсивность освещения. В магазинах предлагаются подходящие по свойствам платы регулятора, работающие за счет большого тока и малого напряжения NM4511. Их стоимость составляет 300 руб. Собрать такой сетевой адаптер можно самостоятельно.

Модели, характеризующиеся пассивным охлаждением, в начале 2017 г. стоили 10–20 руб. за 1 Вт мощности. Более дорогими являются модели с системой охлаждения, имеющие герметичный корпус. Они стоят от 40 руб. за 1 Вт. Выбирая нужный набор, необходимо учесть тот факт, что изготовители могут завышать характеристики предлагаемого прибора.

Как сделать трансформатор

Самодельный бп работает на основе радиолюбительской схемы. Предварительно нужно выяснить принцип действия этой конструкции. При этом не рекомендуется применять самодельный трансформатор старого типа из-за его сильного перегрева. Это устройство не совместимо с ВАХ, то есть вольт-амперными характеристиками различных видов светодиодов.

Блоки питания для светодиодных лент должны быть подходящими по мощности.

Компы работают без стабилизаторов напряжения, в отличие от ноутбуков и планшетов. Оно должно понижаться в последнем случае с 19 до 12В на основе бп LM2596. Этот прибор обладает высоким КПД, достигающим 90% и низкой стоимостью — до 50 руб.

Нехватка мощности может быть компенсирована путем разрезания ленты, имеющей большую длину, на ряд одинаковых частей. Сделанные блоки питания можно соединить их параллельно. LM2596 применяется для питания ленты от автомобильного прикуривателя путем его подключения посредством предохранителя 5А.

Чтобы самостоятельно создать импульсный бп с нуля, следует выполнить сборку простого выпрямителя переменного тока на 220 вольт. После этого конструкция наращивается за счет нескольких каскадов выпрямителей импульсного типа. Подбор основной части элементов осуществляется из отслуживших бесперебойников и компьютерных блоков питания.

Импульсный трансформатор – трансформатор, предназначенный для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением исходной формы импульса на выходе. Рассмотрим особенности конструктивного устройства этой техники, область применения, выпускаемые разновидности и другие характеристики, связанные с данным оборудованием.

Конструкция и принцип работы

Импульсный трансформатор, по аналогии с другими идентичными устройствами, состоит из следующих элементов:

первичной и вторичной обмоток;
сердечника.

Одновременно решаются задачи измерения уровня и полярности токового импульса или характеристик по напряжению, согласования значения сопротивления аппарата, создающего сигналы, с потребляющим оборудованием, создание схем обратной связи и пр.,

Подключение импульсного трансформатора

Область применения

По большей части указанные трансформаторы применяются в импульсных устройствах:

Эти приборы используются в современном радиоэлектронном оборудовании, для источников питания импульсного типа, телевизорах, компьютерах и другой технике.

Ещё одна область использования устройств – в качестве защитных элементов при коротком замыкании в условиях холостого хода, чрезмерной нагрузке или избыточном нагреве.

Разновидности

В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие разновидности импульсных трансформаторов:

стержневые;
броневые;
тороидальные, с намоткой провода на изолированный сердечник, не предполагающие применения катушек;
бронестержневые.

Поперечное сечение сердечника в большинстве устройств выполняется в форме круга или прямоугольника, по аналогии с силовыми аппаратами.

Основные характеристики устройств нанесены на корпус, поэтому из условного обозначения можно почерпнуть информацию об главных параметрах оборудования.

Стоимость трансформатора

Цена на единицу продукции может колебаться от 50 до 700 рублей и выше, в зависимости от характеристик устройства. При покупке учитывается производитель изделия и размер приобретаемой партии. Наиболее дешево обойдётся продукция китайского производства, массово представленная на рынке.

Импульсные трансформаторы – устройства, без которых невозможно представить современную бытовую технику и промышленное производство. Эти аппараты обладают рядом преимуществ, по сравнению с аналогичным оборудованием, но в некоторых случаях сопутствующие недостатки не позволяют их использовать.

Преимущества и недостатки

Использование импульсных трансформаторов объясняется следующими преимуществами:

высокими показателями выходной мощности;
небольшой массой и габаритными размерами;
высокой эффективностью, благодаря снижению энергетических потерь;
меньшей ценой при сопоставимых характеристиках;
высокой надёжностью по причине наличия схем защиты.

Малая масса достигается посредством возрастания частоты импульса. Это приводит к уменьшению объёма конденсаторов и простоте схемы выпрямления.

Возрастание коэффициента полезного действия обеспечивается, благодаря сокращению энергетических потерь.

Уменьшение габаритов связано со снижением количества использованных материалов. Это основная причина удешевления данной продукции. Ещё одно достоинство малых размеров – возможность применения устройства в малогабаритных электротехнических изделиях.

Недостатки связаны со сложностью в ремонте по причине отсутствия в схеме гальванической развязки наличии помех высокой частоты, в связи с особенностями конструкции и принципа действия устройства.

Чтобы предупредить влияние высокочастотных помех, нередко приходится прибегать к использованию специальных защитных средств, если применяется оборудование, для которого такие факторы нежелательны. В некоторых случаях, в связи с помехами, применение импульсных трансформаторов оказывается невозможным.

Порядок проверки исправности

Для проверки исправности импульсного трансформатора используется аналоговый или цифровой мультиметр. Цифровое устройство обладает преимуществами, благодаря удобству применения. Его не нужно дополнительно подстраивать, достаточно убедиться в наличии питания и целостности проводов подключения.

Также читайте: Устройство и особенности тягового трансформатора

Аналоговый мультиметр настраивается следующим образом:

выбирается режим эксплуатации переключением в область минимальной величины сопротивления при измерении;
провода вставляются в контакты прибора и соприкасаются друг с другом;
специальной подстройкой стрелка выставляется на ноль;

Если совместить стрелку с нулём не получается, это говорит о проблемах с элементами питания, нуждающимися в замене.

Если трансформатор является составной частью некоторого аппарата, желательно отделить этот элемент от остальной конструкции, чтобы исключить воздействие сопутствующих помех при диагностике.

Проверка с помощью осцилографа:

Неисправность прибора может объясняться следующими проблемами:

повреждённым сердечником;
подгоревшими соединениями;
нарушением изоляции проводов, вызывающим короткое замыкание обмотки;
разрывом провода.

Кроме инструментальных измерений, необходимо обращать внимание на внешний вид аппарата. О неисправности может свидетельствовать подгоревшая обмотка, следы гари и соответствующий запах.

Процедура намотки

Если провод входной или выходной катушки не пригоден для дальнейшей эксплуатации, трансформатор можно перемотать. Для этого подбирается провод с двойной или тройной изоляцией, который необходимо намотать на сердечник.

Операция выполняется в следующем порядке:

наматывается провод первичной катушки, после предварительного припаивания входного контакта. Витки наматываются равномерно и плотно;
выходной конец провода припаивается в положенном месте;
наносится изоляция в несколько слоёв;
наматывается вторичная обмотка, с припаиванием входного и выходного концов.

Чтобы устройство работало нормально, провод наматывается равномерно, исключив узлы и перекручивания. Количество витков устанавливают, исходя из проведённого расчёта по характеристикам устройства.

Читайте также: