Трансформатор для галогенных ламп: зачем нужен, принцип действия и правила подключения

Подключение ламп к трансформатору

Для создания простой системы освещения ламп на 12В потребуются следующие элементы:

1. Одноклавишный выключатель. Для установки выключателя внутри ванной следует выбирать модель устройства с защитой от влаги не ниже IP X3, а лучше – IP X4, где Х – степень защиты от пыли (в данном случае может быть любой), а цифра – степень защиты от влаги. Показатель 3 означает защиту от брызг, которые летят под углом до 60°, 4 – стойкость к всесторонним брызгам и каплям.
2. При вынесении выключателя за границы помещения с повышенной влажностью тип выключателя не имеет значения, но проводку следует осуществлять скрытым способом согласно требованиям правил устройства электроустановок (ПУЭ).
3. Распределительная коробка. Используется для упрощения последующего ремонта или переоборудования системы освещения. В условиях ванной комнаты лучше всего использовать модели с защитой от пыли и влаги не ниже IP55.
4. Импульсный трансформатор 220 12 вольт. Как уже упоминалось ранее, данное устройство используется для преобразования напряжения сети с 220 до 12В.
5. Система освещения с галогенными лампами. Все лампы подключаются к трансформатору параллельно клеммам устройства с маркировкой Output («Выход»). Подсоединение производится при помощи отдельных медных проводов, сечение которых составляет не менее 1,5 мм2. Чтобы добиться равномерного свечения всех ламп, следует выбирать провода со строго одинаковыми сечением и длиной.

Электрические провода, подключенные к выключателю, подводят к распределительной коробке, где их соединяют с кабелями, подключенными к входным клеммам трансформатора

При этом важно соблюдать цветовую маркировку кабелей, так как это облегчит будущий возможный ремонт или переоборудование системы освещения. От трансформатора посредством клемм выхода провода параллельно подключают к галогенным лампам, соблюдая одинаковую длину и сечение отдельных проводов. Существуют и другие, более сложные схемы подключения системы освещения

Например, при парном количестве ламп их разбивают на две группы, каждую из которых подключают к отдельному трансформатору. В результате получаем две относительно независимые группы светильников. При выходе из строя трансформатора в одной части системы вторая продолжает полноценно функционировать. Еще одно преимущество такого способа подключения состоит в том, что стоимость двух отдельных трансформаторов невысокой мощности может оказаться даже ниже, чем цена одного мощного устройства

Существуют и другие, более сложные схемы подключения системы освещения. Например, при парном количестве ламп их разбивают на две группы, каждую из которых подключают к отдельному трансформатору. В результате получаем две относительно независимые группы светильников. При выходе из строя трансформатора в одной части системы вторая продолжает полноценно функционировать. Еще одно преимущество такого способа подключения состоит в том, что стоимость двух отдельных трансформаторов невысокой мощности может оказаться даже ниже, чем цена одного мощного устройства.

Похожим образом, имея два трансформатора, легко осуществить подключение к двухклавишному выключателю, что позволит управлять двумя независимыми друг от друга половинами системы освещения.

Меры безопасности

Самое главное при монтаже точечных галогенных светильников – соблюдение электробезопасности:

• Перед проведением проводки, надо отключить автоматы. Они установлены в квартире, доме, либо в общем щитке на площадке. Если отключение производится в общем щетке, то точно надо знать, где находится автомат от вашей квартиры.
• При установке подвесных потолков, провода должны крепиться к потолку, а не лежать сверху на материале.
• Никогда не закрывать включенные галогенные лампы тканью, газетой и пр. Это приведет к порче товара и небезопасно.
• При обнаружении постороннего запаха при включении света, немедленно принять меры.
• Не пользоваться неисправными выключателями.
• Уходя из дома, надо выключать свет. Это не только обеспечит дополнительный расход электроэнергии, но и может стать причиной пожара.
• Если светильники устанавливаются во влажных помещениях, то они должны содержать специфические элементы, специально для таких установок. Данный момент и информация должна содержаться на упаковке.
• Если галоген установлен в ванной, то надо предупредить прямое попадание воды (при купании используются специальные занавески).
• Опасно устанавливать лампочки большей мощности, чем предусмотрено в светильнике. При этом элементы могут деформироваться, часто происходит короткое замыкание.

Переделка блока питания своими руками

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

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

Один из вариантов самостоятельного изготовления импульсного блока питания

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

Схема двухполярного блока питания

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

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

Самостоятельная сборка

Трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно. Число витков на вторичной обмотке влияет на выходное напряжение. Сам трансформатор выполнен на кольцевом магнитопроводе К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка состоит из провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, сложенного вдвое. Вторичная обмотка состоит из 22 витков провода ПЭВ-2, сложенного вдвое. При соединении конца первой полуобмотки с началом второй получаем среднюю точку вторичной обмотки. Дроссель также изготавливаем самостоятельно. Его наматывают на таком же ферритовом кольце, обе обмотки содержат по 20 витков.

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

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

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

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

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

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

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

Установка трансформатора

Чтобы подключить понижающий трансформатор для нескольких галогенных ламп, можно использовать два метода:

1. Через одноклавишный выключатель;
2. При помощи создания отдельных групп электрических светильников.

При этом нужно провода синего и оранжевого цвета (в зависимости от страны-производителя устройства они могут немного варьироваться по оттенкам), необходимо подключить к первичным клеммам L и N входа трансформатора или «Input». На противоположной стороне трансформатора галогенные осветительные устройства нужно подключить к вторичным клеммам понижающего прибора Output. Это действие нужно осуществлять только медными проводниками небольшого сечения, которые обеспечивают минимальную потерю энергии.

Главный совет: чтобы свет галогенных ламп был одинаков, нужно подбирать полностью идентичные друг другу проводники и соединять их только параллельно, сечение должно быть не меньше, чем полтора квадратных миллиметра. Также бывают случаи, кода у трансформатора недостаточное количество клемм, их не хватает для подключения всех нужных ламп. Чтобы решить эту проблему нужно купить специальные дополнительные клеммы, их продажа осуществляется в любом электрическом магазине.

Также нужно подобрать правильную длину проводов, в идеале она находится в пределах полутора трех метров, это оптимальное расстояние для передачи данных без образования помех и энергопотерь в проводниках. Кроме того, если сделать провод длиннее, то он начнет нагреваться при работе, что является плохим фактором для галогенных лампочек, они будут по разному гореть, в одинаковых лампах одной группы будет отличаться яркость. В том случае, если нет никакой возможности укоротить длину провода, нужно увеличить его сечение. К примеру от 3 метров до 4 необходимо применять провод с сечением до 2,5 мм2. Схема подключения питания имеет следующий вид:

Рассмотрим еще один вариант подключения трансформаторов галогенных ламп.

Российский форум электриков считает, что этот метод более практичен и прост в использовании.

Необходимо все светильники, которые находятся в одной комнате (или здании, при надобности), разделить на несколько групп. Допустим, всего есть семь лампочек, получится две группы по 3 и 4 лампы на каждую. В таком случае для каждой группы нужно покупать трансформатор, как для разных приборов отдельные автоматы.

Это очень удобно, т.к. при прекращении работы какого-либо трансформатора, оставшийся будет функционировать без изменений. Исходя из предыдущих расчетов, их общая мощность 210 Вт, получится, что на одну группу приходится 120 Вт (следует купить прибор на 150w), а на вторую 90 (каждая лампочка по 30 Вт). Подбираем трансформаторы, подходящие под эти требования (не забываем суммировать количество запасной мощности – 10-15 %).

Раз в полгода проверяйте работоспособность трансформаторов. При необходимости проводите плановый ремонт в Москве, Санкт-Петербурге и прочих городах есть специальные учреждения, которые предоставляют такие услуги.

Как подключаются галогенные лампы: этапы действий

Установка точечных галогенных светильников требует внимательности и время.

Но работу можно провести самостоятельно:

Прежде чем проделать отверстие в подвесном потолке, надо произвести разводку электропроводов для напряжения в 12 либо 24 В. Также желательно установить трансформаторы для галогенных светильников.

• Светильники соединяются параллельно между собой, затем к трансформатору.
• Электропровод в распределительной коробке надо подключить так, чтобы фаза поступала на выключатель.
• Ноль, который идет от щитка подсоединяется к нулю трансформатора.
• Главным является не то, сколько преобразователей, а то, чтобы на каждый преобразователь подходил отдельный провод, а соединение всех приборов происходило в распределительной коробке.
• Диаметр нужного отверстия указывается на упаковке светильника. Но лучше самому еще перепроверить.
• Для ровного прорезания отверстия используется коронка нужного диаметра.

Если точечные светильники устанавливаются на подвесной потолок, то провода заранее крепятся к потолку. Затем происходит размещение светильников и укрепление на подвесах, подключение, проверка.

Перед натяжкой потолка, надо отключить питание, снять лампочки. После полной натяжки, находят места, где должны устанавливаться светильники (их видно через материал либо нащупываются), прорезаются отверстия. На них производится установка уплотнительных колец, сборка галогенного светильника.

При монтаже потолка из листов гипсокартона, надо также прежде проложить проводку по потолку, в местах установки ламп, провода должны свисать с запасом до 15 см. Это необходимо для случая, если отверстие прорежется со смещением. Чтобы избежать случая неправильных вырезов, схема подключения светильников переносится на гипсокартон.

Если потолок делается из деревянных перекрытий, то провод должен быть негорючим, и проложен в специальных коробах либо металлических трубах. Эти работы должны проводиться до момента укладки подвесного материала. Нарушение правил приведет к нежелательным последствиям.

Блок питания на основе электронного трансформатора

Принципиальная схема электронного блока питания

При изготовлении полноценного блока питания на основе электронного трансформатора постоянного тока на 12 Вольт к его схеме добавляется выпрямительный мост с элементами фильтрации. Этот узел состоит из 4-х вентильных диодов средней мощности с обратным напряжением до 1 кВ и током порядка 1 Ампер. После них полученное в результате выпрямления постоянное напряжение сглаживается (фильтруется) электролитическим конденсатором и мощным индуктивным дросселем.

Благодаря этому узлу удается управлять зарядной цепочкой из переменного резистора и конденсатора, входящих в электронный трансформатор.

Достоинством блока питания, собранного по рассмотренной схеме является простота и безотказность. Основой недостаток – сложность получения на выходе импульсного тока достаточно большой амплитуды. Схема подходит только для маломощных галогенных ламп, устанавливаемых в небольших светильниках типа «ночник».

Подключение и использование галогенных ламп

Очень часто основой освещения в квартирах и домах, то есть в любых жилых помещениях, служат галогенные лампы. Они имеют ряд преимуществ. Во-первых, это довольно высокая светоотдача, наряду с небольшим потреблением электрической энергии. Во-вторых, галогенные источники света имеют очень компактные размеры, что может сыграть решающую роль в каком-то конкретном дизайнерском решении. Ещё один из значительных плюсов этого вида освещения является их надёжность при небольшой стоимости данной продукции, что играет для обычного человека, считающего свои финансовые расходы, определённый перевес в их сторону.

Многие галогенные лампы имеют необычное для освещения квартиры питающее напряжение 12 вольт, и тут возникает ряд вопросов как получить такое напряжение, и выбрать правильно питание для галогенного устройства освещения. Конечно, современный рынок очень разнообразен и есть возможность выбрать галогенные лампы и с напряжением питания 220 вольт, но с ними в принципе проблем при подключении не возникает, так как оно элементарно и напоминает подключение обычной лампы накаливания. Напряжение же питания 12 вольт имеет, в свою очередь, несколько положительных моментов, ведь именно такое напряжение считается абсолютно безопасным для человеческого организма даже в особо опасных помещениях, хотя обычные жилые здания к таким и не относятся. Зато появляется запас по безопасному использованию такого низковольтного освещения.

Подключение галогенных ламп осуществляется через устройство понижения напряжения которое называется трансформатор и оно не только понижает напряжение питания, но и служит гальванической развязкой. Ведь получить 12 вольт можно и без трансформатора, собрав электронную схему из нескольких запчастей, но она считается более опасной как для человека, так и для самих галогенных лампочек. Так как при пробое одного из элементов, всё полное напряжение 220 вольт окажется на клеммах ламп и спасения им уже не бедует, все источники света просто моментально перегорят. Такой итог очень огорчит любого владельца освещения на основе галогенных устройств. Неисправность трансформатора тоже может иметь место как в теории, так и в практике, но вероятность такого исхода очень низкая. Поэтому применение трансформатора 12 вольт для галогенных ламп более надёжно и безопасно.

Устройство и принцип действия ЭТ

Электронный трансформатор

Конструктивно этот элемент схемы содержит в своем составе следующие узлы:

• мультивибратор – задающий генератор импульсов на мощных транзисторах;
• мост, собранный на высоковольтных катушках индуктивности;
• малогабаритный трансформатор напряжения 220 12.

Функцию генератора в схеме электронного трансформатора выполняет либо диодный тиристор, либо транзисторы, включенные по схеме коммутаторов мощных импульсов (их еще называют ключевыми). При работе этого электронного узла частота генерации задается с помощью переменного резистора и накопительной емкости (ее допускается регулировать в диапазоне от 30 до 35 кГц). Катушки индуктивности включены по частично мостовой схеме и намотаны на небольшом по размеру кольцевом сердечнике.

В этом модуле предусмотрена петля обратной связи, позволяющая повысить стабильность работы задающего генератора.

В составе схемы применены высоковольтные биполярные транзисторы (обычно – типа  MGE 13001-13009). Конкретная марка выбирается в зависимости от мощности электронного трансформатора, основное назначение которого – понижать уровень выходного сигнала до заданной величины в 12 (24) Вольта. Его основное достоинство – небольшие габариты и малый вес, что позволяет снизить соответствующие параметры всего устройства.

Устройство и схема электронного трансформатора

Электронные трансформаторы приходят на смену громоздким трансформаторам со стальным сердечником. Сам по себе электронный трансформатор, в отличие от классического, представляет собой целое устройство – преобразователь напряжения.

Применяются такие преобразователи в освещении для питания галогенных ламп на 12 вольт. Если вы ремонтировали люстры с пультом управления, то, наверняка, встречались с ними.

Вот схема электронного трансформатора JINDEL (модель GET-03) с защитой от короткого замыкания.

Как видим, схема довольно проста и собрана из радиодеталей, которые легко обнаружить в любом электронном балласте для питания люминесцентных ламп, а также в лампах – “экономках”.

Основными силовыми элементами схемы являются n-p-n транзисторы MJE13009, которые включены по схеме полумост. Они работают в противофазе на частоте 30 – 35 кГц. Через них прокачивается вся мощность, подаваемая в нагрузку – галогенные лампы EL1…EL5. Диоды VD7 и VD8 необходимы для защиты транзисторов V1 и V2 от обратного напряжения. Симметричный динистор (он же диак) необходим для запуска схемы.

На транзисторе V3 (2N5551) и элементах VD6, C9, R9 – R11 реализована схема защиты от короткого замыкания на выходе (short circuit protection).

Если в выходной цепи произойдёт короткое замыкание, то возросший ток, протекающий через резистор R8, приведёт к срабатыванию транзистора V3. Транзистор откроется и заблокирует работу динистора DB3, который запускает схему.

Резистор R11 и электролитический конденсатор С9 предотвращают ложное срабатывание защиты при включении ламп. В момент включения ламп нити холодные, поэтому преобразователь выдаёт в начале пуска значительный ток.

Для выпрямления сетевого напряжения 220V используется классическая мостовая схема из 1,5-амперных диодов 1N5399.

В качестве понижающего трансформатора используется катушка индуктивности L2. Она занимает почти половину пространства на печатной плате преобразователя.

В силу своего внутреннего устройства, электронный трансформатор не рекомендуется включать без нагрузки. Поэтому, минимальная мощность подключаемой нагрузки составляет 35 – 40 ватт. На корпусе изделия обычно указывается диапазон рабочих мощностей. Например, на корпусе электронного трансформатора, что на первой фотографии указан диапазон выходной мощности: 35 – 120 ватт. Минимальная мощность нагрузки его составляет 35 ватт.

Галогенные лампы EL1…EL5 (нагрузку) лучше подключать к электронному трансформатору проводами не длиннее 3 метров. Так как через соединительные проводники протекает значительный ток, то длинные провода увеличивают общее сопротивление в цепи. Поэтому лампы, расположенные дальше будут светить тусклее, чем те, которые расположены ближе.

Также стоит учитывать и то, что сопротивление длинных проводов способствует их нагреву из-за прохождения значительного тока.

Стоит также отметить, что из-за своей простоты электронные трансформаторы являются источниками высокочастотных помех в сети. Обычно, на входе таких устройств ставится , который блокирует помехи. Как видим по схеме, в электронных трансформаторах для галогенных ламп нет таких фильтров. А вот в компьютерных блоках питания, которые собираются также по схеме полумоста и с более сложным задающим генератором, такой фильтр, как правило, монтируется.

Нравится

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Блок питания на 12 вольт своими руками.

• Типы выпрямителей переменного тока.

Советы специалистов

Выбирая блок питания для светодиодных ламп, нужно знать, чем отличаются существующие их виды. Специалисты в области светотехники дают несколько советов. Мастера утверждают, что при использовании в схеме драйвера светодиоды могут работать на полную мощность. Это объясняется отсутствием необходимости понижать напряжение. В этом случае светодиоды не выйдут из строя из-за повышения мощности.

Если же питание осуществляется при помощи блока питания, часть напряжения будет расходоваться из-за нагрева резисторов. Последние отвечают за ограничение напряжения при скачке показателей тока. Поэтому, запитав систему при помощи драйвера, можно значительно продлить срок службы светодиодов. Ток в этом случае никогда не превысит допустимое значение.

Стоит учесть, что драйвер представляет собой прибор, который предназначен для тока с определенными характеристиками, заданной мощности. Поэтому желая собрать или отремонтировать блок питания из светодиодной лампы своими руками, нужно подбирать его в соответствии с количеством и типом светодиодов. Их мощность должна соответствовать выбранному питающему устройству.

Обычный блок питания можно применять для любых электрических приборов, а драйвер специально предназначен для светодиодов. Это обязательно учитывают при покупке прибора. Существует ряд факторов, которые влияют на выбор типа питающего устройства.

Рекомендации специалистов-практиков

Практикующие электрики часто сталкиваются с необходимостью монтажа низковольтных галогенок, когда проводка уже проведена и успешно эксплуатируется. В таком случае далеко не всегда возможно осуществить параллельное подключение ламп к трансформатору без кардинальной переделки проводки.

Чтобы минимизировать затраты специалисты рекомендуют в этом случае соединить каждый светильник с собственным трансформатором. Как правило, это будут небольшие по мощности и габаритам устройства.

Если это кажется расточительством, можно поставить в светильники вместо низковольтных высоковольтные галогенки на 220 В. Но в этом случае придется снабдить их прибором плавного пуска. Или как вариант, если конструкция светильника позволяет, можно заменить галогенные лампы на светодиоды эконом-класса.

С ориентирами выбора галогенок для устройства системы освещения ознакомит статья, досконально разбирающая все стороны вопроса.

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

Очень часто планируется регулирование интенсивности освещения, для чего в общую схему добавляется диммер. Нужно знать, что большинство импульсных трансформаторов не рассчитаны на совместную работу с диммером.

Поскольку последний отрицательно влияет на функционирование электронного преобразователя, это в конечном итоге заметно сокращает срок службы подключенных галогенных ламп.

По этой причине оптимальный вариант для работы в паре с диммером – тороидальный электромагнитный трансформатор. И еще одно замечание.

Электрики настойчиво рекомендуют не забывать об обслуживании уже установленных понижающих устройств. Оптимально раз в шесть месяцев проводить их плановый осмотр с проверкой работоспособности. При выявлении проблем устройства ремонтируют или заменяют.

Технические характеристики галогенных источников света.

1. Тип цоколя. От него зависит размер, конструкция светильника, схема подключения.
2. Рабочее напряжение: постоянное (6, 12, 24 Вольта) или переменное.
3. Мощность. Зависит от конструкции источника света: линейный лампы выпускают до 20 кВ, а миниатюрные бывают 20, 30, 40, 50 Вт и др.
4. Цветовая температура: практически не меняется. Находится в интервале 2700 – 3000 К. Теплый свет комфортен для глаз.
5. Индекс цветопередачи. Приближается к 100 – цвета не искажаются.
6. Срок службы. В среднем 2000 часов. Если же условия работы будут «идеальными» (без скачков напряжения и т.п.), то он увеличится до 4000 часов.