Зарядний пристрій з економ лампи. Імпульсний блок живлення з епра З баласту енергозберігаючої лампи

(КЛЛ або «енергозберігайки») з'явилися у побуті досить давно, але досі утримують якщо не першість серед освітлювальних приладів, то одне з провідних місць. Вони компактні, економічні, можуть працювати замість звичайної лампочки розжарювання. Але є у цих приладів і недоліки. Незважаючи на заявлений виробником термін експлуатації КЛЛ часто виходять з ладу, навіть не виробивши свій ресурс.

Виною цьому найчастіше стає нестабільна напруга живлення і часте «клацання» вимикачем. Чи можна якось використовувати згорілий прилад, який коштує чималі гроші? Звичайно можна! У цій статті ми спробуємо зібрати блок живлення з енергозберігаючої лампи своїми руками.

Пристрій та принцип роботи ЕПРА

Перш ніж взятися за переробку електронного баласту для компактних люмінесцентних ламп, познайомимося із цим вузлом та принципом його роботи ближче. Основне завдання баласту:

• запустити газорозрядну трубку лампи;
• підтримувати необхідні для роботи трубки струм та напруга.

Погляньмо на класичну схему електронного баласту або, якщо називати його правильно, ЕПРА (Електронний ПускоРегулюючий Апарат).

Схема ЕПРА (електронного баласту) для енергозберігаючих ламп

По суті це звичайний імпульсний блок живлення з незначними відмінностями, але про них пізніше. Напруга мережі подається на бруківку випрямляч VD1-VD4, згладжується конденсатором С1 і надходить на високочастотний (частота автоколивань 10-60 кГц) генератор, зібраний на транзисторах VT2, VT3. Генерація у ньому виникає з допомогою позитивної зворотний зв'язок, яку забезпечує трансформатор Т1, запуск під час подачі живлення відбувається завдяки симетричному динистору DB1.

Імпульсна напруга через струмообмежуючий дросель Т2 надходить на енергозберігаючу лампу, виконану у вигляді вигнутої трубки. Конденсатор С8 потрібен для створення високовольтного імпульсу, що підпалює трубку. Як тільки в лампі стався пробій газової ділянки, в роботу вступає дросель, що обмежує струм на необхідному для роботи лампи рівні. Оскільки частота напруги відносно висока, дросель вийшов компактним.

Важливо! Виробники енергозберігаючих ламп використовують у своїх виробах різні схеми баластів, але принцип роботи у них той самий.

Відмінності конструкції лампи від імпульсного блоку

Чим відрізняється електронний баласт КЛЛ від імпульсного блоку живлення (ДБЖ)? Насамперед на виході баласту стоїть струмообмежуючий дросель. Далі, схема не має гальванічної розв'язки напруги з вихідним, тому всі елементи схеми, яку живить ЕПРА, знаходяться під небезпечною для життя напругою. А тепер спробуємо зробити імпульсний блок живлення з енергозберігаючої лампи.

Крім зазначених відмінностей, на виході ЕПРА імпульсна напруга, тоді як блок живлення зазвичай видає постійне.

Схема переробки ЕПРА в ДБЖ

Для переробки ЕПРА в блок живлення необхідно розв'язати три завдання:

1. Забезпечити електробезпеку, створивши електричну розв'язку.
2. Зменшити вихідну напругу перетворювача, оскільки на її виході вона досить висока - прядка 100-150 В.
3. Випрямити вихідну напругу.

Якщо необхідний блок живлення невеликої потужності – до 15 Вт, то жодної особливої ​​обробки ЕПРА не потрібно. Достатньо десятка сантиметрів обмотувального дроту, чотири діоди та пари конденсаторів. Ну і, звісно, ​​знадобиться електронний баласт від лампи потужністю 40 Вт. Погляньмо на доопрацьовану схему:

Тут дросель виконує роль розв'язуючого і одночасно понижуючого трансформатора блоку живлення, а випрямляч (діоди VD8-VD11) роблять постійне з імпульсної напруги. Конденсатори С8 та С9 – згладжуючі. В іншому робота блоку живлення нічим не відрізняється від схеми ЕПРА.

Переробку ЕПРА блок живлення будемо проводити в наступній послідовності:

1. Видаляємо люмінесцентну трубку та конденсатор С8.
2. З'єднуємо висновки конденсаторів С6, С7 та дроселя Т2, які раніше йшли на лампу, між собою. Найпростіше це зробити, просто замкнувши всі висновки лампи.

Тепер наш дросель є навантаженням перетворювача. Залишилося лише домотати на нього вторинну обмотку. Так як частота перетворення досить висока, знадобиться лише кілька витків обмотувального дроту діаметром 0.5-0.8 мм. Зазор між сердечником і обмоткою дроселя невеликий, але цілком достатньо для кількох витків, число яких підбирається експериментально.

Думка експерта

Олексій Бартош

Важливо! Для більшої надійності блоку живлення краще використовувати не звичайний обмотковий провід в емалевій ізоляції, а монтажний у фторопластовій. Це виключить пробою між обмотками при неакуратному намотуванні та появі небезпечної напруги у вторинному ланцюзі.

Методика намотування наступна. Намотуємо як вторинну близько 10 витків, підключаємо до неї діодний міст з конденсаторами, що згладжують, і навантажуємо майбутній блок живлення резистором потужністю близько 30 Вт і опором 5-6 Ом. Вимірюємо напругу на резисторі вольтметром постійного струму. Потім ділимо отриману напругу на кількість витків, і виходить напруга, що отримується з одного витка. Тепер ділимо необхідну нам напругу (12-13 В) на останнє значення і отримуємо необхідну кількість витків вторинної обмотки.

Припустимо, намотавши 10 витків, ми отримали напругу 8 В. 8/10 = 0.8. Отже, один виток видає 0,8 вольт. Нам потрібно 12. Ділимо 12 на 0.8, отримуємо 15. Отже, нам необхідно намотати 15 витків.

У діодному мосту можна використовувати будь-які випрямні діоди на зворотну напругу не нижче 25 і струм 1А. Краще для цих цілей використовувати діоди Шоттки - вони мають менше пряме падіння напруги і краще працюють в імпульсному режимі, збільшуючи ККД блоку живлення. На місці С8 може працювати керамічний конденсатор ємністю 0.1 мкФ, С9 – електролітичний ємністю 10-50 мкФ та робоча напруга не нижче 25 В.

Усім хороша схема такого блоку живлення, але напруга на його виході не стабілізована. Тобто воно вагатиметься разом із зміною мережевого. Вийти зі становища досить просто, встановивши в схему блоку живлення 12-вольтовий стабілізатор. Ідеальним для цього буде інтегральний стабілізатор КР142ЕН8Б або закордонний аналог L1812. У цьому випадку вихідний фрагмент схеми виглядатиме так:

Конденсатори С10 та С11 потрібно взяти тих самих номіналів, що і С8, С9.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Важливо! Якщо в схемі блоку живлення буде використовуватися стабілізатор, то кількість витків необхідно збільшити до отримання напруги на резисторі навантаження (див. методику розрахунку вище) 15-16 В. Саме така напруга є нормальною вхідною для лінійного 12-вольтового стабілізатора.

Як збільшити потужність

Зазвичай потужність КЛЛ відносно невелика і коливається не більше 10-40 Вт. Теоретично непогано, але на практиці вся справа псує струмообмежуючий дросель. Він не дає саморобному блоку живлення розвинути максимальну потужність, по-перше, через струмообмежуючі властивості, а по-друге, через власну малу потужність. При збільшенні струму магнітопровід починає працювати в режимі насичення, зменшуючи ККД блоку живлення та перевантажуючи ключові транзистори, причому перевантажуючи марно.

Як зробити відносно потужний блок живлення з ? Завдання не таке складне, як здається на перший погляд. Для цього достатньо дросель замінити відносно потужний імпульсний трансформатор. Звичайно, тут будуть потрібні глибші знання в радіотехніці, але воно того варте.

Трансформатор можна взяти, наприклад, з непотрібного блока живлення від комп'ютера чи іншої оргтехніки (принтер, сканер, компактний телевізор тощо). Ще знадобиться резистор потужністю 3 Вт та опором 5 Ом, а також новий високовольтний конденсатор на номінал 100 мкФ та робоча напруга не нижче 350 В. Погляньмо на доопрацьовану схему:

Тут замість дроселя встановлений імпульсний трансформатор, причому первинною обмоткою є та, що була підключена до перетворювача (високовольтна), а вторинної – знижувальна. Крім того, резистор R1 обраний більшої потужності, а ємність конденсатора, що згладжує С1 (за доопрацьованою схемою С0) збільшена до 100 мкФ. В іншому схема практично не змінилася, але тепер вона цілком здатна віддати в навантаження струм 5-8 А при напрузі 12 В. Такі блоки живлення вже цілком можна використовувати для шуруповерта та подібних 12-вольтових інструментів.

1. При першому пуску допрацьований блок живлення краще підключати до мережі через лампу розжарювання 220 60-100 Вт. Якщо все гаразд, то лампа ледь світиться. Якщо у схемі помилка, то лампа горітиме досить яскраво. Це збереже транзистори від пробою при помилках у монтажі.
2. Перш ніж запустити блок живлення у довготривалу роботу, необхідно «поганяти» його на резисторі навантаження. При цьому трансформатор і транзистори не повинні нагріватися вище за 60 градусів Цельсія.
3. Якщо трансформатор сильно гріється, доведеться намотати знижувальну обмотку більш товстим дротом.
4. Якщо сильно гріються транзистори, їх потрібно забезпечити невеликими радіаторами.
5. Не варто використовувати такий блок живлення для заряджання та живлення дорогих гаджетів. Набагато надійніше купити заводський пристрій живлення. Це коштуватиме набагато дешевше, ніж ремонт, наприклад, ноутбука чи смартфона.

На цьому, мабуть, розмову про переробку ЕПР для компактних люмінесцентних ламп в імпульсний блок живлення можна закінчити. Якщо ти уважно прочитав статтю і маєш хоча б невелике поняття про радіотехніку, то впораєшся з цим нескладним доопрацюванням самостійно.

Сучасні люмінесцентні лампочки – справжня знахідка для економних споживачів. Вони світять яскраво, працюють довше за лампочки розжарювання і споживають набагато менше енергії. На перший погляд – одні плюси. Проте через недосконалість вітчизняних електромереж вони вичерпують свій ресурс набагато раніше за терміни, заявлені виробниками. І часто вони навіть не встигають «покрити» витрати на їхнє придбання.
Але не поспішайте викидати «економку», що вийшла з ладу. З огляду на неабияку початкову вартість люмінесцентних лампочок доцільно «вичавити» з них максимум, використовуючи до останнього всі можливі їх ресурси. Адже прямо під спіраллю в ній встановлено схему компактного високочастотного перетворювача. Для людини знаючої - це цілий "Клондайк" всіляких запчастин.

Розібрана лампа

Загальні відомості

Елемент живлення

По суті така схема є практично готовим імпульсним блоком живлення. Не вистачає в ньому тільки розділового трансформатора з випрямлячем. Тому якщо колба ціла, можна не боячись ртутних випарів, спробувати розібрати корпус.
До речі, саме освітлювальні елементи лампочок найчастіше виходять з ладу: через вигоряння ресурсу, нещадної експлуатації, занадто низьких (або високих) температур тощо. Внутрішні плати більш-менш захищені герметичним корпусом та деталями із запасом міцності.
Радимо перед початком ремонтно-відновлювальних робіт накопичити кілька ламп (можете попитати на роботі або у знайомих - зазвичай такого добра скрізь вистачає). Адже не факт, що всі вони будуть ремонтопридатними. У цьому випадку нам важлива саме працездатність баласту (тобто плати, вбудованої всередині лампочки).

Можливо, вперше і доведеться трохи покопатися, зате потім ви за годину зможете зібрати примітивний блок живлення для пристроїв, що підходять по потужностях.
Якщо Ви плануєте створювати блок живлення, вибирайте моделі люмінесцентних ламп потужнішими, починаючи від 20 Вт. Втім, менш яскраві лампочки теж підуть у хід - вони можуть використовуватися як донори потрібних деталей.
І в результаті з пари-трійки згорілих економок цілком можна створити одну цілком дієздатну модель, чи це робоча лампочка, блок живлення або зарядний пристрій для акумуляторів.
Найчастіше майстри-самоуки використовують баласт економок для створення 12-ватних блоків живлення. Вони можуть підключатися до сучасних світлодіодних систем, адже 12 V – це робоча напруга більшості найпоширеніших у побуті приладів, у тому числі й освітлювальних.
Такі блоки зазвичай ховаються в меблях, тому зовнішній вигляд вузла особливого значення не має. І навіть якщо зовні виріб вийде неакуратним – нічого страшного, головне подбати про максимальну електробезпеку. Для цього ретельно перевіряйте створену систему на працездатність, залишаючи попрацювати в тестовому режимі на тривалий час. Якщо стрибків напруги та перегріву не спостерігається – значить, Ви все зробили правильно.
Зрозуміло, що набагато життя оновленій лампочці ви не продовжите - все одно рано чи пізно ресурс вичерпується (вигоряє люмінофор і нитка розжарення). Але погодьтеся, чому б не спробувати відновити лампу, що вийшла з ладу, протягом півроку-року після покупки.

Розбираємо лампу

Отже, беремо неробочу лампочку, знаходимо місце стику скляної колби із пластиковим корпусом. Акуратно піддіваємо половинки викруткою, поступово просуваючись «пояском». Зазвичай ці два елементи з'єднані пластиковими засувками, і якщо ви збираєтеся ще якось використовувати обидві складові, не прикладайте великих зусиль - шматок пластику може легко відколотися, і герметичність корпусу лампочки буде порушена.

Розкривши корпус, обережно роз'єднайте контакти, що йдуть від баласту до ниток напруження в колбі, т.к. вони блокують повноцінний доступом до плати. Часто вони просто примотані до штирьків, і якщо Ви не плануєте більше використовувати колбу, що вийшла з ладу, можете сміливо відрізати з'єднувальні проводки. У результаті перед вами має постати приблизно така схема.

Розбирання лампи

Відомо, що конструкції ламп від різних виробників можуть відрізнятися «начинкою». Але загальна схема та базові складові елементи мають багато спільного.
Потім потрібно скрупульозно оглянути кожну деталь на предмет здуття, пробоїв, переконайтеся в надійності паяння всіх елементів. Якщо якась із деталей перегоріла, це буде відразу видно з характерної кіптяви на платі. У випадках, коли видимих ​​дефектів не виявлено, але при цьому лампа є неробочою, скористайтесь тестером і продзвоніть всі елементи ланцюга.
Як показує практика, найчастіше страждають резистори, конденсатори, диністори через великі перепади напруги, які з незавидною регулярністю виникають у вітчизняних мережах. Крім того, часті клацання вимикачем вкрай негативно позначаються на тривалості роботи люмінесцентних лампочок.
Тому щоб максимально надовго продовжити час експлуатації, намагайтеся якомога рідше включати їх і вимикати. Зекономлені на електроенергії копійки в результаті виллються в сотні рублів на заміну лампочки, що раніше вигоріла. .

Розібрані лампи

Якщо в результаті первинного огляду ви виявили падали на платі, здуття деталей, спробуйте замінити блоки, що вийшли з ладу, взявши їх у інших неробочих лампочок-донорів. Після встановлення деталей ще раз «продзвоніть» тестером усі складові плати.
За великим рахунком, з баласту неробочої люмінесцентної лампочки можна виготовити імпульсний блок живлення потужністю, що відповідає вихідній потужності лампи. Як правило, малопотужні блоки живлення не вимагають суттєвих доробок. А ось над блоками більшої потужності, звичайно, доведеться попітніти.
Для цього потрібно буде трохи розширити можливості рідного дроселя, забезпечивши його додатковою обмоткою. Ви можете регулювати потужність створюваного блоку живлення, збільшуючи кількість вторинних витків на дроселі. Хочете дізнатися, як це робити?

Підготовчі роботи

Як приклад – нижче наведена схема люмінесцентної лампочки Vitoone, але принципово склад плат від різних виробників відрізняється не сильно. В даному випадку представлена ​​лампочка достатньої потужності - 25 Вт, з неї може вийти відмінний зарядний блок на 12 В.

Схема лампи Vitoone 25W

Складання блоку живлення

Червоним кольором на схемі позначений освітлювальний вузол (тобто колба з нитками розжарення). Якщо нитки в ньому перегоріли, то ця частина лампочки нам більше не знадобиться, і можна сміливо відкусити контакти від плати. Якщо лампочка все ж таки горіла перед поломкою, хоч і тьмяно, можна потім спробувати реанімувати її на якийсь час, приєднавши до робочої схеми з іншого виробу.
Але зараз не про це. Наша мета – створити блок живлення з баласту, здобутого з лампочки. Отже, видаляємо все, що знаходиться між точками А і А на наведеній вище схемі.
Для блоку живлення невеликої потужності (приблизно рівної вихідної лампочки-донора) достатньо лише невеликої переробки. На місці віддаленого лампового вузла необхідно встановити перемичку. Для цього просто примотайте новий відрізок дроту до штирьків, що звільнилися, — на місці кріплення колишніх ниток розжарення енергозберігаючої лампочки (або до отворів під них).

У принципі Ви можете спробувати трохи підвищити потужність, що генерується, забезпечивши додатковою (вторинною) навивкою вже наявний на платі дросель (він позначений на схемі як L5). Таким чином, його рідна (заводська) навивка стає первинною, а ще один вторинний шар — забезпечує цей резерв потужності. І знову ж таки, його можна регулювати кількістю витків або товщиною проводу, що навивається.

Підключення блока живлення

Але, зрозуміло, набагато збільшити вихідні потужності не вдасться. Все впирається у розміри «рамки» навколо феритів – вони обмежені, т.к. спочатку передбачалися для використання у компактних лампах. Найчастіше вдається нанести витки лише в один шар, восьми – десяти для початку буде достатньо.
Намагайтеся накладати їх рівномірно по всій площі фериту, щоб отримати максимальну продуктивність. Такі системи дуже чутливі до якості навивки і будуть нерівномірно нагріватися, і врешті-решт стануть непридатними.
Рекомендуємо на час проведення робіт випаяти зі схеми дросель, тому що інакше виконати намотування буде нелегко. Очистіть його від заводського клею (смол, плівок тощо). Візуально оцініть стан проведення первинного намотування, перевірте цілісність фериту. Бо якщо вони пошкоджені, немає сенсу надалі продовжувати працювати з ним.
Перед початком вторинного намотування прокладіть по верху первинної обмотки смужку паперу або електрокартону, щоб виключити ймовірність пробою. Липка стрічка в даному випадку не найкращий варіант, оскільки згодом клейовий склад виявляється на проводах і веде до корозії.
Схема допрацьованої плати з лампочки виглядатиме так

Схема допрацьованої плати з лампочки

Багато хто не з чуток знає, що робити обмотку трансформатора своїми руками те ще задоволення. Це швидше заняття для усидливих. Залежно від кількості шарів на це можна витратити від кількох годин, до цілого вечора.
Зважаючи на обмеженість простору дросельного вікна для створення вторинної обмотки рекомендуємо використовувати мідний кабель лакований, перетином 0,5 мм. Тому що проводам в ізоляції там просто не вистачить місця для навивки скільки-небудь значної кількості витків.
Якщо надумаєте зняти ізоляцію з проводу, що є у вас, не користуйтеся гострим ножем, т.к. після порушення цілісності зовнішнього шару обмотки на надійність такої системи доведеться лише сподіватися.

Кардинальні перетворення

В ідеалі для вторинної обмотки потрібно брати такий самий тип дроту, як у вихідному заводському варіанті. Але часто "вікно" магнітоприймача дроселя настільки вузьке, що не виходить навіть намотати один повноцінний шар. А ще обов'язково потрібно враховувати товщину прокладки між первинною і вторинною обмоткою.
В результаті кардинально змінити потужності, що видаються схемою лампи, без внесення змін до складу компонентів плати не вдасться. Крім того, наскільки б акуратно ви не виконували намотування, зробити його так якісно, ​​як у моделях, вироблених заводським способом, вам все одно не вдасться. І в цьому випадку простіше тоді зібрати імпульсний блок з нуля, ніж переробляти «добро», здобуте безкоштовно з лампочки.
Тому раціональніше пошукати на розбірках старої комп'ютерної або телерадіотехніки готовий трансформатор з параметрами, що шукаються. Він виглядає набагато компактнішим, ніж «саморобка». Та й запас міцності його не йде в жодне порівняння.

Трансформатор

І Вам не доведеться ламати голову над розрахунками кількості витків для отримання бажаної потужності. Припаяв до схеми – і готово!
Тому якщо потужність блоку живлення потрібна більша, скажімо, близько 100 Вт, тоді доведеться діяти радикально. І лише наявними в лампах запчастинами тут не обійтися. Так якщо Ви хочете ще більше підвищити потужність блоку живлення, необхідно випаяти та видалити з плати лампочки рідний дросель (позначений на схемі нижче L5).

Детальна схема ДБЖ

Підключений трансформатор

Потім на ділянці між колишнім місцем дроселя і середньою реактивною точкою (на схемі цей відрізок знаходиться між розділовими конденсаторами С4 і С6) приєднується новий потужний трансформатор (позначений як TV2). До нього, при необхідності, приєднується вихідний випрямляч, що складаються з пари з'єднувальних діодів (вони позначені на схемі VD14 і VD15). Не завадить попутно замінити більш потужні і діоди на вхідному випрямлячі (на схемі це VD1-VD4).
Не забудьте встановити більш ємний конденсатор (показаний на схемі як С0). Підбирати його потрібно з расчета1 мікрофарад на 1 Вт вихідний потужності. У нашому випадку було взято конденсатор на 100 mF.
В результаті ми отримуємо цілком дієздатний імпульсний блок живлення з енергозберігаючої лампи. Зібрана схема виглядатиме приблизно так.

Пробний запуск

Пробний запуск

Підключена до ланцюга, вона служить чимось схожа на запобіжника стабілізатора і оберігає блок при перепадах струмів і напруги. Якщо все добре, лампа особливо ніяк не впливає на роботу плати (через низький опір).
Зате при стрибках високих струмів опір лампи зростає, нівелюючи негативний вплив на електронні компоненти схеми. І навіть якщо лампа згорить — її буде не так шкода, як власноруч зібраний імпульсний блок, над яким ви корпіли кілька годин.
Найпростіша схема перевірочного ланцюга виглядає так.

Запустивши систему, погляньте, як змінюється температура трансформатора (або обмотаного «вторинкою» дроселя). Якщо він починає сильно нагріватися (до 60ºС), знеструмте ланцюг і спробуйте замінити дроти обмотки аналогом з великим перетином, або збільшіть кількість витків. Те саме стосується і температури нагріву транзисторів. При суттєвому її зростанні (до 80ºС) слід забезпечити кожен із них спеціальним радіатором.
Ось у принципі і все. Насамкінець нагадуємо Вам про дотримання правил безпеки, оскільки на виході напруга дуже висока. Плюс до всього компоненти плати можуть сильно нагріватися, не змінюючись при цьому зовні.

Також не радимо використовувати такі імпульсні блоки при створенні зарядних пристроїв для сучасних гаджетів з тонкою електронікою (смартфонів, електронного годинника, планшетів і т.д.). Навіщо ризикувати? Ніхто не дасть гарантію, що «саморобка» працюватиме стабільно, і не загубить дорогий пристрій. Тим більше що потрібного добра (мається на увазі готових зарядок) більш ніж достатньо на ринку, і коштують вони зовсім недорого.
Такий саморобний блок живлення може безбоязно використовуватися для підключення лампочок різних видів, для запитки LED-стрічок, нескладних електроприладів, не настільки чутливих до стрибків струмів (напруги).

Сподіваємося, Ви змогли подужати весь наведений матеріал. Можливо, він надихне вас спробувати створити щось подібне самостійно. Нехай навіть перший блок живлення, зроблений вами з плати лампочки, спочатку і не буде реальною робочою системою, зате Ви набудете базових навичок. І головне – азарт та спрагу творчості! А там, дивишся, і вдасться зробити з підручних матеріалів повноцінний блок живлення для світлодіодних стрічок, дуже популярних сьогодні. Успіхів!

«Очі ангела» для автомобіля власноруч Як правильно виготовити саморобний світильник з мотузок Пристрій та регулювання димованих світлодіодних стрічок

Сучасні електроінструменти популярні тим, що під час роботи дозволяють не прив'язуватися до електромережі, що розширює можливості їх експлуатації навіть у польових умовах. Наявність акумуляторної батареї значно обмежує тривалість активної роботи, тому шуруповерти та дрилі потребують постійного доступу до джерела живлення. На жаль, у сучасних інструментів (частіше китайського виробництва) живильна батарея має невелику надійність і часто швидко виходить з ладу, тому народним умільцям доводиться обходитися підручними матеріалами, щоб не тільки зібрати імпульсний блок живлення, а й заощадити на цьому кошти. Прикладом подібного хенд-мейду є імпульсний блок живлення (ДБЖ) для акумуляторного шуруповерта на 18 В, зібраний з елементів енергозберігаючої лампи, що не працює, яка може принести користь навіть після своєї «смерті».

Будова та принцип роботи енергозберігаючої лампи

Будова енергозберігаючої лампи

Щоб зрозуміти, чим може бути корисною енергозберігаюча лампа, розглянемо її будову. Конструкція лампи складається з наступних складових частин:

До колби лампи приєднані дві спіралі (електрода), які під впливом струму розжарюються і випускають зі своєї поверхні електрони. В результаті взаємодії електронів з парами ртуті в колбі виникає заряд, що тліє, «народжений» УФ-випромінювання. Впливаючи на люмінофор, ультрафіолет "примушує" лампу світитися. Колірна температура "економки" визначається хімічним складом люмінофора.

Види поломок енергозберігаючих ламп

Енергозберігаюча лампа може вийти з ладу у двох випадках:

• розбилася колба лампи;
• вийшов з ладу електронний баласт (ЕБ) (перетворювач напруги високої частоти), що відповідає за перетворення змінного струму в постійне, поступове нагрівання електродів і запобігає мерехтіння приладу під час включення.

При руйнуванні колби лампу можна просто викинути, а при поломці електронного баласту – відремонтувати або використовувати для своїх цілей, наприклад, використовувати для виготовлення ДБЖ, додавши в схему розділовий трансформатор і випрямляч.

Більшість ЕБ ламп є високочастотними перетворювачами напруги, зібраними на напівпровідникових тріодах (транзисторах). Більш дорогі прилади укомплектовані складною схемою ЕБ, відповідно, дешевші – спрощеною.

Електронний баласт «укомплектований» такими електричними елементами:

• біполярним транзистором, що працює на напругах до 700 В та струмах до 4А;
• захисними діодами (в основному це елементи типу D4126L або аналогічні їм);
• імпульсним трансформатором;
• дроселем;
• двонаправленим динистором, аналогічним здвоєному КН102;
• конденсатором 10/50В
• деякі схеми ЕБ комплектують польовими транзисторами.

Нижче наведено склад електронного баласту лампи з функціональним описом кожного елемента.

Функціональний опис

Деякі схеми ЕБ енергозберігаючих ламп дозволяють практично повністю замінити схему саморобного імпульсного джерела, доповнивши її декількома елементами та внісши невеликі зміни.

Окремі схеми перетворювачів працюють на електролітичних конденсаторах або містять спеціалізовану мікросхему. Такі схеми ЕБ краще не використовувати, адже вони часто є джерелами відмов багатьох електронних пристроїв.

Що спільного між електричними схемами «економок» та ДБЖ?

Нижче наведена одна з поширених електричних схем лампи, доповнена перемичкою А-А', яка замінює відсутні деталі та лампу, імпульсним трансформатором та випрямлячем. Елементи схеми, виділені червоним, можна видалити.

Електрична схема "економки" на 25 Вт

В результаті деяких змін і необхідних доповнень, як видно зі схеми, наведеної нижче, можна зібрати імпульсний блок живлення, де червоним кольором виділені додані елементи.

Кінцева електрична схема ДБЖ

Яких параметрів потужності БП можна досягти від енергозберігаючої лампи?

"Друге" життя "економки" часто використовують сучасні радіоаматори. Адже для їх хенд-мейдів часто потрібен силовий трансформатор, з наявністю якого виникають певні труднощі, починаючи його покупкою та закінчуючи витратою великої кількості дроту для обмотки та габаритними розмірами кінцевого виробу. Тому народні умільці призвичаїлися замінювати трансформатор на імпульсний блок живлення. Тим більше, якщо для цього використовувати електронний баласт несправного освітлювального приладу, це суттєво заощадить кошти, особливо для трансформатора потужністю понад 100 Вт.

Маломощний імпульсний блок живлення можна спорудити шляхом вторинної обмотки каркаса вже наявної котушки індуктивності. Щоб отримати блок живлення вищої потужності, потрібний додатковий трансформатор. Імпульсний блок живлення на 100 Вт м більше можна виготовити на базі ЕБ ламп потужністю 20-30 Вт, схему яких доведеться трохи змінити, доповнивши її діодним мостом, що випрямляє, VD1-VD4 і змінивши у бік збільшення перетин обмотки дроселя L0.

Саморобний трансформаторний БП

Якщо не вдасться підвищити коефіцієнт посилення транзисторів, доведеться збільшити струм їхньої бази, змінивши номінали резисторів R5-R6 на менші. Крім цього, доведеться збільшити параметри потужності резисторів базового та емітерного ланцюга. При малій частоті генерації доведеться замінити конденсатори C4, C6 на елементи з більшою ємністю.

Саморобний блок живлення

Блок живлення

Маломощний імпульсний блок живлення з параметрами потужності 3,7-20 Вт не потребує використання імпульсного трансформатора. Для цього достатньо збільшити кількість витків магнітопроводу на вже наявному дроселі. Нову обмотку можна намотати поверх старої. Для цього рекомендують використовувати провід МГТФ з фторопластовою ізоляцією, яка заповнить просвіт магнітопроводу, що не вимагатиме великої кількості матеріалу та забезпечить необхідну потужність пристрою.

Щоб підвищити потужність ДБЖ, доведеться використовувати трансформатор, який також можна спорудити на основі вже існуючого дроселя ЕБ. Тільки для цього рекомендують використовувати лакований обмотувальний мідний провід, попередньо намотавши на рідну дросельну обмотку захисну плівку, щоб уникнути пробою. Оптимальна кількість витків вторинної обмотки зазвичай підбирають досвідченим шляхом.

Як підключити новий ДБЖ до шуруповерта?

Щоб підключити імпульсний блок живлення, зібраний на основі електронного баласту, необхідно розібрати шуруповерт, знявши всі елементи кріплення. Використовуючи паяння або термозбіжні трубки, дроти двигуна пристрою з'єднуємо з виходом ДБЖ. З'єднання проводів шляхом скручування – не бажаний контакт, тому забуваємо про нього, як про ненадійне. Попередньо в корпусі інструменту просвердлюємо отвір, через який пустимо дроти. Для запобігання випадковому вириванню, провід необхідно обжати алюмінієвою кліпсою біля отвору внутрішньої поверхні корпусу електроінструменту. Розміри кліпси, що перевершують діаметр отвору, не дадуть дроту механічно пошкодитися та випасти з корпусу.

Шуруповерт

Як бачимо, навіть після відпрацювання енергозберігаюча лампа може прослужити тривалий час, принісши користь. На її базі можна зібрати малопотужний імпульсний блок живлення до 20 Вт, який чудово замінить акумуляторну батарею електроінструменту на 18 В або будь-який інший зарядний пристрій. Для цього можна використовувати елементи електронного баласту енергозберігаючої лампи і технологію, описану вище, ніж і користуються народні умільці, найчастіше, щоб відремонтувати батарею, що вийшла ладу, або заощадити на купівлі нового живильного джерела.

openstroi.ru

Головна > Лампи електричні > Як зробити блок живлення з енергозберігаючих ламп

Енергозберігаючі лампи широко застосовуються в побуті та на виробництві, згодом вони стають непридатними, а тим часом багато з них після нескладного ремонту можна відновити. Якщо вийшов з ладу сам світильник, то з електронної начинки можна зробити досить потужний блок живлення на будь-яку потрібну напругу.

Як виглядає блок живлення з енергозберігаючої лампи

У побуті часто потрібно компактний, але в той же час потужний низьковольтний блок живлення, зробити такий можна, використовуючи енергозберігаючу лампу, що вийшла з ладу. У лампах найчастіше виходять із ладу світильники, а блок живлення залишається у робочому стані.

Щоб зробити блок живлення, необхідно розібратися в принципі роботи електроніки, що міститься в енергозберігаючій лампі.

Переваги імпульсних блоків живлення

В останні роки намітилася явна тенденція до уникнення класичних трансформаторних блоків живлення до імпульсних. Це пов'язано в першу чергу з великими недоліками трансформаторних блоків живлення, таких як велика маса, мала перевантажувальна здатність, малий ККД.

Усунення цих недоліків в імпульсних блоках живлення, а також розвиток елементної бази дозволило широко використовувати ці вузли живлення для пристроїв з потужністю від одиниць ват до багатьох кіловат.

Схема блоку живлення

Принцип роботи імпульсного блоку живлення в енергозберігаючій лампі такий самий, як у будь-якому іншому пристрої, наприклад, у комп'ютері або телевізорі.

Загалом роботу імпульсного блоку живлення можна описати так:

• Змінний мережевий струм перетворюється на постійний без зміни його напруги, тобто. 220 Ст.
• Широтно-імпульсний перетворювач на транзисторах перетворює постійну напругу прямокутні імпульси, з частотою від 20 до 40 кГц (залежно від моделі лампи).
• Ця напруга через дросель подається на світильник.

Розглянемо схему та порядок роботи імпульсного блоку живлення лампи (рисунок нижче) докладніше.

Схема електронного баласту енергозберігаючої лампи

Мережева напруга надходить на мостовий випрямляч (VD1-VD4) через обмежувальний резистор R0 невеликого опору, далі випрямлену напругу згладжується на високовольтному фільтрувальному конденсаторі (С0), і через згладжуючий фільтр (L0) подається на транзисторний перетворювач.

Запуск транзисторного перетворювача відбувається у той час, коли напруга на конденсаторі С1 перевищить поріг відкриття диністора VD2. Це почне працювати генератор на транзисторах VT1 і VT2, завдяки чому виникає автогенерація на частоті близько 20 кГц.

Інші елементи схеми, такі як R2, C8 та C11, відіграють допоміжну роль, полегшуючи запуск генератора. Резистори R7 та R8 збільшують швидкість закриття транзисторів.

А резистори R5 і R6 служать як обмежувальні в ланцюгах баз транзисторів, R3 і R4 оберігають їх від насичення, а у разі пробою грають роль запобіжників.

Діоди VD7, VD6 – захисні, хоча у багатьох транзисторах, призначених до роботи на подібних пристроях, такі діоди вбудовані.

TV1 – трансформатор, з його обмоток TV1-1 і TV1-2, напруга зворотний зв'язок з виходу генератора подається у базові ланцюга транзисторів, створюючи цим умови до роботи генератора.

На малюнку вище червоним кольором виділено деталі, що підлягають видаленню при переробці блоку, точки А-А` потрібно з'єднати перемичкою.

Переробка блоку

Перед тим як розпочати переробку блока живлення, слід визначитися з тим, яку потужність струму необхідно мати на виході, від цього залежатиме глибина модернізації. Так, якщо потрібна потужність 20-30 Вт, то переробка буде мінімальною і не вимагатиме великого втручання у існуючу схему. Якщо необхідно отримати потужність 50 і більше ват, то модернізація буде потрібна більш ґрунтовна.

Слід мати на увазі, що на виході блока живлення буде постійна напруга, а не змінна. Отримати від такого блоку живлення змінну напругу частотою 50 Гц неможливо.

Визначаємо потужність

Потужність можна обчислити за такою формулою:

Р – потужність, Вт;

I – сила струму, А;

U - напруга, В.

Наприклад, візьмемо блок живлення з наступними параметрами: напруга – 12 В, сила струму – 2 А, тоді потужність буде:

З урахуванням перевантаження можна прийняти 24-26 Вт, так що для виготовлення такого блоку потрібно мінімальне втручання у схему енергозберігаючої лампи потужністю 25 Вт.

Нові деталі

Додавання нових деталей у схему

Деталі, що додаються, виділені червоним кольором, це:

• діодний міст VD14-VD17;
• два конденсатори С9, С10;
• додаткова обмотка, розміщена на баластному дроселі L5, кількість витків підбирається досвідченим шляхом.

Додана обмотка на дросель грає ще одну важливу роль розділового трансформатора, оберігаючи від попадання напруги на вихід блоку живлення.

Щоб визначити необхідну кількість витків в обмотці, що додається, слід виконати наступні дії:

1. на дросель намотують тимчасову обмотку, приблизно 10 витків будь-якого дроту;
2. з'єднують з опіром навантаження, потужністю не менше 30 Вт і опором приблизно 5-6 Ом;
3. включають у мережу, вимірюють напругу на навантажувальному опорі;
4. отримане значення ділять кількість витків, дізнаються, скільки вольт посідає 1 виток;
5. обчислюють необхідну кількість витків для постійної обмотки.

Більш детальний розрахунок наведено нижче.

Випробувальне включення переробленого блоку живлення

Після цього легко обчислити необхідну кількість витків. Для цього напругу, яку планується отримати від цього блоку, ділять на напругу одного витка, виходить кількість витків, до отриманого результату додають про запас приблизно 5-10%.

W=Uвих/Uвіт, де

W – кількість витків;

Uвих – необхідна вихідна напруга блоку живлення;

Uвіт – напруга однією виток.

Намотування додаткової обмотки на штатний дросель

Оригінальна обмотка дроселя знаходиться під напругою мережі! При намотуванні поверх неї додаткової обмотки необхідно передбачити міжобмотувальну ізоляцію, особливо якщо намотується провід типу ПЕЛ, в емалевій ізоляції. Для міжобмотувальної ізоляції можна застосувати стрічку з політетрафторетилену для ущільнення різьбових з'єднань, якою користуються сантехніки, її товщина всього 0,2 мм.

Потужність у такому блоці обмежена габаритною потужністю трансформатора і допустимим струмом транзисторів.

Блок живлення підвищеної потужності

Для цього буде потрібна складніша модернізація:

• додатковий трансформатор на феритовому кільці;
• заміна транзисторів;
• встановлення транзисторів на радіатори;
• збільшення ємності деяких конденсаторів.

Внаслідок такої модернізації отримують блок живлення потужністю до 100 Вт, при вихідній напрузі 12 В. Він здатний забезпечити струм 8-9 ампер. Цього достатньо для живлення, наприклад, шуруповерта середньої потужності.

Схема модернізованого блоку живлення наведено на малюнку нижче.

Блок живлення потужністю 100 Вт

Як видно на схемі, резистор R0 замінений більш потужний (3-ватний), його опір зменшено до 5 Ом. Його можна замінити на два 2-ватні по 10 Ом, з'єднавши їх паралельно. Далі, С0 – його ємність збільшена до 100 мкф, з робочою напругою 350 В. Якщо небажано збільшувати габарити блоку живлення, можна підшукати мініатюрний конденсатор такої ємності, зокрема, його можна взяти з фотоапарата-мильниці.

Для забезпечення надійної роботи блоку корисно дещо зменшити номінали резисторів R5 та R6 до 18–15 Ом, а також збільшити потужність резисторів R7, R8 та R3, R4. Якщо частота генерації виявиться невисокою, слід збільшити номінали конденсаторів C3 і C4 – 68n.

Імпульсний трансформатор

Найскладнішим може бути виготовлення трансформатора. Для цієї мети в імпульсних блоках найчастіше використовують феритові кільця відповідних розмірів та магнітної проникності.

Розрахунок таких трансформаторів досить складний, але в інтернеті є багато програм, за допомогою яких це дуже легко зробити, наприклад, програма розрахунку імпульсного трансформатора Lite-CalcIT.

Як виглядає імпульсний трансформатор

Розрахунок, проведений за допомогою цієї програми, дав такі результати:

Для осердя використовується феритове кільце, його зовнішній діаметр – 40, внутрішній – 22, а товщина – 20 мм. Первинна обмотка проводом ПЕЛ - 0,85 мм2 має 63 витки, а дві вторинних тим же проводом - 12.

Вторинну обмотку необхідно намотувати відразу в два дроти, при цьому їх бажано попередньо злегка скрутити між собою по всій довжині, оскільки ці трансформатори дуже чутливі до несиметричності обмоток. Якщо не дотримуватись цієї умови, то діоди VD14 і VD15 будуть нагріватися нерівномірно, а це ще більше збільшить несиметричність що виведе їх з ладу.

Проте такі трансформатори легко прощають значні помилки при розрахунку кількості витків, до 30%.

Транзистори

Так як ця схема спочатку розраховувалася для роботи з лампою потужністю 20 Вт, то встановлені транзистори 13003. На малюнку нижче позиція (1) - транзистори середньої потужності, їх слід замінити більш потужні, наприклад, 13007, як на позиції (2). Можливо їх доведеться встановити на металеву пластину (радіатор), площею близько 30 см2.

Заміна транзисторів

Випробування

Пробне включення варто проводити з дотриманням деяких запобіжних заходів, щоб не вивести з ладу блок живлення:

1. Перше пробне включення проводити через лампу розжарювання 100 Вт, щоб обмежити струм на блок живлення.
2. До виходу обов'язково підключити резистор навантаження 3-4 Ома, потужністю 50-60 Вт.
3. Якщо все пройшло штатно, дати попрацювати 5-10 хв., Вимкнути і перевірити ступінь нагрівання трансформатора, транзисторів і діодів випрямляча.

Якщо в процесі заміни деталей не було допущено помилок, блок живлення повинен запрацювати без проблем.

Якщо пробне включення показало працездатність блоку, залишається випробувати його як повного навантаження. Для цього опір резистора навантаження зменшити до 1,2-2 Ом і включити його в мережу безпосередньо без лампочки на 1-2 хвилини. Після чого відключити і перевірити температуру транзисторів: якщо вона перевищує 600С, їх доведеться встановити на радіатори.

Як радіатор можна використовувати як заводський радіатор, що буде найбільш правильним рішенням, так і алюмінієву пластину, товщиною не менше 4 мм і площею 30 кв. Під транзистори необхідно підкласти слюдяну прокладку, кріпити їх до радіатора потрібно за допомогою гвинтів із ізолюючими втулками та шайбами.

Блок із лампи. Відео

Про те, як зробити імпульсний блок живлення з економ лампи, відео нижче.

Імпульсний блок живлення із баласту енергозберігаючої лампи можна зробити своїми руками, маючи мінімальні навички роботи з паяльником.

elquanta.ru

Друге життя: як виготовити з енергозберігаючих ламп блок живлення

Вихід з ладу батареї акумуляторного шуруповерта або іншого електроінструменту - подія не найприємніша, особливо якщо врахувати, що вартість заміни цього елемента можна порівняти з ціною нового приладу. Але, можливо, незапланованих витрат вдасться уникнути?

Це цілком можливо, якщо замінити акумулятор простим саморобним блоком живлення імпульсного типу, за допомогою якого інструмент можна буде запитувати від мережі. А комплектуючі для нього можна знайти в доступному та повсюдно поширеному виробі – люмінесцентній (інакше – енергозберігаючій) лампі.

Як влаштований баласт енергозберігаючої лампочки

Згідно з характеристиками енергозберігаючих ламп, у цоколі кожної з них передбачений так званий електронний баласт – мініатюрна схема, що запобігає миготінню лампи під час включення та забезпечує поступовий розігрів катодних спіралей. Завдяки їй газ, що знаходиться в колбі, випускає світіння з частотою від 30 до 100 кГц.

Робота настільки високих частотах значно збільшує коефіцієнт енергоспоживання, доводячи його майже одиниці, що й зумовлена ​​висока економічність ламп даного типу. Додатковими перевагами високочастотної електрики є відсутність сприйманого людським вухом шуму та електромагнітного поля.

Залежно від того, як спроектований електронний дросель для люмінесцентних ламп, вона може відразу спалахувати з повним розжаренням, або виходити на максимальну яскравість поступово. Іноді для цього потрібна одна чи дві хвилини, що, звісно, ​​не дуже зручно. Час розігріву лампи виробниками не вказується, і покупець може перевірити його, тільки почавши користуватися виробом.

Переважна частина баластних схем, по суті є перетворювачами напруги, збирається на напівпровідникових транзисторах. У дорогих лампах застосована складніша схема, у дешевих – спрощена.

Ось чим можна поживитися, маючи на руках придатну або люмінесцентну лампу, що перегоріла:

• біполярні транзистори, розраховані на напругу до 700 В та струми до 4 А, часто вже із захисними діодами (D4126L або аналогічні);
• польові транзистори (зустрічаються досить рідко);
• імпульсний трансформатор;
• дросель;
• двонаправлений диністор, аналогічний здвоєного диністора КН102;
• конденсатор на 10/50В.

Деякі види електронного баласту енергозберігаючих ламп при складанні саморобного блоку живлення виступають не просто джерелом комплектуючих, але є значною частиною схеми, яку залишається лише трохи доповнити і змінити.

Не дуже вдалими вважаються перетворювачі, які мають у своєму складі електролітичні конденсатори. Саме ці елементи особливо часто спричиняють поломки в електронних пристроях.

Невідповідним виявиться баласт, до схеми якого включена спеціалізована мікросхема.

Імпульсний блок живлення та його особливості

В імпульсний блок живлення (ДБЖ) перетворення електричної енергії відбувається за такою схемою:

1. Випрямляч вхідний (діодний міст + конденсатор) перетворює вхідний струм зі змінного на постійний.
2. Інвертор перетворює постійний струм, що надходить з вхідного випрямляча, знову в змінний, але вже з частотою вище 10 кГц, тобто вихідна частота струму (50 Гц) підвищується більш, ніж у 200 разів.
3. Змінний високочастотний струм надходить на імпульсний трансформатор, який знижує чи підвищує напругу.
4. Вихідний випрямляч перетворює змінний струм з необхідними параметрами, але високою частотою на постійний.

Головна особливість цього способу перетворення електроенергії полягає у суттєвому збільшенні частоти змінного струму, що надходить на трансформатор. Це дозволяє зробити його значно компактнішим, ніж він був би при частоті в 50 Гц. Але малі розміри – це єдина перевага імпульсних блоків перед лінійними.

ДБЖ, виконані із застосуванням сучасних технологій, практично не мають енерговтрат, тоді як лінійні блоки розсіюють певну частку енергії на дірочно-електронному переході транзистора.

Робота інвертора, який перетворює постійний струм високочастотний змінний, заснована на застосуванні MOSFET-транзисторів, для яких характерна висока швидкість перемикання. Швидкодіючими повинні бути і діоди, що встановлюються у мосту вихідного випрямляча.

Звичайні діоди зі струмом, що має частоту понад 10 кГц, працювати не зможуть. Широко використовуються діоди Шоттки, які, на відміну від кремнієвих діодів, втрачають дуже малу частку енергії, працюючи на високій частоті.

При низькій вихідній напрузі роль випрямляча може грати транзистор. Ще варіант – заміна трансформатора дроселем. Подібні схеми зустрічаються у найпростіших перетворювачах.

ДБЖ з лампи своїми руками

У більшості випадків для складання ДБЖ електронний дросель слід лише трохи змінити (при двотранзисторній схемі) за рахунок перемички, а потім підключити до імпульсного трансформатора та випрямляча. Деякі компоненти просто видаляються через непотрібність.

Для слабких блоків живлення (від 3.7 до 20 ватів), можна обійтися без трансформатора. Достатньо буде додати кілька витків дроту на магнітопровід лампи дроселя, що є в баласті, якщо, звичайно, там є для цього місце. Нову намотування можна робити прямо поверх існуючої.

Для цього відмінно підійде провід марки МГТФ із ізоляцією з фторопласту. Зазвичай дроти потрібно мало, при цьому майже весь просвіт магнітопроводу займає ізоляція, що обумовлює малу потужність таких пристроїв. Щоб збільшити її, знадобиться імпульсний трансформатор.

Імпульсний трансформатор

Особливістю описуваного варіанта ДБЖ є здатність деякою мірою підлаштовуватися під параметри трансформатора, а також відсутність ланцюга зворотного зв'язку, що проходить через цей елемент. Така схема підключення дозволяє уникнути особливо точного розрахунку трансформатора.

Як показала практика, навіть за грубих помилок (допускалися відхилення понад 140%) ДБЖ виходив працездатним.

Трансформатор виготовляється на базі того ж дроселя, на якому намотується вторинна обмотка з лакованого обмотувального мідного дроту. При цьому важливо приділити особливу увагу міжобмотувальній ізоляції з паперової прокладки, адже «рідна» обмотка дроселя працюватиме під мережевою напругою.

Навіть якщо вона покрита синтетичною захисною плівкою, поверх неї все-одно необхідно намотати кілька шарів електрокартону або хоча б звичайного паперу загальною товщиною 100 мкм (0,1 мм), а вже поверх паперу можна укладати лакований провід нової обмотки.

Діаметр дроту має бути найбільшим із можливих. Витків у вторинній обмотці буде небагато, тому їхню оптимальну кількість можна буде підібрати досвідченим шляхом.

Використовуючи зазначені матеріали та технологію можна отримати блок живлення потужністю 20 або трохи більше ват. В даному випадку її значення обмежується площею вікна магнітопроводу і, відповідно, максимальним діаметром дроту, який вдається розмістити.

Випрямляч

Щоб уникнути насичення магнітопроводу в ДБЖ застосовують тільки двопівперіодні вихідні випрямлячі. У тому випадку, якщо імпульсний трансформатор працює на зниження напруги, найбільш економічною є схема з нульовою точкою, але для її реалізації потрібно зробити дві повністю симетричні вторинні обмотки. При ручному намотуванні можна виконати обмотку в два дроти.

Стандартний випрямляч, зібраний за схемою «діодний міст» із звичайних кремнієвих діодів, для імпульсного ДБЖ не підходить, оскільки зі 100 Вт потужності, що передається (при напрузі 5 В), на ньому буде губитися близько 32 Вт або більше. Збирати випрямляч на потужних імпульсних діодах буде занадто дорого.

Налагодження ДБЖ

Після складання ДБЖ його необхідно підключити до максимального навантаження та перевірити, наскільки сильно гріються транзистори та трансформатор. Межа для трансформатора – 60 – 65 градусів, для транзисторів – 40 градусів. При перегріві трансформатора збільшують перетин дроту або габаритну потужність магнітопроводу або виконують обидві дії спільно. Якщо трансформатор зроблений з дроселя баласту лампи, збільшити перетин дроту, швидше за все, вже не вийде і доведеться обмежувати навантаження, що підключається.

Варіант ДБЖ із підвищеною потужністю

Іноді стандартної потужності електронного баласту лампи недостатньо. Уявімо собі ситуацію: є лампа потужністю 23 Вт, а необхідно отримати джерело живлення для зарядного пристрою з параметрами 12В/8А.

Для того, щоб здійснити задумане, доведеться роздобути комп'ютерний блок живлення, який виявився з якихось причин незатребуваним. З цього блоку слід вилучити силовий трансформатор разом із ланцюжком R4C8, який виконує функцію захисту силових транзисторів від перенапруги. Силовий трансформатор слід приєднати до електронного баласту замість дроселя.

Досвідченим шляхом було встановлено, що цей тип ДБЖ дозволяє знімати потужність до 45 Вт при незначному перегріванні транзисторів (до 50 градусів).

Щоб уникнути перегріву, в базах транзистори необхідно встановити трансформатор зі збільшеним перерізом сердечника, а самі транзистори встановити на радіатор.

Можливі помилки

Як уже говорилося, включення в схему як вихідний випрямляч звичайного низькочастотного діодного мосту недоцільно, а при підвищеній потужності ДБЖ робити цього тим більше не варто.

Також безглуздо намагатися задля спрощення схеми намотувати базові обмотки безпосередньо на силовому трансформаторі. За відсутності навантаження матимуть місце значні втрати через те, що до баз транзисторів надходитиме струм максимальної величини.

Застосовуваний трансформатор зі збільшенням струму навантаження збільшує струм у базах транзисторів. Практика показує, що при досягненні потужністю навантаження значень 75 Вт в магнітопроводі трансформатора має місце насичення. Це призводить до погіршення характеристик транзисторів та їхнього перегріву.

Щоб уникнути цього, можна самому намотати трансформатор струму, вдвічі збільшивши перетин сердечника або склавши разом два кільця. Також можна вдвічі збільшити діаметр дроту.

Існує спосіб позбутися базового трансформатора, що виконує проміжну функцію. Для цього струмовий трансформатор через потужний резистор підключають до окремої силової обмотки, реалізуючи схему зворотного зв'язку по напрузі. Недоліком цього варіанта є те, що струмовий трансформатор при цьому постійно працює в режимі насичення.

Не можна підключати трансформатор паралельно з наявним у баластному перетворювачі дроселем. Внаслідок зменшення сумарної індуктивності буде збільшено частоту блоку живлення. Таке явище призведе до збільшення втрат у трансформаторі та перегріву транзисторів вихідного випрямляча.

Слід враховувати підвищену чутливість діодів Шоттки до перевищення значення зворотної напруги та струму. Спроба встановити, скажімо, 5-вольтовий діод у 12-вольтову схему, швидше за все, призведе до виходу елемента з ладу.

Не намагайтеся замінити транзистори та діоди вітчизняними, наприклад, КТ812А та КД213. Це однозначно призводить до погіршення робочих характеристик пристрою.

Підключення ДБЖ до шуруповерта

Електроінструмент необхідно розібрати, викрутивши всі шурупи. Зазвичай корпус шуруповерта складається із двох половинок. Далі слід знайти дроти, якими двигун підключається до батареї. З'єднати ці дроти з виходом ДБЖ можна за допомогою паяння або термозбіжної трубки, варіант зі скрутками небажаний.

Для введення дроту від блока живлення в корпусі інструменту необхідно виконати отвір. Важливо передбачити заходи, що запобігають вириванню дроту у разі необережних рухів або випадкових ривків. Найпростіший варіант - обжати провід усередині корпусу біля самого отвору кліпсою зі складеного навпіл коротенького відрізка м'якого дроту (підійде алюміній). Маючи переважаючі діаметр отвори розміри, кліпса не дасть дроту відірватися і випасти з корпусу у разі ривка.

Як видно, енергозберігаюча лампочка, яка навіть відпрацювала належний їй термін, може принести чималу користь своєму власнику. Зібраний на базі її комплектуючих ДБЖ може успішно застосовуватися як джерело енергії для акумуляторного електроінструменту або зарядного пристрою.

finelighting.ru

Що можна зробити з енергозберігаючої лампи?

Незважаючи на невеликі розміри енергозберігаючих ламп, багато електронних компонентів. За своїм пристроєм це звичайна трубчаста лампа люмінесцентна з мініатюрною колбою, але тільки згорнутою в спіраль або іншу просторову компактну лінію. Її називають компактною люмінесцентною лампою (у скороченні КЛЛ).

І для неї характерні ті самі проблеми і несправності, що і для великих трубчастих лампочок. Але електронний баласт лампочки, яка перестала світити, швидше за все, через спіраль, що перегоріла, зазвичай зберігає свою працездатність. Тому його можна використовувати для будь-яких цілей як імпульсний блок живлення (у скороченні ДБЖ), але з попереднім доопрацюванням. Про це й йтиметься далі. Наші читачі дізнаються, як зробити блок живлення з енергозберігаючої лампи.

У чому різниця між ДБЖ та електронним баластом

Відразу попередимо тих, хто очікує на отримання потужного джерела живлення з КЛЛ – велику потужність отримати в результаті простої переробки баласту не можна. Справа в тому, що в котушках індуктивності, які містять сердечники, робоча зона намагнічування жорстко обмежена конструкцією та властивостями напруги, що намагнічує. Тому імпульси цієї напруги, створювані транзисторами, точно підібрані та визначені елементами схеми. Але такий блок живлення з ЕПР цілком достатній для живлення світлодіодної стрічки. Тим більше, що імпульсний блок живлення з енергозберігаючої лампи відповідає її потужності. А вона може бути до 100 Вт.

Найбільш поширена схема баласту КЛЛ побудована за схемою напівмосту (інвертора). Це автогенератор на базі трансформатора TV. Обмотка TV1-3 намагнічує сердечник і виконує функцію дроселя для обмеження струму через лампу EL3. Обмотки TV1-1 і TV1-2 забезпечують позитивний зворотний зв'язок для появи напруги, що управляє транзисторами VT1 ​​і VT2. На схемі червоним кольором показано колбу КЛЛ з елементами, які забезпечують її запуск.

Всі котушки індуктивності та ємності у схемі підібрані так, щоб отримати в лампі точно дозовану потужність. З її величиною пов'язана працездатність транзисторів. Оскільки вони не мають радіаторів, не рекомендується прагнути отримувати від переробленого баласту значну потужність. У трансформаторі баласту немає вторинної обмотки, від якої живиться навантаження. У цьому головна відмінність його від ДБЖ.

У чому суть реконструкції баласту

Щоб отримати можливість підключення навантаження до окремої обмотки, треба або намотати її на дроселі L5 або застосувати додатковий трансформатор. Переробка баласту в ДБЖ передбачає:

Для подальшої переробки електронного баласту в блок живлення з енергозберігаючої лампи треба ухвалити рішення щодо трансформатора:

• використовувати наявний дросель, доопрацювавши його;
• або застосувати новий трансформатор.

Трансформатор із дроселя

Далі розглянемо обидва варіанти. Для того, щоб скористатися дроселем з електронного баласту, його треба випаяти з плати і потім розібрати. Якщо в ньому застосований Ш-подібний осердя, він містить дві однакові частини, які з'єднані між собою. У прикладі для цієї мети застосована помаранчева клейка стрічка. Вона акуратно видаляється.
Видалення стрічки, що стягує половинки сердечника

Половинки осердя зазвичай склеєні так, щоб між ними залишався зазор. Він служить для оптимізації намагнічування сердечника, уповільнюючи цей процес та обмежуючи швидкість наростання струму. Беремо наш імпульсний паяльник і нагріваємо сердечник. Прикладаємо його до паяльнику місцями з'єднання половинок.

Розібравши сердечник, отримуємо доступ до котушки з намотаним дротом. Обмотку, яка вже є на котушці, не рекомендується відмотувати. Від цього зміниться режим намагнічування. Якщо вільне місце між сердечником та котушкою дозволяє обернути один шар склотканини для покращення ізоляції обмоток один від одного, треба зробити це. А потім намотати десять витків вторинної обмотки дротом відповідної товщини. Оскільки потужність нашого блоку живлення буде невеликою, товстий провід не потрібний. Головне, щоб він помістився на котушці, і половинки осердя сподівалися на нього.

Намотавши вторинну обмотку, збираємо сердечник і закріплюємо половинки клейкою стрічкою. Припускаємо, що після тестування БП стане зрозумілим, яка напруга створюється одним витком. Після тестування розберемо трансформатор і додамо необхідну кількість витків. Зазвичай переробка має на меті зробити перетворювач напруги з виходом 12 В. Це дозволяє отримати при використанні стабілізації зарядний пристрій акумулятора. На таку ж напругу можна зробити драйвер для світлодіодів з енергозберігаючої лампи, а також зарядити ліхтарик з живленням від акумулятора.

Оскільки трансформатор нашого ДБЖ, швидше за все, доведеться домотувати, впаювати його в плату не варто. Краще припаяти проводки, що стирчать із плати, і до них на час тестування припаяти висновки нашого трансформатора. Кінці висновків вторинної обмотки треба очистити від ізоляції та покрити припоєм. Потім або на окремій панельці або прямо на висновках намотаної обмотки треба зібрати випрямляч на високочастотних діодах за схемою моста. Для фільтрації у процесі вимірювання напруги достатньо конденсатора 1 мкФ 50 Ст.

Тестування ДБЖ

Але перед приєднанням до мережі 220 послідовно з нашим блоком, переробленим своїми руками з лампи, обов'язково з'єднується потужний резистор. Це міра дотримання безпеки. Якщо через імпульсні транзистори в блоці живлення потече струм короткого замикання, резистор обмежить його. Дуже зручним резистором у такому разі може стати лампочка розжарювання на 220 В. За потужністю достатньо застосувати 40-100-ватну лампу. При короткому замиканні в нашому пристрої лампочка світитиметься.

Далі приєднуємо до випрямляча щупи мультиметра в режимі вимірювання постійної напруги і подаємо напругу 220 на електричний ланцюг з лампочкою і платою джерела живлення. Попередньо обов'язково ізолюються скрутки та відкриті струмопровідні частини. Для подачі напруги рекомендується застосувати провідний вимикач, а лампочку вкласти в літрову банку. Іноді вони при включенні лопаються, а уламки розлітаються на всі боки. Зазвичай випробування відбуваються без проблем.

Більш потужний ДБЖ з окремим трансформатором

Вони дозволяють визначити напругу та необхідну кількість витків. Трансформатор допрацьовується, блок знову випробовується, і після цього його можна застосувати як компактне джерело живлення, яке набагато менше аналога на основі звичайного трансформатора 220 зі сталевим сердечником.

Щоб збільшити потужність джерела живлення, треба застосувати окремий трансформатор, зроблений аналогічно із дроселя. Його можна витягти з лампочки більшої потужності, що згоріла повністю разом із напівпровідниковими виробами баласту. За основу береться та сама схема, яка відрізняється приєднанням додаткового трансформатора та деяких інших деталей, зображених червоними лініями.

Випрямляч, показаний на зображенні, містить менше діодів у порівнянні з випрямляючим мостом. Але для його роботи потрібно більше витків вторинної обмотки. Якщо вони не вміщаються у трансформатор, треба застосувати випрямляючий міст. Більш потужний трансформатор робиться, наприклад, галогенок. Хто використовував звичайний трансформатор системи освітлення з галогенками, знає, що вони живляться досить великим за величиною струмом. Тому трансформатор виходить громіздким.

Якщо розташувати транзистори на радіаторах, потужність одного блока живлення можна помітно збільшити. А за вагою та габаритами навіть кілька таких ДБЖ для роботи з галогенними світильниками вийдуть менше і легше одного трансформатора зі сталевим сердечником рівної їм потужності. Іншим варіантом використання працездатних баластів економок може бути реконструкція для світлодіодної лампи. Переробка енергозберігаючої лампи у світлодіодну конструкцію дуже проста. Лампа від'єднується, а замість неї підключається діодний міст.

На виході мосту підключається певна кількість світлодіодів. Їх можна підключити між собою послідовно. Важливо, щоб струм світлодіоду дорівнював струму в КЛЛ. Енергозберігаючі лампочки можна назвати цінними корисними копалинами в епоху світлодіодного освітлення. Вони можуть знайти застосування навіть після завершення свого терміну служби. І тепер читач знає подробиці цього застосування.

Сучасні електроінструменти популярні тим, що під час роботи дозволяють не прив'язуватися до електромережі, що розширює можливості їх експлуатації навіть у польових умовах. Наявність акумуляторної батареї значно обмежує тривалість активної роботи, тому шуруповерти та дрилі потребують постійного доступу до джерела живлення. На жаль, у сучасних інструментів (частіше китайського виробництва) живильна батарея має невелику надійність і часто швидко виходить з ладу, тому народним умільцям доводиться обходитися підручними матеріалами, щоб не тільки зібрати імпульсний блок живлення, а й заощадити на цьому кошти.
Прикладом подібного хенд-мейду є імпульсний блок живлення (ДБЖ) для акумуляторного шуруповерта на 18 В, зібраний з елементів енергозберігаючої лампи, що не працює, яка може принести користь навіть після своєї «смерті».

Будова та принцип роботи енергозберігаючої лампи

Будова енергозберігаючої лампи

Щоб зрозуміти, чим може бути корисною енергозберігаюча лампа, розглянемо її будову.
Конструкція лампи складається з наступних складових частин:

1. Герметична скляна трубка (колба), всередині покрита люмінофорним складом. Колба заповнена інертним газом (аргоном) та парами ртуті.
2. Пластикового корпусу виготовленого з негорючого матеріалу.
3. Невеликий електронної плати (електронним баластом) з пускорегулюючим апаратом (ПРА), який відповідає за запуск та виключає мерехтіння приладу. ПРА сучасних приладів оснащений фільтром, що захищає лампу від мережевих перешкод.
4. Запобіжник, що захищає компоненти плати від стрибків напруги, які можуть спричинити загоряння приладу.
5. Корпуси – у ньому «упаковані» ПРА, запобіжник та з'єднувальні дроти. На корпусі розміщують маркування, яке містить інформацію про напругу, потужність і колірну температуру.
6. Цоколя, що забезпечує контакт лампи з електроживленням (найпоширеніші цоколі - Е14, Е27, GU10, G5.3).

До колби лампи приєднані дві спіралі (електрода), які під впливом струму розжарюються і випускають зі своєї поверхні електрони. В результаті взаємодії електронів з парами ртуті в колбі виникає заряд, що тліє, «народжений» УФ-випромінювання. Впливаючи на люмінофор, ультрафіолет "примушує" лампу світитися. Колірна температура "економки" визначається хімічним складом люмінофора.

Види поломок енергозберігаючих ламп

Енергозберігаюча лампа може вийти з ладу у двох випадках:

• розбилася колба лампи;
• вийшов з ладу електронний баласт (ЕБ) (перетворювач напруги високої частоти), що відповідає за перетворення змінного струму в постійне, поступове нагрівання електродів і запобігає мерехтіння приладу під час включення.

При руйнуванні колби лампу можна просто викинути, а при поломці електронного баласту – відремонтувати або використовувати для своїх цілей, наприклад, використовувати для виготовлення ДБЖ, додавши в схему розділовий трансформатор і випрямляч.

Комплектація електронного баласту енергозберігаючої лампи
Більшість ламп ЕБ є високочастотними перетворювачами напруги, зібраними на напівпровідникових тріодах (транзисторах).
Більш дорогі прилади укомплектовані складною схемою ЕБ, відповідно, дешевші – спрощеною.
Електронний баласт «укомплектований» такими електричними елементами:

• біполярним транзистором, що працює на напругах до 700 В та струмах до 4А;
• захисними діодами (в основному це елементи типу D4126L або аналогічні їм);
• імпульсним трансформатором;
• дроселем;
• двонаправленим динистором, аналогічним здвоєному КН102;
• конденсатором 10/50В
• деякі схеми ЕБ комплектують польовими транзисторами.

Нижче наведено склад електронного баласту лампи з функціональним описом кожного елемента.

Функціональний опис

Деякі схеми ЕБ енергозберігаючих ламп дозволяють практично повністю замінити схему саморобного імпульсного джерела, доповнивши її декількома елементами та внісши невеликі зміни.

Окремі схеми перетворювачів працюють на електролітичних конденсаторах або містять спеціалізовану мікросхему. Такі схеми ЕБ краще не використовувати, адже вони часто є джерелами відмов багатьох електронних пристроїв.

Що спільного між електричними схемами «економок» та ДБЖ?

Нижче наведена одна з поширених електричних схем лампи, доповнена перемичкою А-А', яка замінює відсутні деталі та лампу, імпульсним трансформатором та випрямлячем. Елементи схеми, виділені червоним, можна видалити.

Електрична схема "економки" на 25 Вт

В результаті деяких змін і необхідних доповнень, як видно зі схеми, наведеної нижче, можна зібрати імпульсний блок живлення, де червоним кольором виділені додані елементи.

Кінцева електрична схема ДБЖ

Яких параметрів потужності БП можна досягти від енергозберігаючої лампи?

"Друге" життя "економки" часто використовують сучасні радіоаматори.Адже для їх хенд-мейдів часто потрібен силовий трансформатор, з наявністю якого виникають певні труднощі, починаючи його покупкою та закінчуючи витратою великої кількості дроту для обмотки та габаритними розмірами кінцевого виробу. Тому народні умільці призвичаїлися замінювати трансформатор на імпульсний блок живлення. Тим більше, якщо для цього використовувати електронний баласт несправного освітлювального приладу, це суттєво заощадить кошти, особливо для трансформатора потужністю понад 100 Вт.

Маломощний імпульсний блок живлення можна спорудити шляхом вторинної обмотки каркаса вже наявної котушки індуктивності. Щоб отримати блок живлення вищої потужності, потрібний додатковий трансформатор. Імпульсний блок живлення на 100 Вт м більше можна виготовити на базі ЕБ ламп потужністю 20-30 Вт, схему яких доведеться трохи змінити, доповнивши її діодним мостом, що випрямляє, VD1-VD4 і змінивши у бік збільшення перетин обмотки дроселя L0.

Саморобний трансформаторний БП

Якщо не вдасться підвищити коефіцієнт посилення транзисторів, доведеться збільшити струм їхньої бази, змінивши номінали резисторів R5-R6 на менші. Крім цього, доведеться збільшити параметри потужності резисторів базового та емітерного ланцюга.
При малій частоті генерації доведеться замінити конденсатори C4, C6 на елементи з більшою ємністю.

Саморобний блок живлення

Блок живлення

Маломощний імпульсний блок живлення з параметрами потужності 3,7-20 Вт не потребує використання імпульсного трансформатора. Для цього достатньо збільшити кількість витків магнітопроводу на вже наявному дроселі. Нову обмотку можна намотати поверх старої. Для цього рекомендують використовувати провід МГТФ з фторопластовою ізоляцією, яка заповнить просвіт магнітопроводу, що не вимагатиме великої кількості матеріалу та забезпечить необхідну потужність пристрою.

Щоб підвищити потужність ДБЖ, доведеться використовувати трансформатор, який також можна спорудити на основі вже існуючого дроселя ЕБ. Тільки для цього рекомендують використовувати лакований обмотувальний мідний провід, попередньо намотавши на рідну дросельну обмотку захисну плівку, щоб уникнути пробою. Оптимальна кількість витків вторинної обмотки зазвичай підбирають досвідченим шляхом.

Як підключити новий ДБЖ до шуруповерта?

Щоб підключити імпульсний блок живлення, зібраний на основі електронного баласту, необхідно розібрати шуруповерт, знявши всі елементи кріплення. Використовуючи паяння або термозбіжні трубки, дроти двигуна пристрою з'єднуємо з виходом ДБЖ. З'єднання проводів шляхом скручування – не бажаний контакт, тому забуваємо про нього, як про ненадійне. Попередньо в корпусі інструменту просвердлюємо отвір, через який пустимо дроти. Для запобігання випадковому вириванню, провід необхідно обжати алюмінієвою кліпсою біля отвору внутрішньої поверхні корпусу електроінструменту. Розміри кліпси, що перевершують діаметр отвору, не дадуть дроту механічно пошкодитися та випасти з корпусу.

Шуруповерт

Як бачимо, навіть після відпрацювання енергозберігаюча лампа може прослужити тривалий час, принісши користь.На її базі можна зібрати малопотужний імпульсний блок живлення до 20 Вт, який чудово замінить акумуляторну батарею електроінструменту на 18 В або будь-який інший зарядний пристрій. Для цього можна використовувати елементи електронного баласту енергозберігаючої лампи і технологію, описану вище, ніж і користуються народні умільці, найчастіше, щоб відремонтувати батарею, що вийшла ладу, або заощадити на купівлі нового живильного джерела.

Саморобні сонячні колектори для басейнів, процес встановлення