Диммируемый трансформатор для галогенных ламп 12 вольт

Трансформатор для галогенных ламп. Разновидности, выбор, схема подключения

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Речь в сегодняшней статье пойдет о расчете и выборе понижающего трансформатора для галогенных ламп, а также о схемах его подключения.

Галогенные лампы нашли широкое применение для освещения разного вида помещений. Они обладают идеальной цветопередачей и имеют постоянную яркость на протяжении всего периода работы. Срок службы таких ламп в 3-4 раза дольше (до 2-4 тыс. часов), чем у ламп накаливания.

Всего существует два типа галогенных ламп:

• на переменное напряжение 220 (В)
• на переменное напряжение 6, 12 и 24 (В)

Первый тип ламп включаются в сеть 220 (В) напрямую (непосредственно) без применения каких-либо понижающих трансформаторов.

Вот фотография галогенной лампы JCDR на 220 (В) мощностью 35 (Вт) с цоколем GU5.3 (значение 5.3 — это расстояние между выводами в миллиметрах).

Вот еще пример «галогенки» ЭРА на 220 (В) мощностью 35 (Вт) с цоколем GY6.35.

Для подключения второго типа ламп необходим понижающий трансформатор 220/6 (В), 220/12 (В) и 220/24 (В) соответственно.

В данной статье мы более подробно остановимся именно на этих типах галогенных ламп.

Напомню Вам, что применение ламп на 6, 12 или 24 (В) обеспечивает дополнительную электробезопасность. Почитайте статью про требования к светильникам и розеткам, установленных в ванной комнате или в помещении парилки.

Электромагнитный или электронный трансформатор? Что выбрать?

На сегодняшний день понижающие трансформаторы делятся на 2 типа:

• электромагнитные (тороидальные)
• электронные (импульсные)

Электромагнитные трансформаторы для галогенных ламп достаточно надежны и не очень дорогие по стоимости.

Их принцип работы основан на электромагнитной связи первичной и вторичной обмоток (катушек).

Также они имеют весомые недостатки — это значительный вес (массу) и габаритные размеры, поэтому их применение несколько ограничено. Посмотрите сами. Электромагнитный трансформатор 220/12 (В) HBL-250 имеет вес около 3,2 (кг).

Хочу сказать еще о двух их недостатках — это нагрев во время работы и чувствительность к скачкам напряжения, что отрицательно сказывается на сроке службы галогенных ламп.

Вес и габаритные размеры электронных трансформаторов в несколько раз меньше, чем у электромагнитных. Они имеют стабилизированное напряжение на выходе и особо не нагреваются во время работы (по сравнению с электромагнитными).

Некоторые типы электронных трансформаторов обладают встроенной защитой от короткого замыкания, перегрева, плавным пуском, что значительно увеличивает срок службы галогенных ламп, поэтому они и нашли более широкое применение, особенно для светильников и люстр для натяжных и подвесных потолков, корпусной мебели и т.п.

Электронные трансформаторы имеют совершенно другой принцип работы, основанный на преобразовании электрической энергии за счет электронных устройств и полупроводниковых приборов.

Электронный трансформатор запрещено включать без нагрузки в связи с особенностями его внутренней схемы. Вы наверное замечали, что на корпусах некоторых моделей указаны два значения мощности: минимальная и максимальная. Например, 40-105 (Вт). Так вот общая мощность ламп, питающихся от этого трансформатора, должна быть не меньше 40 (Вт).

Как рассчитать мощность трансформатора для галогенных ламп?

Итак, Вы определились с типом понижающего трансформатора. Теперь нужно выбрать его мощность. В продаже имеются трансформаторы с разными значениями мощностей. Покупать трансформатор с завышенной мощностью совсем не целесообразно, или наоборот, можно купить с недостаточной мощностью, что вызовет его перегруз и выход из строя.

Предположим, что на кухне необходимо установить 6 галогенных точечных светильников напряжением 12 (В) мощностью 35 (Вт). Общая мощность всех ламп составит 210 (Вт). Введем коэффициент запаса (надежности), увеличив значение 210 (Вт) на 10-15%. Получаем мощность, равную 231 (Вт). Таким образом, нам нужно приобрести понижающий трансформатор 220/12 (В) мощностью не ниже 231 (Вт). Приходим в магазин, смотрим ближайшее большее значение и покупаем трансформатор на 250 (Вт).

Вот стандартный ряд номинальных мощностей: 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300, 400 (Вт).

Схема подключения галогенных ламп. Вариант 1

Вот схема подключения галогенных ламп для нашего варианта:

Схема подключения трансформатора на стороне 220 (В) осуществляется через одноклавишный выключатель. Отходящие от распределительной коробки оранжевый и синий проводники (читайте о цветовой маркировке проводов) подключаются на первичные клеммы трансформатора L и N «Input» («Вход»).

На стороне 12 (В) все галогенные лампы подключаются на вторичные клеммы трансформатора «Output» («Выход») отдельными медными проводами (кабелями) сечением не менее 1,5 кв.мм и только параллельно. Сечение и длина питающих проводов должны быть одинаковыми, иначе яркость свечения «галогенок» будет отличаться друг от друга.

Если клеммных зажимов на трансформаторе не достаточно для подключения 6 ламп, то можно применить специальные соединительные клеммы.

Длина проводов (кабелей) между трансформатором и галогенными лампами должна быть в пределах от 1,5 до 3 (м). Почему? Если это расстояние увеличить, то в линии возникнут большие потери (провод начнет греться), т.к. при одной и той же мощности лампы и разных питающих напряжениях (220 и 12 В) ток в проводах будет отличаться в десятки раз, соответственно, уменьшится яркость ламп.

Если по каким-то причинам длина от трансформатора до лампы превышает 3 метров, то необходимо увеличивать сечение питающего провода (кабеля).

Подключение галогенных светильников. Вариант 2

Можно сделать немного по-другому. Разобьем 6 светильников на 2 группы, т.е. в первой группе — 3 штуки, и во второй группе — 3 штуки.

Для каждой группы установим свой понижающий трансформатор 220/12 (В). Такое решение будет целесообразно, т.к. при выходе из строя одного из понижающего трансформаторов, вторая группа светильников будут продолжать работать, а покупка нового трансформатора обойдется несколько дешевле, нежели покупать один общий трансформатор, как в первом примере — ведь с ростом мощности пропорционально ей увеличивается и цена на товар.

Общая мощность каждой группы составит 105 (Вт). Аналогично, введем коэффициент запаса (надежности), увеличив значение 105 (Вт) на 10-15%. Получаем мощность, равную 115,5 (Вт).

Таким образом, нам нужно приобрести два понижающих трансформатора 220/12 (В) мощностью не ниже 115,5 (Вт). Приходим в магазин, смотрим ближайшее большее значение и покупаем трансформатор на 150 (Вт).

Рекомендую Вам каждый понижающий трансформатор запитывать отдельными проводами (кабелями) и соединять их в распределительной коробке (читайте о всех разрешенных способах соединения проводов). Этим советом некоторые пренебрегают и соединяют провода прямо под потолком. Так делать не нужно, т.к. все места соединений проводов должны иметь постоянный и беспрепятственный доступ для обслуживания и ремонта (ПУЭ, п.2.1.23).

Если Вы хотите управлять каждой группой ламп отдельно, то используйте для этого двухклавишный выключатель.

Внимание. Применять диммер совместно с электронными (импульсными) понижающими трансформаторами не рекомендуется, т.к. он нарушает правильную работу электронного преобразователя, что в итоге скажется на уменьшении срока службы галогенных ламп.

Рекомендации по месту установки понижающего трансформатора

В конце статьи я хочу дать Вам несколько рекомендаций по установке трансформаторов для галогенных ламп.

Я уже говорил в начале статье, что понижающие трансформаторы для галогенных ламп во время работы могут достаточно сильно нагреваться, поэтому их необходимо устанавливать на негорючей поверхности.

Расстояние от трансформатора до «галогенки» должно составлять не менее 20 (см).

Для лучшей вентиляции трансформатор рекомендуется устанавливать в закрытой полости (нише) объемом не меньше 12 литров, иначе необходимо уменьшить его нагрузку.

Источник

Виды и характеристики трансформаторов для галогенных ламп

Галогеновые лампы с каждым днем все активнее применяются в украшении различных торговых комплексов и витрин. Яркая цветовая гамма, насыщенность в передаче изображения придают им все большую популярность. Срок их службы намного больше, чем у обычных ламп. При этом они могут длительно работать без выключения. В галогенках используются нити накала, но процесс свечения, в сравнении с лампами накаливания, у них отличается благодаря наполнению баллона особым составом. Такие лампочки используются в различных светильниках, люстрах, кухонной мебели и бывают 220 и 12 вольтовые. Блок питания для галогенок напряжением 12 вольт необходим, потому что при прямом их включении в электрическую сеть произойдет короткое замыкание.

Технические характеристики

Вольтаж галогенок бывает не только 220 и 12 вольт. В продаже можно найти лампочки на 24 и даже на 6 вольт. Мощность тоже может быть различной – 5, 10, 20 ватт. Галогеновые лампы от 220 В включаются прямо в сеть. Тем, которые работают от 12 В, необходимы специальные устройства, преобразующие ток из сети для 12 вольт, – так называемые трансформаторы или специальные блоки питания.

Двенадцативольтовые галогенки работают очень хорошо. Раньше, в 90-е годы, применялся трансформатор больших размеров на 50 Гц, который обеспечивал работу только одной галогеновой лампы. В современном освещении применяются импульсные высокочастотные преобразователи. По размерам очень маленькие, но могут потянуть 2 – 3 лампы одновременно.

На современном рынке встречаются как дорогие, так и дешевые блоки питания. В процентном соотношении дорогих продается около 5 %, а дешевки намного больше. Хотя, в принципе, дороговизна – это еще не гарантия надежности. В крутых преобразователях, к сожалению, не используются высококачественные детали, а лишь применяются хитроумные схемные «навороты», способствующие нормальной работе блока питания хотя бы в течение гарантийного срока. Как только он заканчивается, устройство сгорает.

Классификация

Трансформаторы бывают электромагнитными и электронными (импульсными). Электромагнитные доступны по цене, надежны, их можно сделать при желании своими руками. У них есть и свои минусы – приличный вес, большие габаритные размеры, повышение температуры при длительной работе. А перепады напряжения значительно сокращают срок работы галогеновых ламп.

Электронные трансформаторы весят намного меньше, у них стабильное напряжение на выходе, они сильно не нагреваются, могут иметь защиту от КЗ и плавный пуск, увеличивающий срок эксплуатации лампы.

Трансформаторы для галогеновых ламп

Разбор будет проведен на примере блока питания фирмы «Ферон Герман Технолоджи». На выходе этот трансформатор имеет ни много ни мало – 5 ампер. Для такой небольшой коробочки значение потрясающее. Корпус сделан герметичным способом, с отсутствием всякого рода вентиляции. Наверное, поэтому некоторые экземпляры таких блоков питания плавятся от высокой температуры.

Схема преобразователя в первом варианте очень простая. Настолько минимален набор всех деталей, что вряд ли из нее можно что-то выкинуть. При перечислении видим:

• мост из диодов;
• RC цепь с динистором, чтобы запустился генератор;
• генератор, собранный на полумостовой схеме;
• трансформатор, понижающий входное напряжение;
• низкоомный резистор, который служит в качестве предохранителя.

При большом перепаде напряжения такой преобразователь на 100% «сдохнет», приняв весь «удар» на себя. Все выполнено из довольно дешевого набора деталей. Лишь к трансформаторам нет никаких нареканий, потому что они сделаны на совесть.

Второй вариант выглядит очень слабым и недоработанным. В эмиттерные цепи вставлены резисторы R5 и R6 для ограничения тока. При этом совершенно не продумана блокировка транзисторов в случае резкого повышения тока (ее просто нет!). Сомнение вызывает электрическая цепь (на схеме она красным цветом).

Фирма «Ферон Герман Технолоджи» выпускает галогеновые лампы мощностью до 60 ватт. Сила тока блока питания на выходе получается 5 ампер. Это многовато для такой лампочки.

При снятии крышки обратите особое внимание на размеры радиатора. Для выходных 5 ампер они очень маленькие.

Расчет мощности трансформатора для ламп и схема подключения

Продаются сегодня различные трансформаторы, поэтому существуют определенные правила подбора необходимой мощности. Не стоит брать трансформатор слишком мощный. Он будет работать практически вхолостую. Недостаток мощности приведет к перегреву и дальнейшему выходу устройства из строя.

Рассчитать мощность трансформатора можно самостоятельно. Задачка скорее математическая и по силам каждому начинающему электрику. Например, необходимо установить 8 точечных галогенок напряжением 12 В и мощностью 20 ватт. Общая мощность при этом составит 160 ватт. Берем с запасом на 10 % примерно и приобретаем мощностью 200 ватт.

Схема №1 выглядит примерно таким образом: на линии 220 стоит одноклавишный выключатель, при этом оранжевый и синий провод подсоединяются ко входу трансформатора (первичные клеммы).

На линии 12 вольт все лампы подключаются к трансформатору (на вторичные клеммы). Соединяющие медные провода обязательно должны иметь одинаковое сечение, иначе яркость у лампочек будет разная.

Еще одно условие: провод, соединяющий трансформатор с галогеновыми лампами, должен быть длиной не менее 1,5 метров, лучше, если 3. Если сделать его слишком коротким, он начнет греться, и яркость лампочек снизится.

Схема №2 – для подключения галогеновых светильников. Здесь можно поступить по-другому. Разбить, к примеру, шесть светильников на две части. Для каждой установить понижающий трансформатор. Правильность такого выбора обусловлена тем, что при поломке одного из блоков питания вторая часть светильников все-таки будет продолжать работать. Мощность одной группы составляет 105 ватт. С небольшим коэффициентом запаса получаем, что приобрести необходимо два трансформатора на 150 ватт.

Совет! Каждый понижающий трансформатор запитайте своими проводами и соедините их в распределительной коробке. Места соединения оставьте в свободном доступе.

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.

Выпрямительные диоды располагаются на радиаторе площадью не менее 50 кв.см. Обратите внимание, что диоды, у которых аноды соединены с минусовым выходом, изолируются от теплоотвода слюдяными прокладками.

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.

Рекомендации по использованию трансформатора

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.

Источник