9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Электронный трансформатор для галогеновых ламп

Электронный транформатор является современной альтернативой стандартному 50Гц трансформатору с железным сердечником. По сравнению с классическим трансформатором, электронный имеет ряд преимуществ:
- Выходная мощность электронного трансформатора может регулироваться, таким образом может быть легко добавлена регулировка яркости ламп;
- Может быть реализована защита от короткого замыкания;
- Низкий вес и более компактное исполнение устройства;
- Отсутствие шума с частотой сети.

Схема электронного трансформатора для галогеновых ламп является классическим полумостом. Схема управления может быть реализована на микросхеме (задающий генератор рабочей частоты), но существует более простое решение, которое состоит из генератора на двух транзисторах, работающих в противофазе.



Схема работает следующим образом. Напряжение сети выпрямляется с помощью выпрямительного моста до полу-синусоидаьльного, с удвоенной частотой. Диак срабатывает во время каждого цикла, запуская генерацию полумоста. Открытие диака можно регулировать цепочкой RC₁. Это можно использовать для реализации функции диммера (регулировки яркости лампы).

После начала цикла, диод D поддерживает напряжение на C₁ меньшим порога проводимости диака, что обеспечивает возможность закрытия транзистора.

Чатота генерации зависит в основном от размера и магнитной проводимости сердечника трансформатора обратной связи и параметров транзисторов. После начала цикла, ток в этом трансформаторе увеличивается до насыщения сердечника. В этот момент обратная связь открытых транзисторов исчезает и после некоторого времни, определяемого параметрами транзистора, он закрывается. Частота колебаний в подобных схемах составляет приблизительно 35кГц.

Наличие RC-цепочек в базах транзисторов сводит к минимуму зависимость от параметров транзисторов и предоствращает их ложные срабатывания.

Диоды позволяют протекать току при выключении устройства.

Защита от короткого замыкания
На этом рисунке показана схема электронного трансформатора для питания галогеновых ламп с защитой от короткого замыкания нагрузки (некоторые компоненты на ней не показаны).



Схема работает следующим образом. Короткое замыкание в лампе приведёт к значительному повышению тока через транзисторы, что приведёт к их перегреву и выходу из строя. Однако, этот ток приведёт к росту напряжения на R_e. Это приведёт к открытию транзистора TR_s, что будет предотвращать срабатывание диака в начале каждого цикла. R_s и C_s нужны для задержки включения транзистора, предотвращая срабатывание защиты при зажигания лампы (когда нить лампы холодная, она имеет маленькое сопротивление, что приводит к протеканию большого тока через транзисторы. Её сопротивление увеличивается с прогревом лампы и ток через транзисторы нормализуется). Диод Ds обеспечивает нормальную работу данного фильтра.

Через некоторое время (несколько циклов работы) конденсатор C_s разряжается и будет не в состоянии удерживать TR_s в открытом состоянии и будет предпринята попытка рестарта. Если неисправность не устранена, защита вновь сработает. Таким образом ограничивается рассеиваемая транзисторами энергия.

Следует отметить, что транзисторы должны быть достаточно надёжными, чтобы выдержать работу защиты от короткого замыкания.

Выбор транзисторов
В виду особенностей данного устойства, обычным выбором являются биполярные транзисторы. Напряжение и ток выбираются в зависимости от напряжения питания и мощности схемы. Как правило, используются транзисторы MJE13003, MJE13005, MJE13007.

Как отмечалось выше, при включении схемы нить накала лампы имеет низкое сопротивление, что является причиной протекания большого тока через транзисторы. Этот ток может превышать в 10 раз ток работы в обычном состоянии. Поэтому рекомендуется выбирать биполярные транзисторы на 450В, 7А. Возможно применение транзисторов со встроенным диодом коллектор-эмиттер.

Параметр транзистора t_fall влияет на потери схемы, в то время как t_s влияет на частоту генерации. Особенностью биполярных транзисторов является то, что t_s у разных партий транзисторов может значительно отличаться. Поэтому транзисторы следует подбирать.
Транзисторы со слишком большим t_s могут привести к частоте колебаний ниже той, на которую расчитан выходной трансформатор, в результате чего его сердечник будет насыщаться в конце каждого цикла. Это приведёт к скачку тока коллектора транзисторов в каждом цикле, что в конечном итоге приведёт к перегреву и выходу из строя.

Коррекция коэффициента мощности
В виду того, что ёмкость конденсатора на входе схемы достаточно небольшая, имеет место небольшая деформация формы входного тока.

Такого рода схемы являются источниками электромагнитных помех из-за наличия колебаний высокой частоты, поэтому в схеме выпрямителя перед мостом должен стоять фильтр, предотвращающий проникновение помехи в сеть.

Ремонт электронного трансформатора
Так как устройство и принцип работы, а также схема электронного трансформатора для галогеновых ламп идентичны электронному балласту энергосберегающих ламп (с той разницей, что у последних отсутствует выходной понижающий трансформатор, вместо него присутствуют резонансные цепи), то для здесь справедливы советы по ремонту и модернизации энергосберегающих ламп. Также смотрите их схемы.

Понравилась статья? Мойдодыр говорит: поделись с друзьями!