Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы: схема своими руками, ИБП для шуруповерта, самодельная светодиодная и люминесцентная

Импульсный блок питания из энергосберегающей лампы

Возможно для многих эта статья покажется очевидной, но надеюсь, и найдутся люди — которые смогут что-то отсюда подчерпнуть для своих проектов.

Для питания устройств, я часто пользуюсь вот такими импульсными блоками питания

5 Вольт 1 Ампер. Можно увеличить выходное напряжение вольт до 9(только изменив стабилитрон в цепи обратной связи)

На днях понял, что из нерабочих энергосберегающих ламп, можно сделать достаточно мощный блок питания.

В лампах часто сгорают нити накала, а сама плата остается рабочей.
Мощность получается равной мощности «бывшей» лампы.
Но если добавить радиаторы на транзисторы, то из 27Вт лампы можно получить 100Вт блок питания.
Есть два варианта:
Вариант №1. Нужно замкнуть дорожки, которые идут к нитям накала. На дроссель намотать вторичку.
Но тут есть одно ограничение — свободное место для вторички.

Вариант №2 Нити накала также замыкаем, а вместо дросселя ставим трансформатор.

Я не стал долго и муторно расчитывать трансформатор, а просто индуктивность первичной обмотки подобрал равной индуктивности дросселя.
Сделал это следующим образом. Померил ток через дроссель, за место дросселя поставил трансформатор с произвольным числом первички, и заново померил ток. Затем намного домотал первичку, что бы ток оказался примерно таким же.
Для кого то этот метод покажется не логичным/абсурдным/не технологичным, возможно. Но он работает!

Ток через дроссель.

Число витков первичной обмотки получилось 250.
Ток мерил осциллографом, в качестве шунта использовал 0.01Ом резистор.

Феррит использовал R 22,1/13,7/7,9 N87 Epcos.
Зазор пропилил болгаркой, получилось 1.2мм, достаточно.

Витки для вторичной обмотки подбирал экспериментально.
Единственный минус — нет стабилизации выходного напряжения.
Вот и все что я хотел рассказать.

UPD. Блок питания успешно работает для питания вот этих винтажных часиков=)

Бп из клл и устройства на его основе. Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для предобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60ºС
Температура транзисторов – 42ºС

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75ºC.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².
Температура дросселя TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Выпрямитель

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Перед вами очередная конструкция с применением микросхемы 555. Устройство представляет из себя-DC-AC преобразователь напряжения, который предназначен для питания энергосберегающих ламп от пониженного напряжения. Диапазон входных напряжений 8-18Вольт (оптимальное-12 Вольт). На выходе трансформатора образуется переменное напряжение высокой частоты порядка 400 Вольт. Это простой и стабильный однотактный преобразователь напряжения, который может быть использован в походных ситуациях или в автомобиле.

Несмотря на свои компактные размеры и простоту конструкции, преобразователь развивает достаточно высокую мощность, которая напрямую зависит от конкретного типа используемого ключа. С применением мощного полевого транзистора серии IRF3205 мощность доходит до 70 Ватт. В моем случае использован транзистор IRFZ48, с ним мощность не более 50 ватт. Не советуется поднимать мощность более 70 ватт, поскольку нужно будет еще раз рассчитать параметры импульсного трансформатора.


Таймер 555 работает в качестве генератора прямоугольных импульсов. Импульсы усиливаются мощным полевым ключом. Транзистор нужно установить на теплоотвод. Импульсный трансформатор состоит всего из двух обмоток. Первичная обмотка состоит из 7 витков. Для удобности намотки было использовано 3 жилы провода с диаметром 0,5мм каждая. Такое решение экономит пространство. Дальше поверх первичной обмотки мотается-повышающая. Эта обмотка состоит из 80 витков провода с диаметром 0,2мм. Обмотку можно мотать навалом без дополнительных изоляционных слоев.


Сердечник был использован от старого блока питания АТХ. Для начала с платы блока нужно выпаять трансформатор и разобрать его. Половинки феррита приклеены друг к другу намертво, поэтому их нужно чуть погреть. Греть нужно аккуратно (зажигалкой или мощным паяльником).


После, нужно снять все обмотки и мотать нужные. Такой однотактный преобразователь может питать довольно мощные неоновые трубки до 50 ватт. Преобразователь также может быть использован для питания и других электрических устройств, в том числе расчитанных и на постоянное напряжение, только в этом случае на выходе нужен выпрямитель.

Автор статьи наглядно показал, как разобрать и что можно добыть для повторного использования из старой энергосберегающей лампы. Таким образом можно «вернуть» часть денег заплаченных за эту лампу в свое время. Если же удастся сохранить корпус с цоколем, то его можно использовать для изготовления других ламп. Сейчас модно делать своими руками светодиодные лампы из подручных средств.

Перегоревшая энергосберегающая лампа

Привет всем,

сегодня я хочу показать вам, как вы можете сделать большую часть из этих денег вы вложили в энергосберегающие лампы путем извлечения его полезных деталей после он сгорел.

Цель:

Цель этой Instructable, чтобы показать вам источник свободной части можно использовать для следующих проектов и снижения потерь электроэнергии.

Вы можете получить эти детали из энергосберегающих ламп:

  • Конденсаторы
  • Диоды
  • Транзисторы
  • Катушки

Необходимые инструменты:

  • плоскую отвертку или пилу/режущий инструмент
  • оловоотсос
  • паяльник

Пожалуйста, прочитайте следующий текст для вашей же безопасности. Я не хочу, чтобы люди пострадали так что читайте и, пожалуйста, будьте осторожны.

Файл readme:

  • Перед началом убедитесь, что стеклянные тела энергосберегающая Лампа разбита! Если он сломан, нужно запечатать его в сумку или какой-то контейнер, чтобы избежать попадания воздействию ртути внутри лампы.
  • Будьте очень осторожны, чтобы не повредить стекло и корпус светильника! Не пытайтесь открыть лампу, повернув стекло кузова или пытается порвать или как-то так.
  • Не пытайтесь открыть лампу сразу после этого сгорел. Он содержит высоковольтный конденсатор, который должен выполнять первым! Не прикасайтесь к печатной плате, если Вы не знаете, если конденсатор остается заряженным или вы можете получить удар током!
  • Я думаю, что лучший совет, чтобы распоряжаться сгорел или разбитые энергосберегающие лампы, чтобы положить их в емкость (например, ведро с крышкой или как-то так) и хранить контейнер в безопасном месте, пока вы не найдете место, чтобы переработать их.
  • Пожалуйста, не выбрасывайте энергосберегающие лампы в мусорное ведро! Энергосберегающие лампы являются экологически опасными и могут нанести вред людям!

Шаг 2: Откройте корпус лампы


Разборка старой энергосберегающей лампы

Ок. Начнем. Сначала посмотрим на дела. Большинстве случаев либо приклеены или закрепить вместе. (Мой был обрезан вместе, как и большинство других ламп у меня до сих пор открыт.)

Вы должны быть в состоянии открыть дело, открыв его с помощью отвертки или разрезая его открыть с помощью пилы.

В обоих случаях вы должны быть осторожны, чтобы не повредить стеклянное тело! Будьте очень осторожны.

После того как вы открыли дело, нужно просто обрезать провода, ведущие в стеклянном корпусе, так что вы можете положить его в безопасное место, чтобы избавиться от этой опасности.

Шаг 3: удалите печатную плату из корпуса


Иногда корпус сохранить не удается.
Плата драйвера энергосберегающей лампы готовая к распайке.

Теперь вам необходимо извлечь плату из корпуса.

Будьте очень осторожны и не прикасайтесь к печатной плате голыми руками! Там есть высоковольтный конденсатор (большой электролитический конденсатор можно увидеть на фото) на плате, которая еще могла быть! Попробуйте удалить его из схемы путем перерезания ножки и положить его в безопасное место. (Убедитесь, что не касаетесь ногами!)

Как только высоковольтный конденсатор снимается с доски ничего не останется страха. Теперь можно приступить к отпаяйте все полезные элементы.

Шаг 4: Отпаяйте все полезные части


Детали, которые удалось отпаять



Теперь возьмите паяльник и оловоотсос свой и запчастей.

Как вы можете видеть на картинке есть много полезных деталей на печатной плате, так что вы должны быть в состоянии собрать большое количество полезных элементов для вашего проекта:)

Ну, вот и все. Надеюсь, я смог предоставить вам несколько полезных советов, и я надеюсь, вам понравился мой Instructable:)

  • Что можно сделать из старых шприцов. (0)
    Встречайте. Подставка под микрофон, пистолет и продуктивная овощерезка. Все из старых шприцов. Вроде ничего особенного, но может приукрасить […]
  • Еще одна полезная вещь из алюминиевой банки. Попкорн заказывали? (0)
    Что еще можно сделать из алюминиевой банки. Или еще один способ как сделать попкорн своими руками. Имея две банки и нижеприведенную инструкцию […]

Выход из строя батареи аккумуляторного шуруповерта или другого электроинструмента – событие не самое приятное, особенно если учесть, что стоимость замены этого элемента соизмерима с ценой нового прибора. Но быть может, незапланированных расходов удастся избежать? Это вполне возможно, если заменить аккумулятор простеньким самодельным энергосберегающим блоком питания импульсного типа, с помощью которого инструмент можно будет заряжать от сети. А комплектующие для него можно найти в доступном и повсеместно распространенном изделии – это .

Источник балласта энергосберегающей лампочки

ИБП из люминесцентной лампы своими руками

В большинстве случаев для сборки ИБП электронный дроссель эпра следует лишь немного изменить (при двухтранзисторной схеме) за счет перемычки, а затем подключить к импульсному трансформатору и выпрямителю. Некоторые компоненты просто удаляются за ненадобностью.

Блок питания самодельный

Для слабых блоков питания (от 3.7 в до 20 ватт), можно обойтись без трансформатора. Достаточно будет добавить несколько витков провода на магнитопровод имеющегося в балласте лампы дросселя, если, конечно, там есть для этого место. Новую намотку можно сделать прямо поверх существующей.

Для этого отлично подойдет провод марки МГТФ с изоляцией из фторопласта. Обычно провода требуется мало, при этом почти весь просвет магнитопровода занимает изоляция, что и обуславливает малую мощность таких устройств. Чтобы увеличить ее, понадобится импульсный трансформатор.

Импульсный трансформатор

Особенностью описываемого варианта ИБП является способность до некоторой степени подстраиваться под параметры трансформатора, а также отсутствие цепи обратной связи, проходящей через этот элемент. Такая схема подключения позволяет обойтись без особо точного расчета трансформатора.

Как показала практика, даже при грубых ошибках (допускались отклонения свыше 140%) ИБП можно дать вторую жизнь и он получался работоспособным.

Трансформатор изготавливается на базе все того же дросселя, на котором наматывается вторичная обмотка из лакированного обмоточного медного провода. При этом важно уделить особенное внимание межобмоточной изоляции из бумажной прокладки, ведь «родная» обмотка дросселя будет работать под сетевым напряжением.

Даже если она покрыта синтетической защитной пленкой, поверх нее все-равно необходимо намотать несколько слоев электрокартона или хотя бы обычной бумаги общей толщиной 100 мкм (0,1 мм), а уже поверх бумаги можно укладывать лакированный провод новой обмотки.

Диаметр провода должен быть наибольшим из возможных. Витков во вторичной обмотке будет не много, поэтому их оптимальное количество можно будет подобрать опытным путем.

Используя указанные материалы и технологию можно получить блок питания мощность 20 или чуть более ватт. В данном случае ее значение ограничивается площадью окна магнитопровода и, соответственно, максимальным диаметром провода, который удается там разместить.

Выпрямитель

Во избежание насыщения магнитопровода в ИБП применяют только двухполупериодные выходные выпрямители. В том случае, если импульсный трансформатор работает на понижение напряжения, наиболее экономичной является схема с нулевой точкой, но для ее реализации понадобится сделать две полностью симметричные вторичные обмотки. При ручной намотке можно выполнить обмотку в два провода.

Стандартный выпрямитель, собранный по схеме «диодный мост» из обычных кремниевых диодов, для импульсного ИБП не подходит, поскольку из 100 Вт передаваемой мощности (при напряжении 5 В) на нем будет теряться около 32 Вт или более. Собирать же выпрямитель на мощных импульсных диодах будет слишком дорого.

Наладка ИБП

После сборки ИБП его необходимо подключить к максимальной нагрузке и проверить, насколько сильно греются транзисторы и трансформатор. Предел для трансформатора – 60 – 65 градусов, для транзисторов – 40 градусов. При перегреве трансформатора увеличивают сечение провода или габаритную мощность магнитопровода, либо выполняют оба действия совместно. Если трансформатор сделан из дросселя балласта лампы, увеличить сечение провода, скорее всего, уже не получится и придется ограничивать подключаемую нагрузку.

Как сделать светодиодный БП с повышенной мощностью

Иногда стандартной мощности электронного балласта лампы бывает недостаточно. Представим себе ситуацию: имеется 23 Вт, а необходимо получить источник питания для зарядного устройства с параметрами 12В/8А.

Для того чтобы осуществить задуманное, придется раздобыть компьютерный блок питания, оказавшийся по каким-либо причинам невостребованным. Из этого блока следует изъять силовой трансформатор вместе с цепочкой R4C8 , которая выполняет функцию защиты силовых транзисторов от перенапряжения. Силовой трансформатор следует присоединить к электронному балласту вместо дросселя.

Опытным путем было установлено, что данный тип ИБП позволяет снимать мощность до 45 Вт при незначительном перегреве транзисторов (до 50 градусов).

Чтобы избежать перегрева, в базах транзисторов необходимо установить трансформатор с увеличенным сечением сердечника, а сами транзисторы установить на радиатор.

Возможные ошибки

Как уже говорилось, включение в схему в качестве выходного выпрямителя обычного низкочастотного диодного моста нецелесообразно, а при повышенной мощности ИБП делать этого тем более не стоит.

Также бессмысленно пытаться ради упрощения схемы наматывать базовые обмотки непосредственно на силовом трансформаторе. В отсутствие нагрузки будут иметь место значительные потери из-за того, что в базы транзисторов будет поступать ток максимальной величины.

Применяемый трансформатор с увеличением тока нагрузки увеличивает и ток в базах транзисторов. Практика показывает, что при достижении мощностью нагрузки значений в 75 Вт в магнитопроводе трансформатора имеет место насыщение. Это приводит к ухудшению характеристик транзисторов и их перегреву.

Во избежание этого можно самому намотать трансформатор тока, в два раза увеличив сечение сердечника или сложив вместе два кольца. Также можно в два раза увеличить диаметр провода.

Существует способ избавиться от базового трансформатора, выполняющего промежуточную функцию. Для этого токовый трансформатор через мощный резистор подключают к отдельной обмотке силового обогревателя, реализуя схему обратной связи по напряжению. Недостатком данного варианта является то, что токовый трансформатор при этом постоянно работает в режиме насыщения.

Нельзя подключать трансформатор параллельно с имеющимся в балластном преобразователе дросселем. Вследствие уменьшения суммарной индуктивности будет увеличена частота блока питания. Такое явление приведет к увеличению потерь в трансформаторе и перегреву транзисторов выходного выпрямителя.

Следует учитывать повышенную чувствительность диодов Шоттки к превышению значения обратных напряжения и тока. Попытка установить, скажем, 5-вольтовый диод в 12-вольтовую схему, скорее всего, приведет к выходу элемента из строя.

Не пытайтесь заменить транзисторы и диоды отечественными, например, КТ812А и КД213. Это однозначно приводит к ухудшению рабочих характеристик устройства.

Как подключать ИБП к шуруповерту

Электроинструмент необходимо разобрать, отвинтив все шурупы. Обычно корпус шуруповерта состоит из двух половинок. Далее следует найти провода, которыми двигатель подключается к батарее. Соединить эти провода с выходом ИБП можно с помощью пайки или термоусадочной трубки, вариант со скрутками нежелателен.

Для ввода провода от блока питания в корпусе инструмента необходимо выполнить отверстие. Важно предусмотреть меры, предотвращающие вырывание провода в случае неосторожных движений или случайных рывков. Самый простой вариант – обжать провод внутри корпуса у самого отверстия клипсой из сложенного пополам коротенького отрезка мягкой проволоки (подойдет алюминий). Имея превосходящие диаметр отверстия размеры, клипса не даст проводу оторваться и выпасть из корпуса в случае рывка.

Как видно, энергосберегающая лампочка, даже отработавшая положенный ей срок, может принести немалую пользу своему владельцу. Собранный на базе ее комплектующих ИБП может с успехом применяться в качестве источника энергии для аккумуляторного электроинструмента или зарядного устройства.

Видео

Данное видео расскажет Вам как собрать блок питания (бп)из энергосберегающих ламп.

Как переделать преобразователь экономки в импульсный БП?

Если у вас завалялась лампа экономка с неисправной колбой, не торопитесь ее выбрасывать. Внутри цоколя у нее находится схема высокочастотного преобразователя, которая заменяет габаритный и тяжелый балластный дроссель, как в схемах подключения обычных ЛДС. На основе этого преобразователя можно изготовить импульсный блок питания ватт на 20, а при более тщательном подходе и более сотни выжать можно.

Ниже представлен один из самых распространенных вариантов схем преобразователя экономок:

Это схема энергосберегающей лампы Vitoone мощностью 25 ватт. Красным цветом на ней обозначены те элементы, которые нам не потребуются, поэтому их из схемы исключаем, а между точками А и А’ ставим перемычку. Осталось дело за малым, прикрутить на выход импульсный трансформатор и выпрямитель.

Вариант уже переделанной схемы «энергосберегайки» в импульсный блок питания приведен на рисунке ниже:

Как видно из схемы, R0 поставили в 2 раза меньшего номинала, но мощность его увеличили, С0 заменили на 100,0 mF, а на выходе добавили TV2 с выпрямителем на VD14, VD15, С9 и с10. Резистор R0 служит в качестве предохранителя и ограничителя тока зарядки при включении. Номинал емкости С0 выберите таким, чтобы он (примерно) численно был равен мощности БП, который вы делаете.

По поводу конденсатора С0: его можно «выдрать» из старого пленочного фотоаппарата типа Кодак, или любой другой пленочной мыльницы, там в схеме лампы вспышки как раз стоит такой, какой нам нужен, 100mF на 350V.

TV2 — импульсный трансформатор, от его габаритной мощности, а также от максимального допустимого тока ключевых транзисторов, зависит мощность самого блока питания. Для изготовления маломощного импульсного БП достаточно намотать на имеющийся дроссель вторичную обмотку, как показано на следующей схеме:

Чтобы запитать какое-либо низковольтное зарядное устройство или не очень мощный усилитель, намотайте витков 20 поверх имеющейся обмотки L5, этого будет достаточно.

На снимке выше представлен рабочий вариант блока питания без выпрямителя на 20 ватт. На холостом ходу частота автоколебаний 26 кГц, под нагрузкой 20W 32 кГц, трансформатор нагревается до 60 ºС, транзисторы до 42ºС.

Важно!!! На первичной обмотке при работе преобразователя присутствует сетевое напряжение, поэтому обязательно проложите слой бумажной изоляции, которая будет разделять первичную и вторичную обмотки, даже если на первичке уже имеется синтетическая защитная пленка.

Но бывает и так, что в окне имеющегося дросселя нет достаточного пространства для намотки вторичной обмотки, или в том случае, когда нам предстоит сотворить БП гораздо большей мощности, чем мощность переделываемой «энергосберегайки» — тут без применения дополнительного импульсного транса не обойтись (смотри вторую схему статьи).

Например, мы делаем импульсный БП более 100W мощности, а используем балласт от 20 ваттной лампочки. В этом случае потребуется замена VD1 — VD4 на более «токистые» диоды, а дроссель L0 мотнуть проводом потолще. При недостаточности коэффициента усиления VT1 и VT2 по току, увеличьте ток базы транзисторов путем уменьшения номиналов R5 и R6, а также увеличив мощность сопротивлений в цепях баз и эмиттеров.

При недостаточной частоте генерации увеличьте номиналы емкостей С4 и С6.

Практические испытания показали, что полумостовые импульсные БП не критичны к параметрам выходного трансформатора, потому как цепь ОС не проходит через него, поэтому допускаются погрешности расчета до 150 процентов.

Импульсный БП 100 Ватт.

Как уже писалось выше, для того чтобы получился мощный БП, наматывается дополнительный импульсный трансформатор TV2, заменяется R0, заменяется С0 на 100 mF, транзисторы 13003 желательно заменить на 13007, они рассчитаны на больший ток, и лучше поставить их на небольшие радиаторы через изолирующие прокладки (слюду например).

Разрез соединения транзисторов с радиаторами изображен на рисунке ниже:

Действующая модель импульсного БП, работающего на нагрузку 100 Вт изображена на снимке ниже:

Трансформатор намотан на кольце 2000HM, внешний диаметр 28мм, внутренний диаметр 16мм, высота кольца 9мм.
Из за недостаточности мощности нагрузочных резисторов, они помещены в блюдце с водой.
Генерация без нагрузки 29 кГц, под нагрузкой 100 Вт — 90 кГц.

По поводу выпрямителя.

Чтобы магнитопровод трансформатора TV2 не вошел в насыщение, выпрямители в полумостовых импульсных БП делайте двухполупериодными, т.е они должны быть мостовыми (1), или с нулевой точкой (2). Смотри рисунок ниже.

При мостовой схеме требуется немного меньше провода на обмотку, но при этом на VD1-VD4 рассеивается в 2 раза больше энергии. На втором фрагменте рисунка изображен вариант схемы выпрямителя с нулевой точкой, он более экономичен, но обмотки в этом случае должны быть абсолютно симметричные, иначе магнитопровод войдет в насыщение. Второй вариант используют, когда при небольшом напряжении на выходе нужно иметь значительный ток. Чтобы минимизировать потери, кремниевые диоды заменяют диодами Шоттки, на них напряжение падает меньше раза в 2 — 3.

Рассмотрим на примере:

При Р=100Вт, U=5В, TV1 со средней точкой, 100 / 5 * 0,4 = 8 , т.е. на диодах Шоттки рассеивается мощность 8 Вт.
При Р=100Вт, U=5В, TV1 с мостовым выпрямителем и обычными диодами, 100 / 5 * 0,8 * 2 = 32 , т.е. на VD1-VD4 будет рассеиваться мощность порядка 32 Вт.

Имейте это в виду, и не ищите потом половину исчезнувшей мощности.

Наладка импульсного БП.

Подключите ИБП к сети по ниже приведенной схеме (фрагмент 1). Тут HL1 будет выполнять роль балласта, имеющего нелинейную характеристику и будет защищать ваше устройство, если возникнет внештатная ситуация. Мощность HL1 должна быть примерно равна мощности того блока питания, которое вы испытываете.

Когда блок питания включен без нагрузки, или работает на малую нагрузку, нить накала HL1 имеет небольшое сопротивление, поэтому никакого влияния на работу БП не оказывает. Когда возникают какие то неполадки, токи VT1 и VT2 возрастают, лампа начинает светиться, сопротивление нити накала возрастает, тем самым уменьшая ток в цепи.

Если вы постоянно занимаетесь ремонтом и наладкой импульсных блоков питания, не лишним будет собрать специальный стенд (рисунок выше, фрагмент 2). Как видите, здесь присутствует разделительный трансформатор (гальваническая развязка между БП и бытовой сетью), а также имеется тумблер, позволяющий подавать напряжение на БП в обход лампы. Это нужно для того, чтобы испытывать преобразователь при работе на мощную нагрузку.

В качестве нагрузки можно использовать мощные стекло-керамические резисторы, обычно они зеленого цвета (смотри рисунок ниже). Красными цифрами на рисунке обозначена их мощность.

При длительных испытаниях, когда нужно проверить тепловой режим элементов схемы БП, и не достаточной мощности нагрузочных резисторов, последние можно опустить в блюдце с водой. Во время работы эквивалент нагрузки очень сильно греется, поэтому не хватайтесь за резисторы руками во избежание ожога.

Если вы все сделали аккуратно и правильно, и при этом использовали заведомо исправный балласт от энергосберегающей лампы, то и налаживать то особо нечего. Схема должна заработать сразу. Подключайте нагрузку, подавайте питание, и прикидывайте, способен ли ваш БП отдавать требуемую мощность. Следите за температурами VT1, VT2 (должна быть не выше 80-85 ºС) и выходного трансформатора (должна быть не больше 60-65 ºС).

При высоком нагреве трансформатора, увеличьте сечение провода, или намотайте трансформатор на магнитопроводе с большей габаритной мощностью, а может быть придется сделать и первое и второе.

При нагреве транзисторов — ставьте их на радиатор (через изолирующие прокладки).

Если вы изобретали маломощный ИБП, и при этом доматывали имеющийся дроссель, а он при работе греется выше допустимой нормы, попробуйте как он работает на нагрузку меньшей мощности.

Скачать программы расчета импульсных трансформаторов вы можете в статье:

Удачных переделок.

Дроссель энергосберегающей лампы. Инструкция по изготовлению импульсного блока питания из энергосберегающей лампы

Энергосберегающие лампы широко применяются в быту и на производстве, со временем они приходят в негодность, а между тем многие из них после несложного ремонта можно восстановить. Если вышел из строя сам светильник, то из электронной «начинки» можно сделать довольно мощный блок питания на любое нужное напряжение.

Как выглядит блок питания из энергосберегающей лампы

В быту часто требуется компактный, но в то же время мощный низковольтный блок питания, сделать такой можно, используя вышедшую из строя энергосберегающую лампу. В лампах чаще всего выходят из строя светильники, а блок питания остается в рабочем состоянии.

Для того чтобы сделать блок питания, необходимо разобраться в принципе работы электроники, содержащейся в энергосберегающей лампе.

Достоинства импульсных блоков питания

В последние годы наметилась явная тенденция к уходу от классических трансформаторных блоков питания к импульсным. Это связано, в первую очередь, с большими недостатками трансформаторных блоков питания, таких как большая масса, малая перегрузочная способность, малый КПД.

Устранение этих недостатков в импульсных блоках питания, а также развитие элементной базы позволило широко использовать эти узлы питания для устройств с мощностью от единиц ватт до многих киловатт.

Схема блока питания

Принцип работы импульсного блока питания в энергосберегающей лампе точно такой же, как в любом другом устройстве, например, в компьютере или телевизоре.

В общих чертах работу импульсного блока питания можно описать следующим образом:

  • Переменный сетевой ток преобразуется в постоянный без изменения его напряжения, т.е. 220 В.
  • Широтно-импульсный преобразователь на транзисторах превращает постоянное напряжение в прямоугольные импульсы, с частотой от 20 до 40 кГц (в зависимости от модели лампы).
  • Это напряжение через дроссель подается на светильник.

Рассмотрим схему и порядок работы импульсного блока питания лампы (рисунок ниже) более подробно.

Схема электронного балласта энергосберегающей лампы

Сетевое напряжение поступает на мостовой выпрямитель(VD1-VD4) через ограничительный резистор R 0 небольшого сопротивления, далее выпрямленное напряжение сглаживается на фильтрующем высоковольтном конденсаторе (С 0), и через сглаживающий фильтр (L0) подается на транзисторный преобразователь.

Запуск транзисторного преобразователя происходит в тот момент, когда напряжение на конденсаторе С1 превысит порог открытия динистора VD2. Это запустит в работу генератор на транзисторах VT1 и VT2, благодаря чему возникает автогенерация на частоте около 20 кГц.

Другие элементы схемы, такие как R2, C8 и C11, играют вспомогательную роль, облегчая запуск генератора. Резисторы R7 и R8 увеличивают скорость закрытия транзисторов.

А резисторы R5 и R6 служат как ограничительные в цепях баз транзисторов, R3 и R4 предохраняют их от насыщения, а в случае пробоя играют роль предохранителей.

Диоды VD7, VD6 – защитные, хотя во многих транзисторах, предназначенных для работы в подобных устройствах, такие диоды встроены.

TV1 – трансформатор, с его обмоток TV1-1 и TV1-2, напряжение обратной связи с выхода генератора подается в базовые цепи транзисторов, создавая тем самым условия для работы генератора.

На рисунке выше красным цветом выделены детали, подлежащие удалению при переделке блока, точки А–А` нужно соединить перемычкой.

Переделка блока

Перед тем как приступить к переделке блока питания, следует определиться с тем, какую мощность тока необходимо иметь на выходе, от этого будет зависеть глубина модернизации. Так, если требуется мощность 20-30 Вт, то переделка будет минимальной и не потребует большого вмешательства в существующую схему. Если необходимо получить мощность 50 и более ватт, то модернизация потребуется более основательная.

Следует иметь в виду, что на выходе блока питания будет постоянное напряжение, а не переменное. Получить от такого блока питания переменное напряжение частотой 50 Гц невозможно.

Определяем мощность

Мощность можно вычислить по формуле:

Р – мощность, Вт;

I – сила тока, А;

U – напряжение, В.

Например, возьмем блок питания со следующими параметрами: напряжение – 12 В, сила тока – 2 А, тогда мощность будет:

С учетом перегрузки можно принять 24-26 Вт, так что для изготовления такого блока потребуется минимальное вмешательство в схему энергосберегающей лампы мощностью 25 Вт.

Новые детали

Добавление новых деталей в схему

Добавляемые детали выделены красным цветом, это:

  • диодный мост VD14-VD17;
  • два конденсатора С 9 , С 10 ;
  • дополнительная обмотка, размещенная на балластном дросселе L5, количество витков подбирается опытным путем.

Добавляемая обмотка на дроссель играет еще одну немаловажную роль разделительного трансформатора, предохраняя от попадания сетевого напряжения на выход блока питания.

Чтобы определить необходимое количество витков в добавляемой обмотке, следует проделать следующие действия:

  1. на дроссель наматывают временную обмотку, примерно 10 витков любого провода;
  2. соединяют с нагрузочным сопротивлением, мощностью не менее 30 Вт и сопротивлением примерно 5-6 Ом;
  3. включают в сеть, замеряют напряжение на нагрузочном сопротивлении;
  4. полученное значение делят на количество витков, узнают, сколько вольт приходится на 1 виток;
  5. вычисляют необходимое число витков для постоянной обмотки.

Более детальный расчет приведен ниже.

Испытательное включение переделанного блока питания

После этого легко вычислить необходимое число витков. Для этого напряжение, которое планируется получить от этого блока, делят на напряжение одного витка, получается количество витков, к полученному результату добавляют про запас примерно 5-10%.

W=U вых /U вит, где

W – количество витков;

U вых – требуемое выходное напряжение блока питания;

U вит – напряжение на один виток.

Намотка дополнительной обмотки на штатный дроссель

Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При намотке поверх нее дополнительной обмотки необходимо предусмотреть межобмоточную изоляцию, особенно если наматывается провод типа ПЭЛ, в эмалевой изоляции. Для межобмоточной изоляции можно применить ленту из политетрафторэтилена для уплотнения резьбовых соединений, которой пользуются сантехники, ее толщина всего 0,2 мм.

Мощность в таком блоке ограничена габаритной мощностью используемого трансформатора и допустимым током транзисторов.

Блок питания повышенной мощности

Для этого потребуется более сложная модернизация:

  • дополнительный трансформатор на ферритовом кольце;
  • замена транзисторов;
  • установка транзисторов на радиаторы;
  • увеличение емкости некоторых конденсаторов.

В результате такой модернизации получают блок питания мощностью до 100 Вт, при выходном напряжении 12 В. Он способен обеспечить ток 8-9 ампер. Этого достаточно для питания, например, шуруповерта средней мощности.

Схема модернизированного блока питания приведена на рисунке ниже.

Блок питания мощностью 100 Вт

Как видно на схеме, резистор R 0 заменен на более мощный (3-ваттный), его сопротивление уменьшено до 5 Ом. Его можно заменить на два 2-ваттных по 10 Ом, соединив их параллельно. Далее, С 0 – его емкость увеличена до 100 мкф, с рабочим напряжением 350 В. Если нежелательно увеличивать габариты блока питания, то можно подыскать миниатюрный конденсатор такой емкости, в частности, его можно взять из фотоаппарата-мыльницы.

Для обеспечения надежной работы блока полезно несколько уменьшить номиналы резисторов R 5 и R 6 , до 18–15 Ом, а также увеличить мощность резисторов R 7 , R 8 и R 3 , R 4 . Если частота генерации окажется невысокой, то следует увеличить номиналы конденсаторов C­ 3 и C 4 – 68n.

Самым сложным может оказаться изготовление трансформатора. Для этой цели в импульсных блоках чаще всего используют ферритовые кольца соответствующих размеров и магнитной проницаемости.

Расчет таких трансформаторов довольно сложен, но в интернете есть много программ, с помощью которых это очень легко сделать, например, «Программа расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT».

Как выглядит импульсный трансформатор

Расчет, проведенный с помощью этой программы, дал следующие результаты:

Для сердечника используется ферритовое кольцо, его внешний диаметр – 40, внутренний – 22, а толщина – 20 мм. Первичная обмотка проводом ПЭЛ – 0,85 мм 2 имеет 63 витка, а две вторичных тем же проводом – 12.

Вторичную обмотку необходимо наматывать сразу в два провода, при этом их желательно предварительно слегка скрутить между собой по всей длине, так как эти трансформаторы очень чувствительны к несимметричности обмоток. Если не соблюдать это условие, то диоды VD14 и VD15 будут нагреваться неравномерно, а это еще больше увеличит несимметричность что, в конце концов, выведет их из строя.

Зато такие трансформаторы легко прощают значительные ошибки при расчете количества витков, до 30%.

Так как эта схема изначально рассчитывалась для работы с лампой мощностью 20 Вт, то установлены транзисторы 13003. На рисунке ниже позиция (1) – транзисторы средней мощности, их следует заменить на более мощные, например, 13007, как на позиции (2). Возможно, их придется установить на металлическую пластину (радиатор), площадью около 30 см 2 .

Испытание

Пробное включение стоит проводить с соблюдением некоторых мер предосторожности, чтобы не вывести из строя блок питания:

  1. Первое пробное включение производить через лампу накаливания 100 Вт, чтобы ограничить ток на блок питания.
  2. К выходу обязательно подключить нагрузочный резистор 3-4 Ома, мощностью 50-60 Вт.
  3. Если все прошло штатно, дать поработать 5-10 мин., отключить и проверить степень нагрева трансформатора, транзисторов и диодов выпрямителя.

Если в процессе замены деталей не были допущены ошибки, блок питания должен заработать без проблем.

Если пробное включение показало работоспособность блока, остается испытать его в режиме полной нагрузки. Для этого сопротивление нагрузочного резистора уменьшить до 1,2-2 Ом и включить его в сеть напрямую без лампочки на 1-2 минуты. После чего отключить и проверить температуру транзисторов: если она превышает 60 0 С, то их придется установить на радиаторы.

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для предобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60ºС
Температура транзисторов – 42ºС

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75ºC.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².
Температура дросселя TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Выпрямитель

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Энергосберегающие лампочки нашли широкое применение, как в бытовых, так и в производственных целях. Со временем любая лампа приходит в неисправное состояние. Однако при желании светильник можно реанимировать, если собрать блок питания из энергосберегающей лампы. При этом в качестве составляющих блока используется начинка вышедшей из строя лампочки.

Импульсный блок и его назначение

На обоих концах трубки люминесцентной лампы имеются электроды, анод и катод. В результате подачи электропитания компоненты лампы разогреваются. После нагрева происходит выделение электронов, которые сталкиваются со ртутными молекулами. Следствием происходящего становится ультрафиолетовое излучение.

За счет наличия в трубке люминофора осуществляется конвертация люминофора в видимое свечение лампочки. Свет появляется не сразу, а спустя определенный промежуток времени после подключения к электросети. Чем более выработан светильник, тем длительнее интервал.

Работа импульсного блока питания основывается на следующих принципах:

  1. Преобразование переменного тока из электросети в постоянный. При этом напряжение не меняется (то есть остается 220 В).
  2. Трансформация постоянного напряжения в прямоугольные импульсы за счет работы широтного импульсного преобразователя. Частота импульсов составляет от 20 до 40 кГц.
  3. Подача напряжения на светильник посредством дросселя.

Источник бесперебойного питания (ИБП) состоит из целого ряда компонентов, каждый из которых в схеме имеет свою маркировку:

  1. R0 — выполняет ограничивающую и предохраняющую роль в блоке питания. Устройство предотвращает и стабилизирует чрезмерный ток, идущий по диодам в момент подключения.
  2. VD1, VD2, VD3, VD4 — выступают в качестве мостов-выпрямителей.
  3. L0, C0 — являются фильтрами передачи электрического тока и защищают от перепадов напряжения.
  4. R1, C1, VD8 и VD2 — представляют собой цепь преобразователей, использующихся при запуске. В качестве зарядки конденсатора C1 используется первый резистор (R1). Как только конденсатор пробивает динистор (VD2), он и транзистор раскрываются, в результате чего начинается автоколебание в схеме. Далее прямоугольный импульс посылается на диодный катод (VD8). Возникает минусовой показатель, перекрывающий второй динистор.
  5. R2, C11, C8 — облегчают начало работы преобразователей.
  6. R7, R8 — оптимизируют закрытие транзисторов.
  7. R6, R5 — образуют границы для электротока на транзисторах.
  8. R4, R3 — используются в качестве предохранителей при скачках напряжения в транзисторах.
  9. VD7 VD6 — защищают транзисторы БП от возвратного тока.
  10. TV1 — является обратным коммуникативным трансформатором.
  11. L5 — балластный дроссель.
  12. C4, C6 — выступают как разделительные конденсаторы. Делят все напряжение на две части.
  13. TV2 — трансформатор импульсного типа.
  14. VD14, VD15 — импульсные диоды.
  15. C9, C10 — фильтры-конденсаторы.

Обратите внимание! На схеме ниже красным цветом отмечены компоненты, которые нужно удалить при переделывании блока. Точки А-А объединяют перемычкой.

Только продуманный подбор отдельных элементов и правильная их установка позволит создать эффективно и надежно работающий блок питания.

Отличия лампы от импульсного блока

Схема лампы-экономки во многом напоминает строение импульсного блока питания. Именно поэтому изготовить импульсный БП несложно. Чтобы переделать устройство, понадобятся перемычка и дополнительный трансформатор, который станет выдавать импульсы. Трансформатор должен иметь выпрямитель.

Чтобы сделать БП более легким, удаляется стеклянная люминесцентная лампочка. Параметр мощности ограничивается наибольшей пропускной способностью транзисторов и размерами охлаждающих элементов. Для повышения мощности необходимо намотать дополнительную обмотку на дроссель.

Переделка блока

Прежде чем начинать переделку БП, необходимо выбрать выходную мощность тока. От этого показателя зависит степень модернизации системы. Если мощность будет находиться в пределах 20-30 Вт, не понадобятся глубокие изменения в схеме. Если же запланирована мощность свыше 50 Вт, модернизация нужна более системная.

Обратите внимание! На выходе из БП будет постоянное напряжение. Получение переменного напряжения на частоте 50 Гц не представляется возможным.

Определение мощности

Вычисление мощности осуществляется согласно формуле:

В качестве примера рассмотрим ситуацию с блоком питания, имеющим следующие характеристики:

  • напряжение — 12 В;
  • сила тока — 2 А.

Вычисляем мощность:

P = 2 × 12 = 24 Вт.

Конечный параметр мощности будет больше — примерно 26 Вт, что позволяет учесть возможные перегрузки. Таким образом, для создания блока питания потребуется достаточно незначительное вмешательство в схему стандартной эконом-лампы на 25 Вт.

Новые компоненты

В число новых электронных компонентов входят:

  • диодный мост VD14-VD17;
  • 2 конденсатора C9 и C10;
  • обмотка на балластном дросселе (L5), количество витков которой определяется эмпирически.

Дополнительная обмотка выполняет еще одну важную функцию — является разделяющим трансформатором и защищает от проникновения напряжения на выходы ИБП.

Чтобы вычислить нужное количество витков в дополнительной обмотке, выполняются такие действия:

  1. Временно наносим обмотку на дроссель (приблизительно 10 витков провода).
  2. Стыкуем обмотку с сопротивлением нагрузки (мощность от 30 Вт и сопротивление 5-6 Ом).
  3. Подключаемся к сети и делаем замер напряжения при нагрузочном сопротивлении.
  4. Полученный результат делим на число витков и узнаем, сколько вольт приходится на каждый виток.
  5. Выясняем нужное количество витков для постоянной обмотки.

Более подробно порядок расчета показан ниже.

Для вычисления нужного количества витков планируемое напряжение для блока делим на напряжение одного витка. В результате получаем число витков. К итоговому результату рекомендуется прибавить 5-10 %, что позволит иметь определенный запас.

Не стоит забывать, что оригинальная дроссельная обмотка находится под сетевым напряжением. Если нужно намотать на нее новый слой обмотки, позаботьтесь о межобмоточном изоляционном слое. Особенно важно соблюдать данное правило, когда наносится провод типа ПЭЛ в эмалевой изоляции. В качестве межобмоточного изоляционного слоя подойдет политетрафторэтиленовая лента (толщина 0,2 миллиметра), которая позволит повысить плотность резьбовых соединений. Такую ленту используют сантехники.

Обратите внимание! Мощность в блоке ограничивается габаритной мощностью задействованного трансформатора, а также максимально возможным током транзисторов.

Самостоятельное изготовление блока питания

ИБП можно изготовить своими руками. Для этого понадобятся небольшие изменения в перемычке электронного дросселя. Далее выполняется подключение к импульсному трансформатору и выпрямителю. Отдельные элементы схемы удаляются ввиду их ненужности.

Если блок питания не слишком высокомощный (до 20 Вт), трансформатор устанавливать необязательно. Хватит нескольких витков проводника, намотанных на магнитопровод, расположенный на балласте лампочки. Однако осуществить эту операцию можно только при наличии достаточного места под обмотку. Для нее подходит, к примеру, проводник типа МГТФ с фторопластовым изоляционным слоем.

Провода обычно нужно не так много, поскольку практически весь просвет магнитопровода отдается изоляции. Именно этот фактор ограничивает мощность таких блоков. Для увеличения мощности потребуется трансформатор импульсного типа.

Отличительной характеристикой такой разновидности ИИП (импульсного источника питания) считается возможность его подстраивания под характеристики трансформатора. Кроме того, в системе нет цепи обратной связи. Схема подключения такова, что в особенно точных подсчетах параметров трансформатора нет необходимости. Даже если будет допущена грубая ошибка при расчетах, источник бесперебойного питания скорее всего будет функционировать.

Импульсный трансформатор создается на основе дросселя, на который накладывается вторичная обмотка. В качестве таковой используется лакированный медный провод.

Межобмоточный изоляционный слой чаще всего выполнен из бумаги. В некоторых случаях на обмотку нанесена синтетическая пленка. Однако даже в этом случае следует дополнительно обезопаситься и намотать 3-4 слоя специального электрозащитного картона. В крайнем случае используется бумага толщиной от 0,1 миллиметра. Медный провод накладывается только после того, как предусмотрена данная мера безопасности.

Что касается диаметра проводника, он должен быть максимально возможным. Количество витков во вторичной обмотке невелико, поэтому подходящий диаметр обычно выбирают методом проб и ошибок.

Выпрямитель

Чтобы не допустить насыщения магнитопровода в источнике бесперебойного питания, используют исключительно двухполупериодные выходные выпрямители. Для импульсного трансформатора, работающего на уменьшение напряжения, оптимальной считается схема с нулевой отметкой. Однако для нее нужно изготовить две абсолютно симметричные вторичные обмотки.

Для импульсного источника бесперебойного питания не подойдет обычный выпрямитель, функционирующий согласно схеме диодного моста (на кремниевых диодах). Дело в том, что на каждые 100 Вт транспортируемой мощности потери составят не менее 32 Вт. Если же изготавливать выпрямитель из мощных импульсных диодов, затраты будут велики.

Наладка источника бесперебойного питания

Когда собран блок питания, остается присоединить его к наибольшей нагрузке, чтобы проверить — не перегреваются ли транзисторы и трансформатор. Температурный максимум для трансформатора — 65 градусов, а для транзисторов — 40 градусов. Если трансформатор чересчур нагревается, нужно взять проводник с большим сечением или же увеличить габаритную мощность магнитопровода.

Перечисленные действия можно выполнить одновременно. Для трансформаторов из дроссельных балансов нарастить сечение проводника вероятнее всего не удастся. В этом случае единственный вариант — сокращение нагрузки.

ИБП высокой мощности

В некоторых случаях стандартной мощности балласта не хватает. В качестве примера приведем такую ситуацию: есть лампа мощностью 24 Вт и необходим ИБП для зарядки с характеристиками 12 B/8 A.

Для реализации схемы понадобится неиспользуемый компьютерный БП. Из блока достаем силовой трансформатор вместе с цепью R4C8. Данная цепочка защищает силовые транзисторы от чрезмерного напряжения. Силовой трансформатор соединяем с электронным балластом. В этой ситуации трансформатор заменяет дроссель. Ниже изображена схема сборки источника бесперебойного питания, основанная на лампочке-экономке.

Из практики известно, что данная разновидность блоков дает возможность получать до 45 Вт мощности. Нагревание транзисторов находится в рамках нормы, не превышая 50 градусов. Чтобы полностью исключить перегревание, рекомендуется вмонтировать в транзисторные базы трансформатор с большим сечением сердечника. Транзисторы ставят непосредственно на радиатор.

Потенциальные ошибки

Нет смысла упрощать схему, накладывая базовые обмотки непосредственно на силовой трансформатор. В случае отсутствия нагрузки возникнут немалые потери, поскольку в транзисторные базы станет поступать ток большой величины.

Если используется трансформатор с возрастанием тока нагрузки, повысится и ток в транзисторных базах. Эмпирически установлено, что после того, как показатель нагрузки доходит до 75 Вт, в магнитопроводе наступает насыщение. Результатом этого является снижение качества транзисторов и их чрезмерный нагрев. Чтобы не допустить такого развития событий, рекомендуется самостоятельно обмотать трансформатор, используя большее сечение сердечника. Также допускается складывание вместе двух колец. Еще один вариант состоит в использовании большего диаметра проводника.

Базовый трансформатор, выступающий в качестве промежуточного звена, можно удалить из схемы. С этой целью токовый трансформатор присоединяют к выделенной обмотке силового трансформатора. Делается это с использованием высокомощного резистора на основе схемы обратной коммуникации. Минусом такого подхода является постоянное функционирование трансформатора тока в условиях насыщения.

Недопустимо подключение трансформатора вместе с дросселем (находится в преобразователе балласта). В противном случае из-за снижения общей индуктивности возрастет частота ИБП. Следствием этого станут потери в трансформаторе и чрезмерный нагрев транзистора выпрямителя на выходе.

Нельзя забывать о высокой отзывчивости диодов к повышенным показателям обратного напряжения и тока. К примеру, если поставить в схему на 12 вольт 6-вольтовый диод, данный элемент быстро придет в негодность.

Не следует менять транзисторы и диоды на низкокачественные электронные компоненты. Рабочие характеристики элементной базы российского производства оставляют желать лучшего, и результатом замены станет снижение функциональности источника бесперебойного питания.

Когда нужно получить 12 Вольт для светодиодной ленты , или еще для каких то целей, есть вариант сделать такой блок питания своими руками.

Схема блока питания из лампочки


Так как основной причиной выхода из строя компактных люминесцентных ламп является перегорание одной из нитей накала колбы, то практически их все можно переделать под импульсный блок питания с нужным напряжением.

В данном конкретном случае я переделывал схему электронного балласта 15 ваттной лампочки в импульсный блок питания 12 вольт 1 ампер.


Каждый производитель ламп имеет свои собственные наборы деталей с определенными номиналами в схемах изготавливаемых электронных балластов, но все схемы типовые. Поэтому на схеме я не приводил всю схему лампы, а указал только ее типовое начало и обвязку колбы лампы. Схема электронного балласта нарисована черным и красным цветом. Красным – выделены колба и конденсатор, подсоединенный к двум нитям накала. Их следует удалить. Зеленым цветом на схеме указаны элементы которые нужно добавить. Конденсатор С1 – следует заменить большей емкости, например, 10-20u 400v.


В левой части схемы добавлен предохранитель и входной фильтр. L2 выполнен на кольце от материнской платы, имеет две обмотки по 15 витков проводом от витой пары Ø – 0.5 мм. Кольцо имеет наружный диаметр 16мм, внутренний – 8,5мм, ширину – 6,3мм. Дроссель L3 имеет 10 витков Ø – 1 мм, выполнен на кольце от трансформатора другой энергосберегающей лампы.

Следует выбирать лампу с большей пустотой окна дросселя Tr1, так как его необходимо будет переделать в трансформатор. У меня получилось намотать по 26 витков Ø – 0.5 мм на каждую из половины вторичной обмотки. Такой вид намотки требует идеально симметричных половин обмотки. Чтобы добиться этого, рекомендую мотать вторичную обмотку сразу в два провода, каждый из которых будет служить симметричной половиной друг друга.

Транзисторы оставил без радиаторов, т.к. предполагаемое потребление схемы меньше мощности, которую потребляла лампа. В качестве теста было подключено на максимальное свечение на 2 часа 5 метров RGB светодиодной ленты, потреблением 12v 1A.


Подключение мощных светодиодов в осветительных устройствах осуществляется через электронные драйверы, которые стабилизируют ток, на своём выходе.

В наше время большое распространение получили так называемые энергосберегающие люминисцентные лампы (компактные люминисцентные лампы –КЛЛ).Но со временем они выходят из строя. Одна из причин неисправности –перегорание нити накала лампы. Не спешите утилизировать такие лампы потому, что в электронной плате содержатся много компонентов которые можно использовать в дальнейшее в других самодельных устройствах. Это дроссели, транзисторы, диоды, конденсаторы. Обычно, у этих ламп электронная плата исправна, что дает возможность использования в качестве блока питания или драйвера для светодиода. В результате таким образом получим бесплатный драйвер для подключения светодиодов, тем более это интересно.

Можно посмотреть процесс изготовления самоделки в видео:

Перечень инструментов и материалов
-энергосберегающая люминисцентная лампа;
-отвертка;
-паяльник;
-тестер;
-светодиод белого свечения 10вт;
-эмальпровод диаметром 0,4мм;
-термопаста;
-диоды марки HER, FR, UF на 1-2А
-настольная лампа.

Шаг первый. Разборка лампы.
Разбираем энергосберегающую люминисцентную лампу аккуратно поддев отверткой. Колбу лампы нельзя разбивать так, как внутри находятся пары ртути. Прозваниваем нити накала колбы тестером. Если хоть одна нить показывает обрыв, значит колба неисправна. Если есть исправная аналогичная лампа, то можно подключить колбу от нее к переделываемой электронной плате, чтобы удостовериться в ее исправности.


Шаг второй. Переделка электронного преобразователя.
Для переделки я использовал лампу мощностью 20Вт, дроссель которой выдержать нагрузку до 20 Вт. Для светодиода мощностью 10Вт это достаточно. Если нужно подключить более мощную нагрузку, можно применить электронную плату преобразователя лампы с соответственной мощности, или поменять дроссель с сердечником большего размера.

Также возможно запитать светодиоды меньшей мощности, подобрав требуемое напряжение количеством витков на дросселе.
Смонтировал перемычки из провода в на штырьках для подключения нитей накала лампы.


Поверх первичной обмотки дросселя нужно намотать 20 витков эмальпровода. Затем припаиваем вторичную намотанную обмотку к выпрямительному диодному мостику. Подключаем к лампе напряжение 220В и измеряем напряжение на выходе с выпрямителя. Оно составило 9,7В. Светодиод, подключенный через амперметр, потребляет ток в 0,83А. У этого светодиода номинальный ток равен 900мА, но чтобы увеличить его ресурс в работе специально занижено потребление по току. Диодный мостик можно собрать на плате навесным монтажом.

Схема переделанной электронной платы преобразователя. В результате из дросселя получаем трансформатор с подключенным выпрямителем. Зеленым цветом показаны добавленные компоненты.


Шаг третий. Сборка светодиодной настольной лампы.
Патрон для лампы на 220 вольт убираем. Светодиод мощностью 10Вт установил на термопасту на металлический абажур старой настольной лампы. Абажур настольной лампы служит теплоотводом для светодиода.


Электронную плату питания и диодный мост разместил в корпусе подставки настольной лампы.

Блок питания от энергосберегающей лампы. Как сделать самодельный блок питания из энергосберегающего типа ламп. Подключение ИБП к шуруповерту


Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.

Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов. https://сайт/

Построить блок питания будет ненамного сложнее, чем прочитать эту статью. И уж точно, это будет проще, чем найти низкочастотный трансформатор подходящей мощности и перемотать его вторичные обмотки под свои нужды.


Самые интересные ролики на Youtube

Вступление.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.https://сайт/


В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.


Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.


Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания.

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения.

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.


Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мыльниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.


Блок питания мощностью 20 Ватт.


Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.


На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!


Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.


Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.


Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

На картинке действующая модель БП.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт. Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц. Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц Температура трансформатора – 60ºС Температура транзисторов – 42ºС


Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.


Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.


Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.


Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!


На чертеже изображено соединение транзистора с радиатором охлаждения в разрезе.

  1. Винт М2,5.
  2. Шайба М2,5.
  3. Шайба изоляционная М2,5 – стеклотекстолит, текстолит, гетинакс.
  4. Корпус транзистора.
  5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика).
  6. Прокладка – слюда, керамика, фторопласт и т.д.
  7. Радиатор охлаждения.

А это действующий стоваттный импульсный блок питания.

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.

Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.

Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.

Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.

Температура транзисторов – 75ºC.

Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².

Температура дросселя TV1 – 45ºC.

TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов. Можно изготовить и более мощные электронные трансформаторы, например на IR2153, а можно КУПИТЬ ГОТОВЫЙ и переделать под свои напряжения.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.

Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП), причем довольно компактный. Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного блока питания, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных энергосберегающих ламп, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы балласта энергосберегающей лампы от импульсного блока питания

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.


Схема энергосберегающей лампы

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе балласта люминисцентной лампы с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.


Законченная схема импульсного блока питания

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность импульсного блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.


БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.


БП с дополнительным импульсным трансформатором

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе блока питания, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью 20 Ватт


Блок питания мощностью 20 Ватт

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60°C, а транзисторов – 42°C. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.


На картинке действующая модель БП

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60?С
Температура транзисторов – 42?С

Блок питания мощностью 100 Ватт

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.


Блок питания мощностью 100 Ватт

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые токи. Купить отдельно MJE13007 можно .

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!


Действующий стоваттный импульсный блок питания

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75?C.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см?.
Температура дросселя TV1 – 45?C.
TV2 – 2000НМ (O28 х O16 х 9мм)

Выпрямитель

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65?С, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП маломощный импульсный блок питания из подручных материалов своими руками

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?


Схема импульсного блока питания

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

По материалам сайта http://www.ruqrz.com/

Для большей наглядности приведено несколько принципиальных схем ламп популярных производителей:

Энергосберегающие лампы набирают все большую популярность, позволяя сберегать энергию, они еще обладают ровным белым светом, так же есть лампы теплого света, схожие цветом свечения с лампами накаливания. Но к сожалению, энергосберегающие лампы тоже не вечны, кто-то их просто выбрасывает, а кто-то… делает из них полезные самоделки.

В этой статье рассмотрим как сделать простой импульсный блок питания из энергосберегающей лампы. В большинстве случаев в энергосберегающей лампе из строя выходят нити накала, находящиеся в колбе, а электронная часть остается целой.

Берем неисправную энергосберегающую лампу. И при помощи отвертки поддеваем две половины корпуса. Проходим по контуру и поочередно отгибаем одну половину от другой.

Примерно все энергосберегающие лампы сделаны по такой схеме:

Для того, чтобы сделать импульсный блок питания, мы изменим ее к такому виду:

Сначала убираем все штырьки, два конденсатора и диоды(если они есть), у меня как видно на фото, их не было.

Снимаем импульсный дроссель, тут возможны два варианта, первый — это в свободное место дросселя наматывается вторичная обмотка и он устанавливается обратно на плату. В таком случае получить большую мощность не получится. Второй способ — мотается импульсный трансформатор например на ферритовом кольце. При установке радиаторов на транзисторы, можно получить мощность 100Вт и более.

Мне большая мощность была не нужна, целью было запитать метр белой светодиодной ленты, для изготовления чего-то наподобие кухонного ночника:). Напряжение питания также выбрал около 8-10 Вольт, чтобы лента светилась не сильно ярко, в таком режиме работы она прослужит гораздо дольше.

Дроссель снят, разбираем его, это сделать достаточно легко, разматываем желтую синтетическую пленку, и вынимаем две половинки феррита. Перед тем как наматывать вторичную обмотку, необходимо сделать изоляцию, просто намотать на первичную обмотку электрокартон, простую бумагу, или же сантехническую фум ленту. Далее мотаем несколько витков.

Также делаем изоляцию и выводим края обмотки.

Собираем трансформатор в обратной последовательности, я воспользовался клеем типа «Секунда».

Устанавливаем трансформатор на плату. Соединяем перемычкой Р1 и Р4 (смотрите по схеме).

Для тестирования я подключил остаток мотка светодиодной ленты, предварительно выпрямив напряжение при помощи диода и конденсатора. Напряжение на выходе получилось 9 Вольт.

Всё импульсный блок питания из энергосберегающей лампы готов, работает, на плате ничего не греется.

Техническая информация : → Из сгоревшей энергосберегающей лампы изготовить блок питания

В этой публикации размещен материал для ремонта или изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.

Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить за короткое. На изготовление 100-ваттного блока питания может понадобится до нескольких часов.

Построить блок питания будет несложно, умеющим паять. И несомненно, это сделать несложно, чем найти низкочастотный подходящий для изготовления трансформатор нужной мощности и перемотать его вторичные обмотки под нужное напряжение.

В последнее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку приходится выбрасывать.

Однако электронный балласт такой лампочки, это практически готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В последнее же время, радиолюбители порой испытывают трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самодельных конструкций. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования необходимый по диаметру медные провода, да и массо — габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не особо радует. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит определенную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП.

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания необходимо установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно будет удалить.


А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.



Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, при его использовании.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя из состава блока лампы.


В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания.

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше.

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.
Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.
Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

На чертеже изображено соединение транзистора с радиатором охлаждения в разрезе.

  1. Винт М2,5.
  2. Шайба М2,5.
  3. Шайба изоляционная М2,5 – стеклотекстолит, текстолит, гетинакс.
  4. Корпус транзистора.
  5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика).
  6. Прокладка – слюда, керамика, фторопласт и т.д.
  7. Радиатор охлаждения.

А это действующий стоваттный импульсный блок питания.
Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.

Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75ºC.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².
Температура дросселя TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Выпрямитель.

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.
Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.
100 / 5 * 0,4 = 8 (Ватт)
Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.
100 / 5 * 0,8 * 2 = 32 (Ватт).
Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.


В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.
При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

А это уже изображение реального стенда для ремонта и наладки импульсных БП, который я изготовил много лет назад по схеме, расположенной выше.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.


Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!

Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!

То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.
Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.
Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.
Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.
Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.
Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65ºС, а транзисторов выше 80… 85ºС.

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.
VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.
L0, C0 – фильтр питания.
R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.
Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.
R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.
R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.
R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.
R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.
VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.
TV1 – трансформатор обратной связи.
L5 – балластный дроссель.
C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.
TV2 – импульсный трансформатор.
VD14, VD15 – импульсные диоды.
C9, C10 – конденсаторы фильтра.

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.


Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных КЛЛ, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы КЛЛ от импульсного БП

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для предобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе КЛЛ с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60ºС
Температура транзисторов – 42ºС

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз бо’льшие предельно-допустимые токи.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75ºC.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см².
Температура дросселя TV1 – 45ºC.
TV2 – 2000НМ (Ø28 х Ø16 х 9мм)

Выпрямитель

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Бп для шуруповерта из энергосберегающей лампы. Как сделать блок питания из энергосберегающих ламп

Люминесцентная лампа является довольно сложным механизмом. В конструкции энергосберегающих ламп находится множество разных мелких составляющих, которые в совокупности и обеспечивают то освещение, которое выдаёт такое устройство. Основой всей конструкции энергосберегающих устройств является стеклянная трубка, которая наполнена парами ртути и инертным газом.

Импульсный блок и его назначение

С обоих концов этой трубки установлены электроды, катод и анод. После подачи на них тока, они начинают нагреваться. Достигнув необходимой температуры они выпускают электроны, которые ударяются об молекулы ртути и та начинает излучать ультрафиолетовый свет.

Ультрафиолет конвертируется в видимый для человеческого глаза спектр благодаря люминофору, который находится в трубке. Таким образом, лампа зажигается спустя некоторое время. Обычно скорость загорания лампы зависит от срока её выработки. Чем дольше лампа работала, тем больше будет промежуток между включением и полным зажиганием.

Чтобы понять предназначение каждой из составляющих ибп, следует разобрать по отдельности какие функции они выполняют:

  • R0 – работает ограничителем и предохранителем блока питания. Он стабилизирует и останавливает излишний поток питания тока в момент включения, который протекает через диоды выпрямляющего устройства.
  • VD1, VD2, VD3, VD4 – используются как мостовые выпрямители.
  • L0, C0 – фильтруют подачу тока и делают её без перепадов.
  • R1, C1, VD8 и VD2 – запускная цепь преобразователей. Процесс запуска происходит следующим образом. Источник зарядки конденсатора С1 является первый резистор. После того как конденсатор набирает такой мощности, что способен пробить динистор VD2, он самостоятельно открывается и попутно открывает транзистор, что вызывает автоколебание в схеме. Затем прямоугольный импульс направляется на катод диода VD8 и возникающий минусовый показатель закрывает второй динистор.
  • R2, C11, C8 – делают стартовый процесс преобразователей более лёгким.
  • R7, R8 – Делают закрытие транзисторов более эффективным.
  • R6, R5 – создают границы для тока на базах каждого транзистора.
  • R4, R3 – работают как предохранители в случае резкого повышения напряжения в транзисторах.
  • VD7 VD6 – предохраняют каждый транзистор бп от возвратного тока.
  • TV1 – обратный трансформатор для связи.
  • L5 – дроссель балластный.
  • C4, C6 – конденсаторы разделения, где всё напряжение и питание разделяется пополам.
  • TV2 – трансформатор для создания импульсов.
  • VD14, VD15 – диоды, работающие от импульсов.
  • C9, C10 – фильтрующие конденсаторы.

Благодаря правильной расстановке и тщательному подбору характеристик всех перечисленных составляющих, мы и получаем блок питания необходимой нам мощности для дальнейшего использования.

Отличия конструкции лампы от импульсного блока

Очень похожа по строению импульсного блока питания, из-за чего сделать импульсный бп можно очень легко и быстро. Для переделки, необходимо установить перемычку и дополнительно установить трансформатор вырабатывающий импульсы и который оснащён выпрямителем.

Для облегчения ибп, удалена стеклянная люминесцентная лампа и некоторые составляющие конструкции, которые были заменены специальным соединителем. Вы могли заметить, что для изменения необходимо выполнить всего несколько простых операций, и этого будет вполне достаточно.


Плата с энергосберегающей лампы

Выдаваемый показатель мощности, ограничен размером используемого трансформатора, максимальным возможным пропускным показателем основных транзисторов и габаритами охлаждающей системы. Чтобы увеличить немного мощность, достаточно намотать ещё обмотки на дроссель.

Импульсный трансформатор

Основной ключевой характеристикой импульсного блока питания есть возможность адаптироваться к показателям трансформатора, который используется в конструкции. А то, что обратный ток не нуждается в проходке через трансформатор, который мы сами сделали, значительно облегчает нам расчёты номинальной мощности трансформатора.

Таким образом, большинство ошибок при расчёте становятся незначительными благодаря использованию такой схемы.

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Для экономии используют конденсаторы с маленьким показателем ёмкости. Именно от них будет зависеть показатель пульсации входящего напряжения. Для снижения пульсации, необходимо увеличивать объём конденсаторов тоже делается для увеличения показателя пульсации только в обратном порядке.

Для снижения размеров и улучшения компактности, возможно, применять конденсаторы на электролитах. К примеру, можно использовать такие конденсаторы, которые вмонтированы в фототехнику. Они обладают ёмкостью 100µF х 350V.

Чтобы обеспечить бп показателем двадцать ватт, достаточно использовать стандартную схему от энергосберегающих светильников и вовсе не наматывая дополнительной намотки на трансформаторы. В случае, когда дроссель обладает свободным пространством и может дополнительно уместить витки, можно их добавить.

Таким образом, следует добавить два-три десятка витков обмотки, чтобы была возможность подзаряжать мелкие устройства или использовать ибп как усилитель для техники.


Схема блока питания на 20 ватт

Если вам требуется более эффективное увеличение показателя мощности, можно использовать самый простой провод из меди, покрытый лаком. Он специально предназначен для обмотки. Убедитесь что изоляция на стандартной обмотке дросселя достаточно качественная, так как эта часть будет находиться под значением входящего тока. Также следует оградить её от вторичных витков с помощью бумажной изоляцией.


Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Для изоляции используем специальный картон толщиной 0.05 миллиметра или 0.1 миллиметра. В первом случае необходимо два слова, во втором достаточно одного. Сечение обмоточного провода используем из максимального больших, количество витков будет подбирать методом проб. Обычно витков необходимо достаточно мало.

Проделав все необходимые действия, вы получаете мощность бп 20 ватт и рабочую температура трансформатора шестьдесят градусов, транзистора сорок два. Большую мощность сделать не получиться, так как размеры дросселя ограничены и сделать большее количество обмотки не получится.

Уменьшение поперечного диаметра используемого провода конечно увеличит численность витков, но на мощность это повлияет только в минус.

Чтобы иметь возможность поднять мощность бп до сотни ватт, необходимо дополнительно докрутить импульсный трансформатор и расширить ёмкость фильтровочного конденсатора до 100 фарад.


Схема 100 ватт БП

Чтобы облегчить нагрузку и уменьшить температуру транзисторов, к ним следует добавить радиаторы для охлаждения. При такой конструкции, КПД получится в районе девяноста процентов.

Следует подключить транзистор 13003

К электронному балласту бп следует подключить транзистор 13003, который способен закрепляться с помощью фасонной пружины. Они выгодны тем, что с ними нет необходимости устанавливать прокладку из-за отсутствия металлических площадок. Конечно, их теплоотдача значительно хуже.

Лучше всего проводить закрепления с помощью винтов М2.5, с заранее установленной изоляцией. Также возможно использовать термопасту, которая не передаёт напряжение сети.

Убедитесь что транзисторы надёжно заизолированы, так как через них проходит ток и при плохой изоляции возможно короткое замыкание.

Подключение к сети 220 вольт

Подключение происходит с помощью лампы накаливания. Она будет служить защитным механизмом и подключается перед блоком питания.

В этом случае, лампа служит балластом, который имеет нелинейный показатель и отлично предохраняет ибп от неисправной работы сети. Значение мощности лампы необходимо подбирать таким же образом, как и мощность самого импульсного блока питания.

Одним из самых простых способов изготовления импульсного блока питания своими руками из «подручных средств» является переделка энергосберегающей лампы под такой блок питания. Так как основной причиной выхода из строя компактных люминесцентных ламп является перегорание одной из нитей накала колбы, то практически их все можно переделать под импульсный блок питания с нужным напряжением. В данном конкретном случае я переделывал схему электронного балласта 15 ваттной лампочки в импульсный блок питания 12 вольт 1 ампер. Такая переделка не требует огромных усилий и большого количества деталей, т.к. предполагаемая нагружаемая мощность меньше мощности самой энергосберегающей лампочки.

Каждый производитель ламп имеет свои собственные наборы деталей с определенными номиналами в схемах изготавливаемых электронных балластов, но все схемы типовые. Поэтому у себя на схеме я не приводил всю схему лампы, а указал только ее типовое начало и обвязку колбы лампы. Схема электронного балласта нарисована черным и красным цветом. Красным – выделены колба и конденсатор, подсоединенный к двум нитям накала. Их следует удалить. Зеленым цветом на схеме указаны элементы которые нужно добавить. Конденсатор С1 – следует заменить большей емкости, например, 10-20u 400v.

В левой части схемы добавлен предохранитель и входной фильтр. L2 выполнен на кольце от материнской платы, имеет две обмотки по 15 витков проводом от витой пары Ø – 0.5 мм. Кольцо имеет наружный диаметр 16мм, внутренний – 8,5мм, ширину – 6,3мм. Дроссель L3 имеет 10 витков Ø – 1 мм, выполнен на кольце от трансформатора другой энергосберегающей лампы. Следует выбирать лампу с бОльшей пустотой окна дросселя Tr1, так как его необходимо будет переделать в трансформатор. У меня получилось намотать по 26 витков Ø – 0.5 мм на каждую из половины вторичной обмотки. Такой вид намотки требует идеально симметричных половин обмотки. Чтобы добиться этого, рекомендую мотать вторичную обмотку сразу в два провода, каждый из которых будет служить симметричной половиной друг друга. Транзисторы оставил без радиаторов, т.к. предполагаемое потребление схемы меньше мощности, которую потребляла лампа. В качестве теста было подключено на максимальное свечение на 2 часа 5 метров RGB светодиодной ленты, потреблением 12v 1A.

Пока учёные укрощают скорость света, я вот решил укротить ненужные люминесцентные лампы, переделывая их в светодиодные. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) по немного уходят в прошлое, по понятным всем причинам: меньшая эффективность относительно светодиодных, экологическая небезопасность (ртуть), ультрафиолетовое излучение опасное для глаз человека, да и недолговечность.

Как и у многих радиолюбителей, накопилась целая коробка этого «добра». Менее мощные можно использовать как запчасти, ну а те что по мощнее, начиная с 20W можно переделать и источники питания. Ведь электронный балласт, это дешевый преобразователь напряжения, то есть простой и доступный импульсный блок питания которым можно питать приборы мощностью до 30-40W (зависит от КЛЛ), и даже больше если менять выходной дроссель и транзисторы. Тем радиолюбителям которые проживают в отдалённых местах, или в определённых ситуациях, эти «энергосберегалки» окажутся полезными. Так что, не спешите их выбрасывать после выхода из строя — а работают они не долго!


В моём случае, примерно год назад (весной 2014г.), начав экспериментировать с электронным балластом, в поисках корпуса под переделку в светодиодную лампу, возвращаясь вечером домой с работы, меня осенило — увидев на тротуаре банку из под колы. Ведь алюминиевый корпус из под 0,25L напитка, как раз подходит в качестве радиатора для рассеивания тепла светодиодной ленты. А также, идеально садится под корпус КЛЛ «Vitoone» с цоколем Е27, на 25 W. Да и в эстетике неплох!


Изготовив несколько переделанных LED-ламп, я начал их испытывать в разных условиях эксплуатации. Одна из них работает в подсобном помещении в жаре и морозе (с вентиляционными отверстиями), другая в жилом помещении (без отверстии в пластмассовом цоколе). Ещё одна подключена к трёхметровой светодиодной ленте. Прошел почти год, и они до сих пор безотказно служат! Ну, и учитывая то, что на тему светодиодов, статьей появляется все больше и больше, пришлось наконец-то написать и о моей испытанной временем идеи.


Обсудить статью ЛАМПА СВЕТОДИОДНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ

Несмотря на небольшие размеры энергосберегающих ламп, в них много электронных компонентов. По своему устройству это обычная трубчатая люминесцентная лампа с миниатюрной колбой, но только свернутой в спираль или иную пространственную компактную линию. Ее поэтому называют компактной люминесцентной лампой (в сокращении КЛЛ).

И для нее характерны все те же самые проблемы и неисправности, что и для больших трубчатых лампочек. Но электронный балласт лампочки, которая перестала светить, скорее всего, из-за перегоревшей спирали, обычно сохраняет свою работоспособность. Поэтому его можно использовать для каких-либо целей как импульсный блок питания (в сокращении ИБП), но с предварительной доработкой. Об этом и пойдет речь далее. Наши читатели узнают, как сделать блок питания из энергосберегающей лампы.

В чем разница между ИБП и электронным балластом

Сразу предупредим тех, кто ожидает получение мощного источника питания из КЛЛ – большую мощность получить в результате простой переделки балласта нельзя. Дело в том, что в катушках индуктивности, которые содержат сердечники, рабочая зона намагничивания жестко ограничена конструкцией и свойствами намагничивающего напряжения. Поэтому импульсы этого напряжения, создаваемые транзисторами, точно подобраны и определены элементами схемы. Но такой блок питания из ЭПРА вполне достаточен для питания светодиодной ленты. Тем более что импульсный блок питания из энергосберегающей лампы соответствует ее мощности. А она может быть до 100 Вт.

Наиболее распространенная схема балласта КЛЛ построена по схеме полумоста (инвертора). Это автогенератор на основе трансформатора TV. Обмотка TV1-3 намагничивает сердечник и выполняет при этом функцию дросселя для ограничения тока через лампу EL3. Обмотки TV1-1 и TV1-2 обеспечивают положительную обратную связь для появления напряжения, управляющего транзисторами VT1и VT2. На схеме красным цветом показана колба КЛЛ с элементами, которые обеспечивают ее запуск.

Пример распространенной схемы балласта КЛЛ

Все катушки индуктивности и емкости в схеме подобраны так, чтобы получить в лампе точно дозированную мощность. С ее величиной связана работоспособность транзисторов. А поскольку они не имеют радиаторов, не рекомендуется стремиться получать от переделанного балласта значительную мощность. В трансформаторе балласта нет вторичной обмотки, от которой питается нагрузка. В этом главное отличие его от ИБП.

В чем суть реконструкции балласта

Чтобы получить возможность подключения нагрузки к отдельной обмотке, надо либо намотать ее на дросселе L5, либо применить дополнительный трансформатор. Переделка балласта в ИБП предусматривает:


Для дальнейшей переделки электронного балласта в блок питания из энергосберегающей лампы надо принять решение относительно трансформатора:

  • использовать имеющийся дроссель, доработав его;
  • либо применить новый трансформатор.

Трансформатор из дросселя

Далее рассмотрим оба варианта. Для того чтобы воспользоваться дросселем из электронного балласта, его надо выпаять из платы и затем разобрать. Если в нем применен Ш-образный сердечник, он содержит две одинаковые части, которые соединены между собой. В рассматриваемом примере для этой цели применена оранжевая клейкая лента. Она аккуратно удаляется.


Удаление ленты, стягивающей половинки сердечника

Половинки сердечника обычно склеены так, чтобы между ними оставался зазор. Он служит для оптимизации намагничивания сердечника, замедляя этот процесс и ограничивая скорость нарастания тока. Берем наш импульсный паяльник и нагреваем сердечник. Прикладываем его к паяльнику местами соединения половинок.


Разобрав сердечник, получаем доступ к катушке с намотанным проводом. Обмотку, которая уже есть на катушке, отматывать не рекомендуется. От этого изменится режим намагничивания. Если свободное место между сердечником и катушкой позволяет обернуть один слой стеклоткани для улучшения изоляции обмоток друг от друга, надо сделать это. А потом намотать десять витков вторичной обмотки проводом подходящей толщины. Поскольку мощность нашего блока питания будет небольшой, толстый провод не нужен. Главное, чтобы он поместился на катушке, и половинки сердечника наделись на него.


Намотав вторичную обмотку, собираем сердечник и закрепляем половинки клейкой лентой. Предполагаем, что после тестирования БП станет понятно, какое напряжение создается одним витком. После тестирования разберем трансформатор и добавим необходимое число витков. Обычно переделка имеет целью сделать преобразователь напряжения с выходом 12 В. Это позволяет получить при использовании стабилизации зарядное устройство для аккумулятора. На такое же напряжение можно сделать и из энергосберегающей лампы, а также зарядить фонарик с питанием от аккумулятора.

Поскольку трансформатор нашего ИБП, скорее всего, придется доматывать, впаивать его в плату не стоит. Лучше припаять проводки, торчащие из платы, и к ним на время тестирования припаять выводы нашего трансформатора. Концы выводов вторичной обмотки надо очистить от изоляции и покрыть припоем. Затем либо на отдельной панельке, либо прямо на выводах намотанной обмотки надо собрать выпрямитель на высокочастотных диодах по схеме моста. Для фильтрации в процессе измерения напряжения достаточно конденсатора 1 мкФ 50 В.



Тестирование ИБП

Но перед присоединением к сети 220 В последовательно с нашим блоком, переделанным своими руками из лампы, обязательно соединяется мощный резистор. Это мера соблюдения безопасности. Если через импульсные транзисторы в блоке питания потечет ток короткого замыкания, резистор его ограничит. Очень удобным резистором в таком случае может стать лампочка накаливания на 220 В. По мощности достаточно применить 40–100-ваттную лампу. При коротком замыкании в нашем устройстве лампочка будет светиться.


Далее присоединяем к выпрямителю щупы мультиметра в режиме измерения постоянного напряжения и подаем напряжение 220 В на электрическую цепь с лампочкой и платой источника питания. Предварительно обязательно изолируются скрутки и открытые токоведущие части. Для подачи напряжения рекомендуется применить проводной выключатель, а лампочку вложить в литровую банку. Иногда они при включении лопаются, а осколки разлетаются по сторонам. Обычно испытания проходят без проблем.

Более мощный ИБП с отдельным трансформатором

Они позволяют определить напряжение и необходимое число витков. Трансформатор дорабатывается, блок снова испытывается, и после этого его можно применить как компактный источник питания, который намного меньше аналога на основе обычного трансформатора 220 В со стальным сердечником.

Чтобы увеличить мощность источника питания, надо применить отдельный трансформатор, сделанный аналогично из дросселя. Его можно извлечь из лампочки большей мощности, сгоревшей полностью вместе с полупроводниковыми изделиями балласта. За основу берется та же схема, которая отличается присоединением дополнительного трансформатора и некоторых других деталей, изображенных красными линиями.


Выпрямитель, показанный на изображении, содержит меньше диодов по сравнению с выпрямительным мостом. Но для его работы потребуется больше витков вторичной обмотки. Если они не вмещаются в трансформатор, надо применить выпрямительный мост. Более мощный трансформатор делается, например, для галогенок. Кто использовал обычный трансформатор для системы освещения с галогенками, знает, что они питаются достаточно большим по величине током. Поэтому трансформатор получается громоздким.

Если транзисторы разместить на радиаторах, мощность одного блока питания можно заметно увеличить. А по весу и габаритам даже несколько таких ИБП для работы с галогенными светильниками получатся меньше и легче одного трансформатора со стальным сердечником равной им мощности. Другим вариантом использования работоспособных балластов экономок может быть их реконструкция для светодиодной лампы. Переделка энергосберегающей лампы в светодиодную конструкцию очень проста. Лампа отсоединяется, а вместо нее подключается диодный мост.

На выходе моста подключается определенное количество светодиодов. Их можно подключить между собой последовательно. Важно, чтобы ток светодиода равнялся току в КЛЛ. можно назвать ценным полезным ископаемым в эпоху светодиодного освещения. Они могут найти применение даже после завершения своего срока службы. И теперь читатель знает детали этого применения.

Китайские шуруповёрты отличаются низкой ценой и плохими аккумуляторами, приходящими в негодность после первого года эксплуатации. Покупка нового аккумулятора не имеет смысла, поэтому встаёт вопрос о питании от сети. Данный блок питания состоит из доступных деталей и полностью помещается в корпусе аккумулятора.

В основе лежит плата от энергосберегающей лампы, импульсного трансформатора и выходного дросселя от компьютерного блока питания. У меня были две одинаковые платы от ламп 95 Вт, однако у обоих оказались сгоревшими полевые транзисторы, поэтому пришлось их менять. Схема лампы представлена на рисунке:


Детали, отмеченные красным цветом необходимо выпаять. С выходного дросселя от компьютерного блока питания L3 (смотри схему ниже) убираем все обмотки кроме той, которая намотана самым толстым проводом. Впаиваем новые детали согласно схеме:


Входную цепочку из предохранителя и термистора можно не ставить. Конденсатор С1 ставим максимально большей ёмкости. Если ваша энергосберегающая лампа сделана на биполярных транзисторах (чаще всего 13003, 13005), то их необходимо заменить на более мощные (13007, 13009). Так же возможно придётся заменить диодный мост D1-D4 и индуктивность L1. Чтобы избежать данных переделок необходимо брать плату от лампы как можно большей мощности.

Выходные диоды шотки D12, D13 (10А 100В) взяты с запасом, так как в ходе испытаний вышли из строя диоды от компьютерного блока питания mospec s20c40c. Автомобильная лампа EL используется в качестве подсветки, индикатора включения и нагрузки. Полевые транзисторы и диоды шотки снабжены радиаторами.


Работа шуруповёрта представлена на видео:

Бп из лампочки. Блок питания из энергосберегающей лампочки своими руками. Самые интересные ролики на Youtube

Очень часто причиной поломки электроприбора становится неисправность аккумулятора. Вследствие этого нужен ремонт или же покупка нового оборудования. Но можно избежать больших затрат, сделав блок питания из энергосберегающей лампы своими руками. Все необходимые детали можно взять из обычной люминесцентной лампы, стоимость которой невелика.

В каждой энергосберегающей лампочке имеется небольшая схема, которая предотвращает мигание во время включения, а также способствует постепенному разогреву спиралей устройства. Её название — электронный балласт. Именно с помощью него газ может испускать свечение (частота 30−100 кГц, а иногда и 105 кГц).

Значительным преимуществом таких устройств является отсутствие какого-либо шума во время работы, а также электромагнитного поля, который негативно воздействует на организм человека.

Важную роль в схеме балласта энергосберегающей лампы играет электронный дроссель . Именно он определяет, будет ли устройство загораться сразу же с полной силой или же разогреваться постепенно в течение нескольких минут. Стоит отметить, что производитель никогда на упаковке не указывает время разогрева. Проверить это можно лишь во время эксплуатации устройства.

Те балластные схемы, которые выполняют функцию преобразования напряжения (а таковых большая часть), собираются на полупроводниковых транзисторах. В дорогостоящих устройствах схема более сложная, чем в дешёвых лампочках.

Из сгоревшей энергосберегающей лампы можно сделать заготовки для будущего импульсного блока питания. Также для этого можно взять и работающее устройство.

В составе компактной люминесцентной лампочки (КЛЛ) имеются следующие элементы:

Во время изготовления БП из энергосберегающей лампы своими руками с использованием недешёвых экономок достаточно дополнить источник некоторыми деталями. Также в качестве основы будущего блока можно взять драйвер для светодиодов, которые зачастую устанавливают в фонарики.

ИБП — это инверторная система, в которой входное напряжение выпрямляется, а затем преобразуется в импульсы. Главная особенность ИБП заключается в значительном увеличении частоты тока, передающегося на трансформатор. Также стоит отметить небольшие габариты такого устройства. Ещё одним преимуществом является то, что БП во время работы не имеет никаких потерь энергии, в отличие от линейных, которые теряют значительную часть во время преобразования на трансформатор.

Принцип функционирования импульсного блока питания из энергосберегающей лампы заключается в следующем:

Как правило, в современных схемах используются MOSFET — транзисторы. Их главная особенность — очень быстрая скорость переключения. Соответственно в таких балластах должны быть использованы и быстродействующие диоды. Они размещаются в выходном выпрямителе.

Если же выходное напряжение очень низкое, тогда функцию выпрямителя может выполнять транзистор. Кроме того, можно вместо этого использовать дроссель. Такие простые преобразователи тока встречаются в схемах энергосберегающих ламп на 20 Вт.

Чаще всего во время изготовления импульсного БП требуется незначительно изменять строение дросселя, если для этой цели используется двухтранзисторная схема. Конечно же, некоторые элементы в устройстве нужно будет удалить.

Если же изготавливается БП, который будет иметь мощность 3,7−20 Ватт, в таком случае трансформатор не является основной составляющей. Вместо него лучше всего сделать несколько витков провода, которые закрепляются на магнитопровод. Для этого необязательно избавляться от старой намотки, их можно выполнить поверх.

Рекомендуется для этой цели использовать провод марки МГТФ, имеющий фторопластовую изоляцию. Понадобится небольшое его количество. Несмотря на это обмотка будет полностью покрыта, поскольку большая часть отводится на изоляцию. Из-за этого такие устройства имеют низкие показатели мощности. Для её увеличения требуется использовать трансформатор переменного тока.

Главным преимуществом при изготовлении блока питания своими руками является то, что есть возможность подстраиваться под показатели трансформатора . Кроме этого, не потребуется цепь обратной связи, которая чаще всего является неотъемлемой частью в работе устройства. Даже если во время сборки были сделаны какие-либо ошибки, чаще всего такой блок будет работать.

Для того чтобы сделать собственноручно трансформатор, потребуется иметь дроссель, межобмоточную изоляцию, а также обмотку. Последнюю лучше всего выполнить из лакированного медного провода. Следует не забывать о том, что дроссель будет работать под напряжением.

Обмотку нужно тщательно изолировать даже тогда, когда она имеет заводскую специальную защитную плёнку из синтетического материала. В качестве изоляции можно использовать или электрокартон, или же обычную бумажную ленту, толщина которой должна быть не меньше 0,1 мм. Только после того, как будет сделана изоляция, можно поверх неё наматывать медный провод.

Что касается обмотки, то провод лучше всего выбрать как можно толще, а вот количество необходимых витков можно подобрать исходя из требуемых показателей работы будущего устройства.

Таким образом, можно сделать ИБП, который будет иметь мощность более 20 Вт.

Для того чтобы в импульсном блоке не произошло насыщение магнитопровода, требуется использовать только двухполупериодный выходной выпрямитель. В том случае, если трансформатор должен понижать напряжение, рекомендуется использование схемы с нулевой точкой. Чтобы выполнить такую схему, нужно иметь две абсолютно одинаковые вторичные обмотки. Их можно сделать самостоятельно.

Следует учитывать то, что выпрямитель по типу «диодный мост» для этой цели не подходит. Это связано с тем, что значительное количество мощности во время передачи будет теряться, а значение электрического напряжения будет минимальным (менее 12В). Но если делать выпрямитель из специальных импульсных диодов, тогда стоимость такого устройства обойдётся значительно дороже.

После того как БП будет собран, требуется проверить его работу на максимальной мощности. Это необходимо для того, чтобы измерить температуру нагревания трансформатора и транзистора, значения которых не должны превышать 65 и 40 градусов соответственно. Чтобы избежать перегрева этих элементов, достаточно увеличить сечение провода обмотки. Также часто помогает изменение мощности магнитопровода в большую сторону (учитывается ЭПР). В том случае, если дроссель был взят из балласта светодиодного фонаря, увеличить сечение не получится. Единственным вариантом будет контролировать нагрузку на прибор.

Чтобы установить импульсный блок питания в шуруповёрт, потребуется разобрать электроинструмент . Как правило, его внешняя часть состоит из двух элементов. Следующим этапом требуется найти те провода, с помощью которых двигатель соединяется с аккумулятором. Именно их нужно соединить с блоком питания (самоделкой), используя термоусадочную трубку. Также можно спаять провода. Скручивать их настоятельно не рекомендуется.

Чтобы вывести кабель наружу, потребуется сделать отверстие в корпусе шуруповёрта. Также рекомендуется установить предохранитель, который защитит провод от повреждений у основания. Для этого можно сделать специальную клипсу из тонкой алюминиевой проволоки.

Таким образом, переделка схемы балласта в импульсный блок поможет заменить повреждённый аккумулятор у шуруповёрта. К тому же, если учитывать все нюансы из области экономики во время изготовления, то можно утверждать, что сделать ИБП своими руками выгодно.

Приобрел себе на пробу светодиоды 10 Вт 900лм теплого белого света на AliExpress. Цена в ноябре 2015года составляла 23 рубля за штуку. Заказ пришел в стандартном пакетике, проверил все исправные.


Для питания светодиодов в осветительных устройствах применяются специальные блоки — электронные драйверы, представляющие собой преобразователи стабилизирующие ток, а не напряжение на своём выходе. Но так как драйверы для них(заказывал тоже на AliExpreess) были еще в пути решил запитать от балласта от энергосберегающих ламп. У меня было несколько таких неисправных ламп. у которых сгорела нить накала в колбе. Как правило, у таких ламп преобразователь напряжения исправен, и его можно использовать в качестве импульсного блока питания или драйвера светодиода.
Разбираем люминисцентную лампу.

Для переделки я взял 20 Вт лампу, дроссель которой с лёгкостью может отдать в нагрузку 20 Вт. Для 10 Вт светодиода больше никаких переделок не требуется. Если планируется запитать более мощный светодиод, требуется взять преобразователь от более мощной лампы, либо установить дроссель с большим сердечником.
Установил перемычки в цепи розжига лампы.

На дроссель намотал 18 витков эмальпровода, подпаиваем выводы намотанной обмотки к диодному мосту, подаём на лампу сетевое напряжение и замеряем выходное напряжение. В моём случае блок выдал 9,7В. Подключил светодиод через амперметр, который показал проходящий через светодиод ток в 0,83А. У моего светодиода рабочий ток равен 900мА, но я уменьшил ток чтобы увеличить ресурс. Собрал диодный мост на плате навесным способом.

Схема переделки.

Светодиод установил на термопасту на металлический абажур старой настольной лампы.

Плату питания и диодный мост установил в корпус настольной лампы.

При работе около часа температура светодиода 40 градусов.

На глаз освещенность как от 100 ваттной лампы накаливания.

Планирую купить +128 Добавить в избранное Обзор понравился +121 +262


Блок Питания из энергосберегающей лампы.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают. Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП). Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного БП, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя.

Посмотрим, что там на ней есть интересного.


— Диоды — 6 шт. Высоковольтные (220 Вольт) обычно маломощные.

Дроссель. Убирает помехи по сети.

Транзисторы средней мощности обычно MJE13003.

Высоковольтный электролит. Емкость небольшая (4,7 мкФ), на 400 вольт.

Конденсаторы разной емкости, все на 250 вольт.

Два высокочастотных трансформатора.

Несколько резисторов.

Назначение элементов схемы импульсного блока питания.

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения, также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

Отличие схемы лампы от импульсного БП.

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп.

Для предобразования схемы эконом лампы в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые нужно удалить.

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе эконом лампы с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания.

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока.

Блоки питания, собранные по этим схемам почти всегда прощают ошибки в расчётах.

Намотать импульсный трансформатор не так уж и сложно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения.

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz .

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе БП, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить более мощным.

Если требуется компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мыльниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, их ёмкость примерно 100µF х 350V.


Блок питания мощностью 20 Ватт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор.

Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода , то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода.

Был использован провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции).

Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание!

Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой,

хотя часто бывает, что обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона , используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное.

Количество витков подбирается экспериментальным путём, (их будет немного).

Таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

Блок питания мощностью 100 Ватт.

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2 и увеличить ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

В данном электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин.

Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже.

Лучше их заменить транзисторами 13007 поз.2

с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами.

Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые токи. Можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2 ,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика ). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Изображение соединения транзистора с радиатором:

1. Винт М2 ,5.

2. Шайба М2 ,5.

3. Шайба изоляционная М2 ,5.

4. Корпус транзистора.

5. Прокладка – отрезок трубки (кембрика ).

6. Прокладка – слюда, керамика, фторопласт и т.д.

7. Радиатор охлаждения.

Внимание!

Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности !

Выпрямитель.

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодными . Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.

2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода .

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки , на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.

Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8 (Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32 (Ватт).

Обратите внимание на это, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой.

Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы нагревается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности . Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Как наладить импульсный блок питания?

Блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода , либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС , то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Как переделать преобразователь экономки в импульсный БП?

Если у вас завалялась лампа экономка с неисправной колбой, не торопитесь ее выбрасывать. Внутри цоколя у нее находится схема высокочастотного преобразователя, которая заменяет габаритный и тяжелый балластный дроссель, как в схемах подключения обычных ЛДС. На основе этого преобразователя можно изготовить импульсный блок питания ватт на 20, а при более тщательном подходе и более сотни выжать можно.

Ниже представлен один из самых распространенных вариантов схем преобразователя экономок:

Это схема энергосберегающей лампы Vitoone мощностью 25 ватт. Красным цветом на ней обозначены те элементы, которые нам не потребуются, поэтому их из схемы исключаем, а между точками А и А’ ставим перемычку. Осталось дело за малым, прикрутить на выход импульсный трансформатор и выпрямитель.

Вариант уже переделанной схемы «энергосберегайки» в импульсный блок питания приведен на рисунке ниже:

Как видно из схемы, R0 поставили в 2 раза меньшего номинала, но мощность его увеличили, С0 заменили на 100,0 mF, а на выходе добавили TV2 с выпрямителем на VD14, VD15, С9 и с10. Резистор R0 служит в качестве предохранителя и ограничителя тока зарядки при включении. Номинал емкости С0 выберите таким, чтобы он (примерно) численно был равен мощности БП, который вы делаете.

По поводу конденсатора С0: его можно «выдрать» из старого пленочного фотоаппарата типа Кодак, или любой другой пленочной мыльницы, там в схеме лампы вспышки как раз стоит такой, какой нам нужен, 100mF на 350V.

TV2 — импульсный трансформатор, от его габаритной мощности, а также от максимального допустимого тока ключевых транзисторов, зависит мощность самого блока питания. Для изготовления маломощного импульсного БП достаточно намотать на имеющийся дроссель вторичную обмотку, как показано на следующей схеме:

Чтобы запитать какое-либо низковольтное зарядное устройство или не очень мощный усилитель, намотайте витков 20 поверх имеющейся обмотки L5, этого будет достаточно.

На снимке выше представлен рабочий вариант блока питания без выпрямителя на 20 ватт. На холостом ходу частота автоколебаний 26 кГц, под нагрузкой 20W 32 кГц, трансформатор нагревается до 60 ºС, транзисторы до 42ºС.

Важно!!! На первичной обмотке при работе преобразователя присутствует сетевое напряжение, поэтому обязательно проложите слой бумажной изоляции, которая будет разделять первичную и вторичную обмотки, даже если на первичке уже имеется синтетическая защитная пленка.

Но бывает и так, что в окне имеющегося дросселя нет достаточного пространства для намотки вторичной обмотки, или в том случае, когда нам предстоит сотворить БП гораздо большей мощности, чем мощность переделываемой «энергосберегайки» — тут без применения дополнительного импульсного транса не обойтись (смотри вторую схему статьи).

Например, мы делаем импульсный БП более 100W мощности, а используем балласт от 20 ваттной лампочки. В этом случае потребуется замена VD1 — VD4 на более «токистые» диоды, а дроссель L0 мотнуть проводом потолще. При недостаточности коэффициента усиления VT1 и VT2 по току, увеличьте ток базы транзисторов путем уменьшения номиналов R5 и R6, а также увеличив мощность сопротивлений в цепях баз и эмиттеров.

При недостаточной частоте генерации увеличьте номиналы емкостей С4 и С6.

Практические испытания показали, что полумостовые импульсные БП не критичны к параметрам выходного трансформатора, потому как цепь ОС не проходит через него, поэтому допускаются погрешности расчета до 150 процентов.

Импульсный БП 100 Ватт.

Как уже писалось выше, для того чтобы получился мощный БП, наматывается дополнительный импульсный трансформатор TV2, заменяется R0, заменяется С0 на 100 mF, транзисторы 13003 желательно заменить на 13007, они рассчитаны на больший ток, и лучше поставить их на небольшие радиаторы через изолирующие прокладки (слюду например).

Разрез соединения транзисторов с радиаторами изображен на рисунке ниже:

Действующая модель импульсного БП, работающего на нагрузку 100 Вт изображена на снимке ниже:

Трансформатор намотан на кольце 2000HM, внешний диаметр 28мм, внутренний диаметр 16мм, высота кольца 9мм.
Из за недостаточности мощности нагрузочных резисторов, они помещены в блюдце с водой.
Генерация без нагрузки 29 кГц, под нагрузкой 100 Вт — 90 кГц.

По поводу выпрямителя.

Чтобы магнитопровод трансформатора TV2 не вошел в насыщение, выпрямители в полумостовых импульсных БП делайте двухполупериодными, т.е они должны быть мостовыми (1), или с нулевой точкой (2). Смотри рисунок ниже.

При мостовой схеме требуется немного меньше провода на обмотку, но при этом на VD1-VD4 рассеивается в 2 раза больше энергии. На втором фрагменте рисунка изображен вариант схемы выпрямителя с нулевой точкой, он более экономичен, но обмотки в этом случае должны быть абсолютно симметричные, иначе магнитопровод войдет в насыщение. Второй вариант используют, когда при небольшом напряжении на выходе нужно иметь значительный ток. Чтобы минимизировать потери, кремниевые диоды заменяют диодами Шоттки, на них напряжение падает меньше раза в 2 — 3.

Рассмотрим на примере:

При Р=100Вт, U=5В, TV1 со средней точкой, 100 / 5 * 0,4 = 8 , т.е. на диодах Шоттки рассеивается мощность 8 Вт.
При Р=100Вт, U=5В, TV1 с мостовым выпрямителем и обычными диодами, 100 / 5 * 0,8 * 2 = 32 , т.е. на VD1-VD4 будет рассеиваться мощность порядка 32 Вт.

Имейте это в виду, и не ищите потом половину исчезнувшей мощности.

Наладка импульсного БП.

Подключите ИБП к сети по ниже приведенной схеме (фрагмент 1). Тут HL1 будет выполнять роль балласта, имеющего нелинейную характеристику и будет защищать ваше устройство, если возникнет внештатная ситуация. Мощность HL1 должна быть примерно равна мощности того блока питания, которое вы испытываете.

Когда блок питания включен без нагрузки, или работает на малую нагрузку, нить накала HL1 имеет небольшое сопротивление, поэтому никакого влияния на работу БП не оказывает. Когда возникают какие то неполадки, токи VT1 и VT2 возрастают, лампа начинает светиться, сопротивление нити накала возрастает, тем самым уменьшая ток в цепи.

Если вы постоянно занимаетесь ремонтом и наладкой импульсных блоков питания, не лишним будет собрать специальный стенд (рисунок выше, фрагмент 2). Как видите, здесь присутствует разделительный трансформатор (гальваническая развязка между БП и бытовой сетью), а также имеется тумблер, позволяющий подавать напряжение на БП в обход лампы. Это нужно для того, чтобы испытывать преобразователь при работе на мощную нагрузку.

В качестве нагрузки можно использовать мощные стекло-керамические резисторы, обычно они зеленого цвета (смотри рисунок ниже). Красными цифрами на рисунке обозначена их мощность.

При длительных испытаниях, когда нужно проверить тепловой режим элементов схемы БП, и не достаточной мощности нагрузочных резисторов, последние можно опустить в блюдце с водой. Во время работы эквивалент нагрузки очень сильно греется, поэтому не хватайтесь за резисторы руками во избежание ожога.

Если вы все сделали аккуратно и правильно, и при этом использовали заведомо исправный балласт от энергосберегающей лампы, то и налаживать то особо нечего. Схема должна заработать сразу. Подключайте нагрузку, подавайте питание, и прикидывайте, способен ли ваш БП отдавать требуемую мощность. Следите за температурами VT1, VT2 (должна быть не выше 80-85 ºС) и выходного трансформатора (должна быть не больше 60-65 ºС).

При высоком нагреве трансформатора, увеличьте сечение провода, или намотайте трансформатор на магнитопроводе с большей габаритной мощностью, а может быть придется сделать и первое и второе.

При нагреве транзисторов — ставьте их на радиатор (через изолирующие прокладки).

Если вы изобретали маломощный ИБП, и при этом доматывали имеющийся дроссель, а он при работе греется выше допустимой нормы, попробуйте как он работает на нагрузку меньшей мощности.

Скачать программы расчета импульсных трансформаторов вы можете в статье:

Удачных переделок.

Ассортимент современных магазинов очень велик. С каждым днем появляются какие-либо новинки. Это касается и приборов для освещения, которые становятся более совершенными. Главные отличия между ними в яркости, экономических характеристиках и создание необходимого комфорта для глаз.

Большинство производителей пытались создать изделие подобное до обычной лампы накаливание, только с более усовершенствованными функциями. Которые позволят уменьшить потребность в электричестве, при этом степень их нагревания и влияние на окружающую среду. Поэтому мир увидел новый вид ламп светодиодных и энергосберегающих, которые ничем не уступают характеристикам стандартных изделий и имеют ряд преимуществ.

Многие мастера пытаются создать блок питания из . Ведь стоимость некоторых изделий существенно завышена. А для изготовления блока питания своими руками не понадобится много времени и денег.

Как из энергосберегающей лампы сделать блок питания

Импульсный блок питания из энергосберегающей лампы создать достаточно просто. Достаточно обладать базовыми знаниями, которые понадобятся нам в процессе создания данного изделия.

Для того, чтобы создать вам понадобятся такие материалы:

  • Старая лампа. Подойдет сгоревшая, нерабочая лампа.
  • Стеклотекстолит для соединения деталей. Существуют другие варианты для прикрепления светодиодов без использования пайки. Можно пользоваться любым другим известным вам вариантом.
  • Все необходимые элементы, которые есть в специальной схеме, в которых обязательно есть светодиоды. Для того, чтобы максимально сэкономить можно использовать любые подручные средства. Также покупать их лучше на рынке радиодеталей, где цены доступнее, чем в магазине.
  • Конденсаторы необходимых объемов, которые подойдут для максимального напряжения в 400 вольт.
  • Необходимое количество светодиодов.
  • Клей для фиксирования изделия.

Какая лампа нам понадобится

Блок питания из балласта энергосберегающих ламп – отличный вариант для создания дешевого и качественного освещения своими руками, без больших затрат. Таким образом можно заменить все лампы в вашем доме.

Чтобы создать БП из энергосберегающей лампы своими руками, для начала необходимо вырезать из текстолита круг по размеру изделия. Затем нужно нарисовать на этой форме круглые полоски. Для этого можно использовать любые подручное средства, которое есть у вас в хозяйстве. В этом деле важна точность и ровность линий. Ведь по этой схеме будут крепиться светодиоды. Пока изделие сохнет, можно подготовить другие необходимые детали для создания блока питания. Среди которых – пайка всех необходимых деталей, сверление отверстий с помощью дрели, которые нужны для крепления, скрепление всех элементов между собой. Крепятся все детали на специальный устойчивый к разным температурным режимам клей.

Для того, чтобы создать БП из энергосберегающей лампы вам не понадобится много времени. Сама процедура не займет больше часа. При этом вы сможете получить качественное изделия, которое поможет вам экономить на электроэнергии.

Также существует множество других способов для создания БП из энергосберегающей, которые полностью доступные и под силу практически каждому.

Блог о здоровом образе жизни. Грыжа позвоночника. Остеохондроз. Качество жизни. Красота и здоровье

Что можно сделать из перегоревшей энергосберегающей лампы. Поделки из старых лампочек. Фото поделок из лампочек

К Новому году 2020 можно смастерить своими руками прекрасную поделку в виде красивого снеговика, созданного из обычной лампочки и простых дополнительных подручных материалов. Будьте уверенны, ваши старания не останутся незамеченными, поскольку на празднике в новогоднюю ночь гости и родные непременно сразу же заметят ваши изделия, красующиеся на шикарной елке или где — нибудь в другом месте комнатного интерьера.

Для этого потребуется:

  • Лампочка;
  • Акриловая краска;
  • Кисточка;
  • Ткань;
  • Ленты;
  • Ножницы.

Ход работы:

  1. Для изготовления одного снеговика нужно взять одну лампочку и перекрасить ее в белый цвет.
  2. На ее узкой части необходимо нарисовать глаза, губы, нос и брови.
  3. Туловище игрушки, созданной своими руками на Новый год 2020, следует покрыть другим цветом краски, и это будет ее одежда.
  4. А для верха поделки нужно вырезать и сшить шапочку. Завязав ее вверху простой лентой, украшение можно повесить на елочку.

Пошаговая видео инструкция изготовления снеговика из лампочки

Новогодняя игрушка

Своими руками можно сделать прекрасную игрушку на елку из лампочки на Новый год 2020, которая будет больше похожа на покупную. Такая яркая и неповторимая поделка внесет разнообразие в вашем новогоднем декоре.

Для этого потребуется:

  • Лампочка;
  • Клей;
  • Блестки;
  • Ленты.

Ход работы:

  1. Чтобы получилась блестящая поделка из лампочки на Новый год 2020 своими руками изготовленная, необходимо взять простой материал, который станет, собственно, основой нашего творения. Еще лучше будет смотреться миниатюрная форма материала, которая обычно используется для светильников.
  2. Ее поверхность нужно смазать в клее, а затем покрыть ее блестками. Вместо них могут использоваться бусины, бисер или пайетки.
  3. Верх игрушки лучше всего украсить атласной лентой. В создании новогоднего изделия может использоваться и другая инструкция, в любом случае получается красивое нарядное украшение для елки, как на фото.

Видео: мастер класс по изготовлению елочной игрушки из лампочки своими руками

Дед Мороз из лампочки

Чтобы получился красивый Дед Мороз на Новый Год 2020, используется обычная лампочка и яркие соответствующие краски. Желательно, в этой работе пользоваться образцом, чтобы как можно лучше создать своими руками этот персонаж. Потратив свое время на изготовление данной поделки, вы получите вознаграждение в виде теплых улыбок и положительных эмоций своих детей и родных при созерцании подобного чудо — творения.

Для этого потребуется:

  • Лампочка;
  • Краски;
  • Кисточка;
  • Лента;
  • Бусины.

Ход работы:

  1. Фон игрушки может быть любой, но лучше смотрится розовый. На ее поверхности нужно нарисовать Деда Мороза с бородой и шапкой. Чтобы поделка получилась аккуратнее на Новый год 2020, желательно, срисовывать с какого — нибудь образца или как на фото.
  2. Там, где находится резьба на лампочке, лучше наклеить своими руками бусины. А наверх подвязывается ленточка. Замечательная игрушка на елку готова! Если создать целую коллекцию таких украшений, то будет еще красивее. Для детей такое занятие будет особенно интересным.

Видео: мастер класс по изготовлению Деда Мороза собственноручно

Елочки на лампочке

Для создания любой поделки своими руками требуются краски. Они задают общий фон изделию и придают красочности и живости. Так и в нашем случае, мы из обычной лампочки формируем чудесную елочную игрушку на Новый год 2020 с классным принтом в виде хвойного деревца. Кроме елочки может быть нарисован и другой рисунок, главное, чтобы он сделан был аккуратно.

Для этого потребуется:

  • Лампочка;
  • Краски;
  • Кисточка;
  • Декоративные ленты.

Ход работы:

  1. Грушевидный материал нужно перекрасить в золотистый цвет, поскольку с ним изделие выглядит намного лучше.
  2. Затем на его поверхности следует нарисовать елочку с игрушками и гирляндами. Будет красивее, если сделать это на обеих сторонах или же по всей поделке из лампочки на Новый год 2020 своими руками изготовленной.
  3. Место резьбы, желательно, украсить декоративными лентами с блестками.
  4. Наверх нужно прицепить такую же ленту и игрушка с новогодней елочкой готова!

Видео: мастер класс по изготовлению елочных игрушек

Новогодний венок

Из старых ненужных лампочек, собранных в вашем доме, получится красивый необычный венок на Новый год 2020, если разукрасить их своими руками ярко. Для этой поделки подойдут любые новогодние материалы.

Для этого потребуется:

  • Лампочки;
  • Пенопласт;
  • Клей;
  • Краски;
  • Кисточка;
  • Мишура.

Ход работы:

  1. Все лампочки нужно разукрасить и прикрепить к пенопластовой основе, которую, предварительно, вырезают своими руками в виде круга.
  2. Для украшения венка, созданного на Новый год 2020, используются мишура, дождик и т. д. Готовой изящной поделкой можно украсить любой уголок в вашем доме, в том числе и двери, окна.

Ежик из лампочки на елку

Довольно превосходной игрушкой на елку или просто декора жилища станет, безусловно, ежик, изготовленный своими руками из лампочки на Новый год 2020. Желательно, такую поделку выполнять со своими детьми, ведь такого рода сказочный персонаж приведет их в восторг и, наверняка, сподвигнет к собственным творческим работам.

Для изготовления потребуется:

  • лампочка;
  • акриловые краски коричневого, белого, черного цвета;
  • полимерная глина черного или серого цвета;
  • горячий клей;
  • кисточка;
  • веревочка;

Процесс изготовления:

  1. Берем нашу основу — лампочку и перекрашиваем ее в коричневый цвет с помощью акриловых красок.
  2. Когда изделие просохнет, изобразим на верхней части материала мордочку ежика. Для этого нам потребуется взять акриловые краски белого цвета и посредством удобной кисточки наносим небольшие кружочки, располагая их друг напротив друга, а в средину их ставим черные точки. Это будут глазки сказочного персонажа.
  3. Как на фото рисуем носик и ротик.
  4. Что касается лапок, то их нам нужно изготовить из полимерной глины черной или серой расцветки, а затем с помощью горячего клея прикрепить их к туловищу ежика.
  5. Чтобы наша поделка походила на реального сказочного персонажа с колючей спинкой, нам потребуется сформировать ее из небольшого лоскутка меха, который нам нужно насадить на клей.
  6. Если хотите, можно дополнить изделие мешочком, который держит в своих руках ежик. Не забудьте также и о веревочке, чтобы подвесить фигурку в качестве украшения. Вот так просто и красиво можно сотворить удивительную игрушку на елку из лампочки, которая будет всех восхищать на Новый год 2020.

Видео: мастер класс по изготовлению пингвиненка

Напоследок

Вот и подошла к своему завершению наша статья, которая поведала вам о том, как можно сделать поделки из лампочек на Новый год 2020 своими руками изготовленными для домашней коллекции новогодних украшений. Вы, наверное, уже убедились в том, что данный творческий процесс — это довольно увлекательное и полезное занятие, в результате которого ваш дом наполнится новыми необычайно привлекательными декоративными изделиями, излучающими позитив, красоту и волшебство. Сделать торжество оживленным и наполненным яркими красками так легко и просто, если проявить желание и разбудить личную фантазию. С праздником вас, дорогие друзья! Всех вам благ!

Перегорела лампочка? Вот досада! Но не спешите избавиться от перегоревшей лампочки, ведь ее можно использовать как декор к вашему интерьеру. И поверьте это будет маленьким шедевром сделанный своими руками, который оценят все без исключения.

Несколькими идеями поделки из старых лампочек, мы хотим рассказать прямо сейчас, а наглядно, что из этого вышло, вы можете увидеть на фотографиях, расположенных ниже.

Из старых лампочек можно сделать все что угодно: интересную игрушку неваляшку, которая украсит любой рабочий стол, красочную новогоднюю игрушку для елки, или даже целую гирлянду, состоящую из нескольких игрушек, нано-аквариум с живой рыбкой или рачками, мини-террариум с красивыми экзотическими растениями, вазочку для цветка, баночки для специй, или создать композицию икебана внутри лампы. В общем идей столько, что все и не перечислить.

Перед тем как приступить к работе, хотим вам дать несколько советов. Если вы решили сделать игрушку, то лампочку вскрывать нет необходимости. Вначале определитесь будет ли игрушка висеть или стоять на столе. Если висеть, то необходимо сделать петельку, путем сверления сквозного отверстия в цоколе лампы (перед сверлением для безопасности оденьте на руки перчатки). Смастерив петельку обезжирьте лампочку и приступайте к ее раскраске. Это можно сделать любыми аэрозольными красками, мелкие детали раскрашивайте кисточкой для акварели, а рисунок выберите какой душе угодно. Если игрушка будет стоять на столе, тогда понадобится подставка, ее можно сделать из гипса, цветного пластилина, или даже просто приклеить лампочку к кусочку плотного картона или дощечки, после чего дать хорошо высохнуть клею. Если вы задумали использовать лампочку как вазу или разместить во внутренней ее части какую-то оригинальную поделку типа икебана, то необходимо избавиться от внутренней части лампы. Это можно сделать как показано на рисунке №1. А подставку для вазы смастерите из проволоки.

Самое главное в вашем творческом процессе работы с лампочкой это не спешить, ведь работа со стеклом требует осторожности, и тогда у вас все получится. Желаем удачи и творческого вдохновения.








Старые лампы накаливания неумолимо уходят в прошлое — их с успехом заменяют энергосберегающие источники света. Кроме того, они имеют свойство довольно быстро перегорать, но совсем не обязательно сразу отправлять их на помойку, ведь поделки из лампочек своими руками подарят этим вещам вторую жизнь.

Творческие и изобретательные люди знают, что можно сделать из старых, перегоревших лампочек. Они превращают их в практичные мелочи для дома, используя их удобную сферическую форму. Давайте же рассмотрим несколько простых идей, как из, казалось бы, ненужной вещи, можно сделать интересное и красивое украшение для дома.

Милая вазочка из старой лампочки

Из старых перегоревших источников света можно сделать очень красивые миниатюрные вазочки для цветов:

  • Для начала необходимо разобрать лампочку. Для этого возьмите отвертку, плоскогубцы или перочинный нож и с помощью них удалите все элементы — изолятор, контакт и стеклянную трубочку внутри.

Важно! В принципе, разбор лампочки у вас не должен вызвать особых трудностей, но работать нужно предельно аккуратно, поскольку резкие и неосторожные действия могут безвозвратно испортить стеклянный плафон.

  • Разобранная и избавленная от внутренностей лампочка — это уже готовая вазочка. Вы можете сделать настольный вариант на подставке, или подвесной — на проволоке, террариум из мха, аэрофитов или суккулентов.

Такие вазы станут оригинальным украшением для дачи и дома.

Светильник из лампочек

Чтобы создать такую поделку из лампочек своими руками, как светильник, вам придется запастись следующим:

  1. Двадцать перегоревших экземпляров.
  2. Один работающий источник света.
  3. Оплетка и шнур.
  4. Патрон.
  5. Ножницы.
  6. Фломастер.
  7. Клей или липучка.

Последовательность изготовления светильника выглядит следующим образом:

  • Положите пять лампочек таким образом, чтобы получился равнобедренный пятиугольник.
  • В тех местах, где они соприкасаются друг с другом, пометьте их фломастером.
  • В полученных точках склейте лампочки при помощи клея или круглых липучек.
  • Продолжая точно таким же образом, склейте все перегоревшие источники света таким образом, чтобы в результате у вас получился шар.

Важно! Таким же образом можно создать и любую другую фигуру, например, куб.

  • В центр полученного плафона вставьте работающий источник света в патроне.

Важно! Есть еще один способ сделать светильник — более простой. Просто повесьте вокруг работающей лампочки много перегоревших на леске или веревке.

Мини-террариум

В старой, перегоревшей лампе накаливания можно устроить даже миниатюрный террариум. Для этого:

  • Освобожденную от внутренних деталей колбу установите на четырех силиконовых самоклеящихся подставках.
  • Заполните дно песком или мелким гравием (песок может быть цветным и уложенным слоями.

Важно! Самый простой способ, чтобы насыпать песок, — использовать трубочку.

  • Сверху на песок насыпьте небольшое количество земли, предварительно смешанной с удобрениями длительного действия.
  • Теперь при помощи пинцета посадите растения.

Важно! Для такого мини-террариума подойдут различные виды мха и суккуленты, которые мало вытягиваются в высоту.

Елочная игрушка

Очень красиво и оригинально смотрятся елочные украшения, сделанные из старых перегоревших ламп накаливания. К тому же, к процессу их изготовления вы можете подключить своих деток — им точно понравится такое занятие:

  • Сделайте милую небольшую шапочку на свой вкус, чтобы замаскировать металлический цоколь источника света.
  • Зафиксируйте шапочку на лампочке с помощью клеевого пистолета.

Важно! В качестве альтернативы вы можете использовать жгут, мишуру или ленточки.

  • Разукрасьте лампочку на свой вкус: можно нарисовать на ней симпатичную мордашку какого-то зверька или милого Деда Мороза, или оклеить ее бисером, блестками или искусственным снегом.

Видеоматериал

Создание поделок из лампочек своими руками — это очень интересное и увлекательное занятие, которое придется по душе как вам, так и вашим детям. Приложив немного фантазии и потратив совсем немного времени, вы сможете создать красивый и оригинальный декор, который украсит ваше жилище.

Энергосберегающие лампы широко применяются в быту и на производстве, со временем они приходят в негодность, а между тем многие из них после несложного ремонта можно восстановить. Если вышел из строя сам светильник, то из электронной «начинки» можно сделать довольно мощный блок питания на любое нужное напряжение.

Как выглядит блок питания из энергосберегающей лампы

В быту часто требуется компактный, но в то же время мощный низковольтный блок питания, сделать такой можно, используя вышедшую из строя энергосберегающую лампу. В лампах чаще всего выходят из строя светильники, а блок питания остается в рабочем состоянии.

Для того чтобы сделать блок питания, необходимо разобраться в принципе работы электроники, содержащейся в энергосберегающей лампе.

Достоинства импульсных блоков питания

В последние годы наметилась явная тенденция к уходу от классических трансформаторных блоков питания к импульсным. Это связано, в первую очередь, с большими недостатками трансформаторных блоков питания, таких как большая масса, малая перегрузочная способность, малый КПД.

Устранение этих недостатков в импульсных блоках питания, а также развитие элементной базы позволило широко использовать эти узлы питания для устройств с мощностью от единиц ватт до многих киловатт.

Схема блока питания

Принцип работы импульсного блока питания в энергосберегающей лампе точно такой же, как в любом другом устройстве, например, в компьютере или телевизоре.

В общих чертах работу импульсного блока питания можно описать следующим образом:

  • Переменный сетевой ток преобразуется в постоянный без изменения его напряжения, т.е. 220 В.
  • Широтно-импульсный преобразователь на транзисторах превращает постоянное напряжение в прямоугольные импульсы, с частотой от 20 до 40 кГц (в зависимости от модели лампы).
  • Это напряжение через дроссель подается на светильник.

Рассмотрим схему и порядок работы импульсного блока питания лампы (рисунок ниже) более подробно.

Схема электронного балласта энергосберегающей лампы

Сетевое напряжение поступает на мостовой выпрямитель(VD1-VD4) через ограничительный резистор R 0 небольшого сопротивления, далее выпрямленное напряжение сглаживается на фильтрующем высоковольтном конденсаторе (С 0), и через сглаживающий фильтр (L0) подается на транзисторный преобразователь.

Запуск транзисторного преобразователя происходит в тот момент, когда напряжение на конденсаторе С1 превысит порог открытия динистора VD2. Это запустит в работу генератор на транзисторах VT1 и VT2, благодаря чему возникает автогенерация на частоте около 20 кГц.

Другие элементы схемы, такие как R2, C8 и C11, играют вспомогательную роль, облегчая запуск генератора. Резисторы R7 и R8 увеличивают скорость закрытия транзисторов.

А резисторы R5 и R6 служат как ограничительные в цепях баз транзисторов, R3 и R4 предохраняют их от насыщения, а в случае пробоя играют роль предохранителей.

Диоды VD7, VD6 – защитные, хотя во многих транзисторах, предназначенных для работы в подобных устройствах, такие диоды встроены.

TV1 – трансформатор, с его обмоток TV1-1 и TV1-2, напряжение обратной связи с выхода генератора подается в базовые цепи транзисторов, создавая тем самым условия для работы генератора.

На рисунке выше красным цветом выделены детали, подлежащие удалению при переделке блока, точки А–А` нужно соединить перемычкой.

Переделка блока

Перед тем как приступить к переделке блока питания, следует определиться с тем, какую мощность тока необходимо иметь на выходе, от этого будет зависеть глубина модернизации. Так, если требуется мощность 20-30 Вт, то переделка будет минимальной и не потребует большого вмешательства в существующую схему. Если необходимо получить мощность 50 и более ватт, то модернизация потребуется более основательная.

Следует иметь в виду, что на выходе блока питания будет постоянное напряжение, а не переменное. Получить от такого блока питания переменное напряжение частотой 50 Гц невозможно.

Определяем мощность

Мощность можно вычислить по формуле:

Р – мощность, Вт;

I – сила тока, А;

U – напряжение, В.

Например, возьмем блок питания со следующими параметрами: напряжение – 12 В, сила тока – 2 А, тогда мощность будет:

С учетом перегрузки можно принять 24-26 Вт, так что для изготовления такого блока потребуется минимальное вмешательство в схему энергосберегающей лампы мощностью 25 Вт.

Новые детали

Добавление новых деталей в схему

Добавляемые детали выделены красным цветом, это:

  • диодный мост VD14-VD17;
  • два конденсатора С 9 , С 10 ;
  • дополнительная обмотка, размещенная на балластном дросселе L5, количество витков подбирается опытным путем.

Добавляемая обмотка на дроссель играет еще одну немаловажную роль разделительного трансформатора, предохраняя от попадания сетевого напряжения на выход блока питания.

Чтобы определить необходимое количество витков в добавляемой обмотке, следует проделать следующие действия:

  1. на дроссель наматывают временную обмотку, примерно 10 витков любого провода;
  2. соединяют с нагрузочным сопротивлением, мощностью не менее 30 Вт и сопротивлением примерно 5-6 Ом;
  3. включают в сеть, замеряют напряжение на нагрузочном сопротивлении;
  4. полученное значение делят на количество витков, узнают, сколько вольт приходится на 1 виток;
  5. вычисляют необходимое число витков для постоянной обмотки.

Более детальный расчет приведен ниже.

Испытательное включение переделанного блока питания

После этого легко вычислить необходимое число витков. Для этого напряжение, которое планируется получить от этого блока, делят на напряжение одного витка, получается количество витков, к полученному результату добавляют про запас примерно 5-10%.

W=U вых /U вит, где

W – количество витков;

U вых – требуемое выходное напряжение блока питания;

U вит – напряжение на один виток.

Намотка дополнительной обмотки на штатный дроссель

Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При намотке поверх нее дополнительной обмотки необходимо предусмотреть межобмоточную изоляцию, особенно если наматывается провод типа ПЭЛ, в эмалевой изоляции. Для межобмоточной изоляции можно применить ленту из политетрафторэтилена для уплотнения резьбовых соединений, которой пользуются сантехники, ее толщина всего 0,2 мм.

Мощность в таком блоке ограничена габаритной мощностью используемого трансформатора и допустимым током транзисторов.

Блок питания повышенной мощности

Для этого потребуется более сложная модернизация:

  • дополнительный трансформатор на ферритовом кольце;
  • замена транзисторов;
  • установка транзисторов на радиаторы;
  • увеличение емкости некоторых конденсаторов.

В результате такой модернизации получают блок питания мощностью до 100 Вт, при выходном напряжении 12 В. Он способен обеспечить ток 8-9 ампер. Этого достаточно для питания, например, шуруповерта средней мощности.

Схема модернизированного блока питания приведена на рисунке ниже.

Блок питания мощностью 100 Вт

Как видно на схеме, резистор R 0 заменен на более мощный (3-ваттный), его сопротивление уменьшено до 5 Ом. Его можно заменить на два 2-ваттных по 10 Ом, соединив их параллельно. Далее, С 0 – его емкость увеличена до 100 мкф, с рабочим напряжением 350 В. Если нежелательно увеличивать габариты блока питания, то можно подыскать миниатюрный конденсатор такой емкости, в частности, его можно взять из фотоаппарата-мыльницы.

Для обеспечения надежной работы блока полезно несколько уменьшить номиналы резисторов R 5 и R 6 , до 18–15 Ом, а также увеличить мощность резисторов R 7 , R 8 и R 3 , R 4 . Если частота генерации окажется невысокой, то следует увеличить номиналы конденсаторов C­ 3 и C 4 – 68n.

Самым сложным может оказаться изготовление трансформатора. Для этой цели в импульсных блоках чаще всего используют ферритовые кольца соответствующих размеров и магнитной проницаемости.

Расчет таких трансформаторов довольно сложен, но в интернете есть много программ, с помощью которых это очень легко сделать, например, «Программа расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT».

Как выглядит импульсный трансформатор

Расчет, проведенный с помощью этой программы, дал следующие результаты:

Для сердечника используется ферритовое кольцо, его внешний диаметр – 40, внутренний – 22, а толщина – 20 мм. Первичная обмотка проводом ПЭЛ – 0,85 мм 2 имеет 63 витка, а две вторичных тем же проводом – 12.

Вторичную обмотку необходимо наматывать сразу в два провода, при этом их желательно предварительно слегка скрутить между собой по всей длине, так как эти трансформаторы очень чувствительны к несимметричности обмоток. Если не соблюдать это условие, то диоды VD14 и VD15 будут нагреваться неравномерно, а это еще больше увеличит несимметричность что, в конце концов, выведет их из строя.

Зато такие трансформаторы легко прощают значительные ошибки при расчете количества витков, до 30%.

Так как эта схема изначально рассчитывалась для работы с лампой мощностью 20 Вт, то установлены транзисторы 13003. На рисунке ниже позиция (1) – транзисторы средней мощности, их следует заменить на более мощные, например, 13007, как на позиции (2). Возможно, их придется установить на металлическую пластину (радиатор), площадью около 30 см 2 .

Испытание

Пробное включение стоит проводить с соблюдением некоторых мер предосторожности, чтобы не вывести из строя блок питания:

  1. Первое пробное включение производить через лампу накаливания 100 Вт, чтобы ограничить ток на блок питания.
  2. К выходу обязательно подключить нагрузочный резистор 3-4 Ома, мощностью 50-60 Вт.
  3. Если все прошло штатно, дать поработать 5-10 мин., отключить и проверить степень нагрева трансформатора, транзисторов и диодов выпрямителя.

Если в процессе замены деталей не были допущены ошибки, блок питания должен заработать без проблем.

Если пробное включение показало работоспособность блока, остается испытать его в режиме полной нагрузки. Для этого сопротивление нагрузочного резистора уменьшить до 1,2-2 Ом и включить его в сеть напрямую без лампочки на 1-2 минуты. После чего отключить и проверить температуру транзисторов: если она превышает 60 0 С, то их придется установить на радиаторы.

Не выбрасывайте перегоревшие лампочки! Сегодня мы научимся превращать их своими руками в очень симпатичные елочные игрушки. Снеговики, деды морозы, блестящие фонарики и многое другое – мы собрали для вас лучшие идеи для вдохновения и полезные мастер-классы. Немного усилий – и у вас получится отличный набор уникальных игрушек, которые сделают вашу елочку еще красивее!

Все материалы для работы очень простые. Сам процесс тоже нетрудный: включайте рождественские песни и принимайтесь за дело, заряжаясь новогодним настроением!

Вариант первый: блестящие фонарики

Готовые игрушки будут сверкать и блестеть. Выбирайте любые цвета, смешивайте их, сочетайте между собой.

Что нам понадобится?
  • лампочки (лучше небольшие)
  • клей ПВА
  • сухие блестки
Как сделать?
  1. Лампочку нужно промазать клеем с помощью кисточки. Если у вас есть сухие красители цвета выбранных блесток, можно смешать их с клеем: в случае допуска пробелов изъянов будет не видно.
  2. Затем просто посыпаем их блестками. Держим за цоколь, насыпаем ложкой.
  3. Осталось только сделать веревочку.

Такие самодельные новогодние игрушки могут заменить любой набор!

Вариант второй: золотые и серебряные лампочки

Такие елочные игрушки смотрятся очень дорого и всегда получаются особенно красивыми.

Что нам понадобится?
  • крупные блестки
  • клей ПВА
  • краски из баллончика или акриловые краски золотого и серебряного цвета
  • лампочки стандартного размера
Как сделать?
  1. В миску наливаем клей и высыпаем в него блестки. Обмакиваем в миску лампочку и прокручиваем ее со всех сторон.
  2. Берем еще одну лампочку, держим ее за цоколь и аккуратно покрываем краской со всех сторон. Не забудьте надеть перчатки!

Готово! В этих елочных игрушках очень здорово отражаются огоньки гирлянды.

Вариант третий: лампочки в «сахарной» обсыпке

Эти новогодние игрушки так и хочется съесть! Они очень похожи на сладкие леденцы.

Что нам понадобится?
  • лампочки небольшого размера
  • акриловые краски
  • искусственный снег (готовый или самодельный)
Как сделать?
  1. Лампочку покрываем акриловыми красками и даем ей просохнуть.
  2. Затем повторяем процедуру, чтобы цвет получился насыщенным.
  3. Сверху покрываем нашу поделку искусственным снегом. Готово!

Лампочки лучше взять небольшие – к ним легко приклеить золотую ниточку, за которую можно подвесить игрушку.

Кстати, если вы делаете искусственный снег своими руками (соответствующий мастер-класс вы найдете ), покройте им и еловые веточки – так ваша елка получится заснеженной и «засахаренной».

Вариант четвертый: новогодние игрушки в пайетках

Этот способ подойдет тем, кто любит кропотливый труд.

Что нам понадобится?
  • небольшие лампочки
  • пакетик пайеток
  • дополнительные украшения в виде цветочков или звездочек
  • клей ПВА
  • пинцет
Как сделать?
  1. Лампочки можно предварительно покрасить. Аккуратно подцепляйте каждую пайетку пинцетом и обмакивайте ее в клей, а затем «усаживайте» их на лампочку по одной рядом друг с другом.
  2. Верхнюю часть поделки обмотайте ватой.

Вариант пятый: блестящий декор и атласные ленты

У вас получатся очень аккуратные новогодние игрушки из лампочек, которые будут смотреться красиво как в наборе, так и по отдельности.

Что нам понадобится?
  • лампочки разных размеров
  • акриловые краски
  • клей ПВА
  • блестки, зеркальные кусочки, звездочки и прочий декор
  • тонкие атласные ленточки
Как сделать?

Лайфхак: Если у вас нет акриловых красок, а только гуашь, акварель или другие краски – смешайте их с клеем и покрывайте лампочки смесью с помощью кисточки. Такая краска ляжет плотно.

  1. Лампочки красим акрилом.
  2. Далее с помощью пинцета и суперклея выложите декоративные элементы.
  3. Цоколь обмотайте ленточками.

Вариант шестой: елочные игрушки с камнями

Лампочку красить не будем, а декор выполним – все равно будет красиво. Этот вариант подойдет тем, у кого дома не оказалось красок.

Что нам понадобится?
  • лампочка
  • крупные стразы
  • суперклей
Как сделать?

Обратите внимание, что клей в данном случае должен быть прозрачным.

Камни можно клеить с помощью пинцета или прямо руками. При желании можно выложить причудливый узор.

В данном случае главное – не переборщить с декором, чтобы елочная игрушка получилась красивой, но не безвкусной.

Вариант седьмой: снеговики в шапочках

У вас получится очень милая елочная игрушка, которую трудно не заметить.

Что нам понадобится?
  • небольшой кусочек ткани доя шапочки
  • белая акриловая краска
  • пластилин
  • маркер
Как сделать?
  1. Лампочку выкрашиваем в белый цвет.
  2. Ткань сворачиваем конусом и приклеиваем к цоколю.
  3. Рисуем маркером нашему снеговику глаза и улыбку, отмечаем место для «морковки»
  4. Если есть готовый «нос» из пластика – клеим его на суперклей, если нет – лепим «морковку» из пластилина.
  5. Если хотите сделать снеговика-девочку, добавьте косички из пряжи.

Попробуйте смастерить разных новогодних персонажей таким же способом. На самом деле это нетрудно.

Вариант восьмой: новогодняя игрушка из ткани

Лампочка может превратиться и в шар! Нужно просто правильно ее задекорировать.

Что нам понадобится?
  • кусок красивой нарядной ткани
  • лампочка
  • атласная лента, кружевной шнурок
  • небольшие декоративные элементы: листочки, еловые веточки и т.д.
Как сделать?
  1. Оборачиваем лампочку тканью, а сверху перехватываем ее лентой (в месте, где начинается цоколь).
  2. Конструкцию лучше зафиксировать клеем.
  3. Осталось добавить декоративные элементы!

Выбирайте ткани красных, зеленых, белых, золотых и серебристых цветов. Лучше всего смотрятся бархат, фетр или плотная набивная ткань.

Вариант девятый: готовые наклейки и салфетки

Если вы когда-нибудь украшали яйца на Пасху готовыми наклейками, вы уже догадываетесь, о чем речь.

Что нам понадобится?
Как сделать?
  1. Сначала нужно выкрасить лампочку в один или несколько цветов.
  2. Если у вас есть готовые новогодние наклейки, просто красиво оформите их на стеклянной поверхности.
  3. Если у вас есть новогодние салфетки, попробуйте оформить лампочку в технике декупажа .

Таким способом можно сделать игрушки даже с очень сложными рисунками.

Вариант десятый: игрушки с красивым рисунком

Если вы умеете рисовать или готовы поработать с трафаретами , эта идея точно придется вам по вкусу.

Что нам понадобится?
  • лампочки разных размеров
  • акриловые краски
  • тонкие кисточки
  • кусочки ткани для декора
Как сделать?
  1. Выкрасите лампочку в один тон. Дайте этому слою хорошенько просохнуть и нанесите второй.
  2. Затем вооружитесь тонкой кисточкой и нанесите на поверхность рисунок. Лучше заранее «отрепетируйте» изображение на бумаге, а потом срисуйте его. Если вы не умеете рисовать, возьмите трафарет и кальку. Нанесите изображение простым карандашом, а потом покрасьте его.
  3. Вместо тонких кисточек и акриловых красок можно взять лак для ногтей (попробуйте варианты с блестками – их часто применяют для нейл-арта, а это значит, что кисточка у них тонкая) или специальные маркеры.

Не забудьте надеть на новогоднего персонажа шапочку, приклеить ему шарфик и прочие сопутствующие аксессуары. Кстати, такая лампочка-игрушка станет отличным подарком к празднику!

Выбирайте любой из десяти предложенных вариантов. Не бойтесь экспериментировать! Если работаете над декором вместе с детьми, выполняйте его на столе. Если лампочка вдруг выскользнет из рук и разобьется, осколки не улетят на пол.

Наслаждайтесь процессом, вдохновляйтесь и почувствуйте себя художником!

Просмотры: 11 662

Питание светодиодной ленты от платы энергосберегающей лампы. Импульсный блок питания от энергосберегающей лампы. Люминесцентная лампа своими руками UPS

Начать экономию энергии нужно с самого начала — с установки ламп, которые помогут экономить энергию. Но, к сожалению, срок службы такой продукции меньше, чем указывают производители на упаковке. Бывают случаи, когда срок службы таких ламп составляет около полугода. Поэтому в наше время очень актуален вопрос ремонта и переделки энергосберегающих ламп на светодиодные.

Из всего многообразия существующих систем освещения использование светодиодных ламп остается наиболее эффективным, удобным, прибыльным и экологически чистым. Поэтому они становятся все более популярными в наших современных квартирах.

Как сделать светодиод из энергосберегающей лампы

Переделать энергосберегающую лампу в светодиодную можно практически из любого варианта старой нерабочей лампы. Для этого необходимо вытащить внутренние платы преобразователя и заменить ее схемой понижения напряжений питания светодиодных элементов.Заодно выставляем ток светодиода, выставляем резистор от 100 до 200 Ом.

Для того чтобы создать энергосберегающую светодиодную лампу своими руками, для начала необходимо разобрать изделие. При разборке необходимо снять плату с преобразователями и саму лампу. Лучше всего это делать небольшой отверткой.

Чаще всего поломка энергосберегающей лампы происходит из-за ее перегорания. После разборки картридж и цоколь должны остаться.На них устанавливается собранная схема со светодиодами и отражателями. Затем к лампе крепятся светодиоды с нужным количеством.

Важно при создании светодиодного светильника в домашних условиях использовать качественные светодиодные лампы, чтобы они ярко светили и выполняли все необходимые функции.

Конечно, вы можете купить себе готовое светодиодное изделие, только их стоимость довольно высока, в отличие от стандартных ламп накаливания, люминесцентных или энергосберегающих.

Для того чтобы создать энергосберегающую светодиодную лампу своими руками потребуется:

  • Любая старая нерабочая лампа.
  • Ламинат из стекловолокна для соединения деталей. Есть и другие варианты крепления светодиодов без пайки.
  • Дополнительные элементы, находящиеся в цепи, обязательно имеющие светодиоды. Чтобы максимально сэкономить, используются все доступные средства.
  • Конденсаторы, рассчитанные на максимальное напряжение 400 вольт.
  • Необходимое количество светодиодов. Чем больше светодиодов, тем ярче будет светить лампа. В этом случае важно учитывать размер комнаты, в которой будет располагаться светильник.
  • Клей для крепления светодиодов. Светодиоды крепятся к основной лампе с помощью термостойкого клея. Все работы нужно выполнять очень аккуратно.

Чтобы сделать светодиодную лампу из энергосберегающей лампы, не нужно много времени. Все можно сделать за 30 минут. В результате вы получите яркую и экономичную лампу и сможете отремонтировать сломанное изделие, которым больше не пользуетесь. Все действия нужно выполнять аккуратно и медленно, чтобы работа была максимально качественной.

В настоящее время все большее распространение получают так называемые энергосберегающие люминесцентные лампы. В отличие от обычных люминесцентных ламп с электромагнитным балластом, в энергосберегающих лампах с электронным балластом используется специальная схема.

Благодаря этому такие лампы легко установить в патрон вместо обычных ламп накаливания со стандартным цоколем Е27 и Е14. Речь идет о бытовых люминесцентных лампах с ЭПРА, о которых и пойдет речь далее.

Отличительные особенности люминесцентных ламп от обычных ламп накаливания.

Недаром люминесцентные лампы называют энергосберегающими, так как их использование позволяет снизить потребление энергии на 20-25%. Их спектр излучения больше соответствует естественному дневному свету. В зависимости от состава используемого люминофора возможно изготовление ламп с разными оттенками люминесценции, как более теплых, так и более холодных тонов. Следует отметить, что люминесцентные лампы более долговечны, чем лампы накаливания.Конечно, очень многое зависит от качества конструкции и технологии изготовления.

Устройство компактной люминесцентной лампы (КЛЛ).

Компактная люминесцентная лампа с электронным балластом (сокращенно CFL) состоит из лампы, электронной платы и цоколя E27 (E14), на котором она устанавливается в стандартный патрон.

Внутри корпуса расположена круглая печатная плата, на которой собран высокочастотный преобразователь. Преобразователь при номинальной нагрузке имеет частоту 40-60 кГц.В результате того, что используется довольно высокое преобразование частоты, устраняется «мерцание» люминесцентных ламп с электромагнитным балластом (на основе дросселя), работающих на частоте 50 Гц. Принципиальная схема КЛЛ представлена ​​на рисунке.

Для данной принципиальной схемы собраны в основном довольно дешевые модели, например, выпускаемые под маркой Navigator и ERA … Если вы используете компактные люминесцентные лампы, то, скорее всего, они собраны по схеме ниже.Разброс значений параметров резисторов и конденсаторов, указанных на схеме, действительно существует. Это связано с тем, что для ламп разной мощности используются элементы с разными параметрами. В остальном схемотехника таких ламп мало чем отличается.

Рассмотрим подробнее назначение радиоэлементов, представленных на схеме. На транзисторах VT1 и VT2 собран высокочастотный генератор. Кремниевые высоковольтные используются в качестве транзисторов VT1 и VT2.Транзисторы серии n-p-n MJE13003 в корпусе ТО-126. Обычно на корпусе этих транзисторов указывается только цифровой индекс 13003. Также можно использовать транзисторы MPSA42 в меньшем корпусе TO-92 или аналогичные высоковольтные транзисторы.

Миниатюрный симметричный динистор DB3 ( VS1 ) служит для автозапуска преобразователя в момент подачи питания. Внешне динистор DB3 выглядит как миниатюрный диод. Схема автозапуска необходима, потому что преобразователь собран по схеме обратной связи по току и поэтому не запускается сам.В лампах малой мощности динистор может вообще отсутствовать.

Диодный мост на элементах VD1 — VD4 служит для выпрямления переменного тока. Электролитический конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Диодный мост и конденсатор С2 — это простейший сетевой выпрямитель. С конденсатора С2 на преобразователь поступает постоянное напряжение. Диодный мост может быть выполнен как на отдельных элементах (4 диода), так и может использоваться диодная сборка.

При работе преобразователь генерирует высокочастотные помехи, что нежелательно.Конденсатор С1 , дроссель (индуктор) L1 и резистор R1 предотвращают распространение высокочастотных помех по сети. В некоторых лампах видимо из экономии 🙂 вместо L1 установлена ​​проволочная перемычка. Также многие модели не имеют предохранителя. FU1 , что указано на схеме. В таких случаях отключающий резистор R1 также играет роль простейшего предохранителя. В случае неисправности электронной схемы потребляемый ток превышает определенное значение, и резистор сгорает, разрывая цепь.

Дроссель L2 обычно собирается на NS -образном ферритовом сердечнике и выглядит как миниатюрный бронированный трансформатор. На печатной плате этот дроссель занимает довольно внушительное пространство. Обмотка дросселя L2 содержит 200 — 400 витков провода диаметром 0,2 мм. Также на печатной плате можно найти трансформатор, который на схеме обозначен как T1 … Трансформатор T1 собран на кольцевой магнитопроводе с внешним диаметром около 10 мм.На трансформатор намотаны 3 обмотки монтажным или обмоточным проводом диаметром 0,3 — 0,4 мм. Количество витков каждой обмотки колеблется от 2-3 до 6-10.

Колба люминесцентной лампы имеет 4 вывода от 2 спиралей. Клеммы спиралей подключаются к электронной плате методом холодной скрутки, то есть без пайки, и навинчиваются на штыри из жесткого провода, которые впаиваются в плату. В лампах малой мощности с небольшими габаритами выводы спиралей впаиваются прямо в электронную плату.

Ремонт бытовых люминесцентных ламп с ЭПРА.

Производители компактных люминесцентных ламп заявляют, что их ресурс в несколько раз больше, чем у обычных ламп накаливания. Но, несмотря на это, бытовые люминесцентные лампы с ЭПРА выходят из строя довольно часто.

Это связано с тем, что в них используются электронные компоненты, не рассчитанные на перегрузку. Также стоит отметить высокий процент бракованной продукции и низкое качество изготовления.По сравнению с лампами накаливания стоимость люминесцентных ламп достаточно высока, поэтому ремонт таких ламп оправдан как минимум в личных целях. Практика показывает, что причиной выхода из строя в основном является неисправность электронной части (преобразователя). После несложного ремонта работоспособность КЛЛ полностью восстанавливается, что позволяет снизить денежные затраты.

Прежде чем начать рассказ о ремонте КЛЛ, коснемся темы экологии и безопасности.

Несмотря на свои положительные качества, люминесцентные лампы вредны как для окружающей среды, так и для здоровья человека.Дело в том, что в колбе присутствуют пары ртути. В случае его разрушения опасные пары ртути попадут в окружающую среду и, возможно, в организм человека. Ртуть классифицируется как вещество 1 класс опасности .

При повреждении лампочки необходимо покинуть помещение на 15-20 минут и немедленно провести принудительное проветривание помещения. Необходимо соблюдать осторожность при использовании люминесцентных ламп. Следует помнить, что соединения ртути, используемые в энергосберегающих лампах, более опасны, чем обычная металлическая ртуть.Ртуть может оставаться в организме человека и наносить вред здоровью.

Помимо этого недостатка следует отметить, что в спектре излучения люминесцентной лампы присутствует вредное ультрафиолетовое излучение. Длительное воздействие вблизи включенной люминесцентной лампы может вызвать раздражение кожи, так как она чувствительна к ультрафиолетовому свету.

Наличие в колбе высокотоксичных соединений ртути является основным мотивом защитников окружающей среды, которые призывают к сокращению производства люминесцентных ламп и переходу на более безопасные светодиодные.

Демонтаж люминесцентной лампы с ЭПРА.

Хотя компактную люминесцентную лампу легко разобрать, будьте осторожны, чтобы не сломать лампу. Как уже было сказано, внутри колбы присутствуют пары ртути, которые опасны для здоровья. К сожалению, прочность стеклянных колб невысока и оставляет желать лучшего.

Чтобы открыть корпус, в котором находится электронная схема преобразователя, необходимо разжать пластиковую защелку, удерживающую две пластмассовые части корпуса, острым предметом (узкой отверткой).

Далее следует отсоединить выводы спиралей от основной электронной схемы. Лучше делать это узкими плоскогубцами, подбирая конец выводного провода спирали и разматывая витки с штырей провода. После этого стеклянную колбу лучше поставить в надежное место, чтобы не разбить ее.

Оставшаяся электронная плата соединена двумя проводниками со второй частью корпуса, на которой монтируется стандартное основание E27 (E14).

Восстановление работоспособности ламп с ЭПРА.

При восстановлении КЛЛ первым делом необходимо проверить целостность нитей (спиралей) внутри стеклянной колбы. Целостность нитей легко проверить обычным омметром. Если сопротивление резьбы невелико (единицы Ом), значит, резьба в порядке. Если при измерении сопротивление бесконечно велико, значит, нить сгорела и колбу в этом случае использовать нельзя.

Наиболее уязвимыми компонентами электронного преобразователя по уже описанной схеме (см. Принципиальную схему) являются конденсаторы.

Если люминесцентная лампа не включается, то следует проверить конденсаторы С3, С4, С5 на пробой. При перегрузке эти конденсаторы выходят из строя, потому что приложенное напряжение превышает напряжение, на которое они рассчитаны. Если лампа не включается, но лампочка светит в районе электродов, то конденсатор С5 может сломаться.

В данном случае преобразователь исправен, но поскольку конденсатор сломан, в лампочке не происходит разряда. Конденсатор С5 входит в колебательный контур, в котором в момент пуска возникает импульс высокого напряжения, приводящий к появлению разряда. Следовательно, если конденсатор сломан, то лампа не сможет нормально переключиться в рабочий режим, а в области спиралей будет свечение, вызванное нагревом спиралей.

Холодный и горячие режим запуск люминесцентных ламп.

Есть два типа бытовых люминесцентных ламп:

Если КЛЛ загорается сразу после включения, то в нем реализован холодный пуск. Плохой этот режим тем, что в нем не подогреваются катоды лампы. Это может привести к выгоранию нитей из-за протекания импульса тока.

Горячий старт предпочтительнее для люминесцентных ламп. При горячем запуске лампа загорается плавно, в течении 1-3 секунд. В течение этих нескольких секунд нити нагреваются.Известно, что холодная нить имеет меньшее сопротивление, чем нагретая. Поэтому при холодном пуске через нить накала проходит значительный импульс тока, который в конечном итоге может привести к ее перегоранию.

Холодный запуск — это стандарт для обычных ламп накаливания, поэтому многие знают, что они перегорают при включении.

Для реализации горячего старта в ЭПРА используется следующая схема. Позистор (PTC — термистор) включен последовательно с нитями накала.На принципиальной схеме этот позистор будет подключен параллельно конденсатору С5.

В момент включения в результате резонанса на конденсаторе С5 и, следовательно, на электродах лампы требуется высокое напряжение для ее зажигания. Но в этом случае филаменты плохо нагреваются. Лампа включается мгновенно. В этом случае позистор подключается параллельно к C5. В момент пуска позистор имеет низкое сопротивление и добротность цепи L2C5 намного ниже.

В результате резонансное напряжение ниже порога воспламенения. В течение нескольких секунд позистор нагревается и его сопротивление увеличивается. При этом нити также нагреваются. Увеличивается добротность схемы и, как следствие, увеличивается напряжение на электродах. Лампа начинает плавно нагреваться. В рабочем режиме термистор PTC имеет высокое сопротивление и не влияет на рабочий режим.

Нередко этот позистор выходит из строя, и лампа просто не включается.Поэтому при ремонте балластных ламп стоит обратить на это внимание.

Довольно часто перегорает низкоомный резистор R1, который, как уже было сказано, играет роль предохранителя.

Также стоит проверить такие активные элементы, как транзисторы VT1, VT2, диоды выпрямительного моста VD1-VD4. Как правило, причиной их неисправности является электрический пробой. p-n переходов. На практике динистор VS1 и электролитический конденсатор С2 выходят из строя редко.

Несмотря на небольшие размеры энергосберегающих ламп, они содержат множество электронных компонентов.По своей конструкции это обычная трубчатая люминесцентная лампа с миниатюрной лампочкой, но только свернутая в спираль или другую пространственную компактную линию. Поэтому ее называют компактной люминесцентной лампой (КЛЛ).

И для него характерны все те же проблемы и неисправности, что и для больших трубчатых лампочек. А вот ЭПРА лампочки, которая перестала светить, скорее всего, из-за перегоревшей спирали, обычно сохраняет работоспособность. Поэтому его можно использовать для любых целей в качестве импульсного источника питания (сокращенно ИБП), но с предварительной доработкой.Об этом и пойдет речь далее. Наши читатели узнают, как сделать блок питания из энергосберегающей лампы.

В чем разница между ИБП и электронным балластом

Сразу предупредим тех, кто рассчитывает получить от КЛЛ мощный источник питания — получить большую мощность в результате простой переделки балласта невозможно. Дело в том, что в индукторах, содержащих сердечники, рабочая зона намагничивания строго ограничена конструкцией и свойствами намагничивающего напряжения.Следовательно, импульсы этого напряжения, генерируемые транзисторами, точно согласовываются и определяются элементами схемы. Но такого блока питания ЭПРА вполне достаточно для питания светодиодной ленты … Причем импульсный блок питания от энергосберегающей лампы соответствует своей мощности. И может быть до 100 Вт.

Наиболее распространенной схемой балласта КЛЛ является полумостовая (инверторная) схема. Это автогенератор на базе ТВ-трансформатора. Обмотка TV1-3 намагничивает сердечник и действует как дроссель, ограничивая ток через лампу EL3.Обмотки ТВ1-1 и ТВ1-2 обеспечивают положительную обратную связь по появлению напряжения, управляющего транзисторами VT1 ​​и VT2. На схеме красным цветом изображена колба КЛЛ с элементами, обеспечивающими ее запуск.

Пример общей схемы балласта КЛЛ

Все катушки индуктивности и емкости в цепи выбраны таким образом, чтобы получить точно измеренную мощность в лампе. Производительность транзисторов связана с его стоимостью. А поскольку радиаторов в них нет, стремиться получить от переделанного балласта значительную мощность не рекомендуется.Во вторичной обмотке трансформатора, от которой питается нагрузка, нет балласта. В этом его главное отличие от ИБП.

В чем суть реконструкции балласта

Чтобы можно было подключить нагрузку к отдельной обмотке, необходимо либо намотать ее на дроссель L5, либо использовать дополнительный трансформатор. Переоборудование балласта в ИБП предусматривает:



Для дальнейшего преобразования электронного балласта в источник питания от энергосберегающей лампы необходимо принять решение по трансформатору:

  • использовать существующий штуцер, изменив его;
  • или используйте новый трансформатор.

Дроссель трансформатор

Рассмотрим ниже оба варианта. Чтобы использовать дроссель с электронным балластом, его необходимо снять с платы, а затем разобрать. Если в нем используется W-образный сердечник, он содержит две идентичные части, которые соединяются между собой. В этом примере для этой цели используется оранжевая липкая лента. Он аккуратно снимается.


Удаление ленты, удерживающей половинки сердечника

Половинки сердечника обычно склеиваются так, чтобы между ними оставался зазор.Он служит для оптимизации намагничивания сердечника, замедления этого процесса и ограничения скорости нарастания тока. Берем наш импульсный паяльник и нагреваем сердечник. Прикрепляем к паяльнику стыками половинок.


Разобрав сердечник, получаем доступ к катушке с намотанным проводом. Не рекомендуется разматывать уже намотанную на катушку обмотку. Это изменит режим намагничивания. Если свободное место между сердечником и катушкой позволяет обернуть один слой стеклопластика для улучшения изоляции обмоток друг от друга, это нужно сделать.А затем намотайте десять витков вторичной обмотки проводом подходящей толщины. Поскольку мощность нашего блока питания будет небольшой, толстый провод не нужен. Главное, чтобы она подходила к катушке, а на нее надевались половинки сердечника.


После намотки вторичной обмотки собираем сердечник и фиксируем половинки скотчем. Предположим, что после тестирования блока питания станет понятно, какое напряжение создается одним витком. После тестирования разберем трансформатор и добавим необходимое количество витков.Обычно переделка направлена ​​на изготовление преобразователя напряжения на выход 12 В. Это дает возможность получить зарядное устройство при использовании стабилизации. На такое же напряжение можно сделать драйвер для светодиодов от энергосберегающей лампы, а также зарядить фонарик от аккумулятора.

Поскольку трансформатор нашего ИБП, скорее всего, придется доработать, впаивать его в плату не стоит. Провода, торчащие из платы, лучше припаять, и при тестировании припаять к ним выводы нашего трансформатора.Концы выводов вторичной обмотки необходимо очистить от изоляции и покрыть припоем. Затем либо на отдельной розетке, либо непосредственно на выводах намотанной обмотки необходимо собрать выпрямитель на высокочастотных диодах по мостовой схеме. Для фильтрации при измерении напряжения достаточно конденсатора 1 мкФ 50 В.



Испытания ИБП

Но перед подключением к сети 220 В необходимо последовательно с нашей колодкой подключить мощный резистор, который переделали вручную из лампы.Это мера безопасности. Если ток короткого замыкания протекает через переключающие транзисторы в источнике питания, резистор ограничивает его. В этом случае лампа накаливания на 220 В может стать очень удобным резистором. По мощности достаточно лампы 40–100 Вт. При коротком замыкании в нашем устройстве лампочка будет светиться.


Далее подключаем щупы мультиметра к выпрямителю в режиме измерения постоянного напряжения и напряжения питания 220 В в электрическую цепь с лампочкой и платой питания.Пряди и открытые токоведущие части необходимо предварительно заизолировать. Для подачи напряжения рекомендуется использовать проволочный выключатель, а лампочку поместить в литровую банку. Иногда при включении лопаются, а осколки разлетаются в стороны. Обычно тесты проходят без проблем.

Более мощный ИБП с отдельным трансформатором

Позволяют определить напряжение и необходимое количество витков. Трансформатор дорабатывается, блок проходит повторные испытания, после чего его можно использовать как компактный блок питания, который намного меньше аналога на базе обычного трансформатора со стальным сердечником 220 В.

Для увеличения мощности источника питания необходимо использовать отдельный трансформатор, сделанный таким же образом из дросселя. Его можно снять с полностью перегоревшей лампочки большей мощности вместе с полупроводниковыми балластными изделиями. В основе та же схема, отличающаяся подключением дополнительного трансформатора и некоторых других частей, показанных красными линиями.


Выпрямитель, показанный на изображении, содержит меньше диодов по сравнению с выпрямительным мостом.Но для его работы потребуется больше витков вторичной обмотки. Если они не подходят к трансформатору, необходимо использовать выпрямительный мост. Сделан более мощный трансформатор, например, для галогенов. Любой, кто использовал обычный трансформатор для системы освещения с галогенами, знает, что они питаются от довольно большого тока. Поэтому трансформатор громоздкий.

Если разместить транзисторы на радиаторах, мощность одного блока питания может быть значительно увеличена.А по весу и габаритам даже несколько таких ИБП для работы с галогенными лампами получатся меньше и легче одного трансформатора со стальным сердечником такой же мощности. Еще одним вариантом использования исправных хозяйственных балластов может стать их реконструкция под светодиодную лампу. Превратить энергосберегающую лампу в светодиодную очень просто. Лампа отключается, а вместо нее подключается диодный мост.

На выходе моста подключено определенное количество светодиодов.Их можно соединять последовательно друг с другом. Важно, чтобы ток светодиода был равен току в КЛЛ. Энергосберегающие лампочки можно считать ценным минералом в эпоху светодиодного освещения. Они могут найти применение даже по окончании срока службы. И теперь читатель знает подробности этого приложения.

Современные люминесцентные лампы — настоящая находка для экономного потребителя. Они ярко светят, служат дольше ламп накаливания и потребляют гораздо меньше энергии.На первый взгляд есть свои плюсы. Однако из-за несовершенства отечественных электросетей они исчерпывают свой ресурс намного раньше заявленных производителями сроков. И часто они даже не успевают «окупить» затраты на свое приобретение.
Но не спешите выкидывать вышедшую из строя «домработницу». Учитывая немалую первоначальную стоимость люминесцентных ламп, желательно из них «выжать» по максимуму, используя до последнего все возможные ресурсы.Ведь прямо под спиралью в ней схема компактного высокочастотного преобразователя. Для знающего человека это целый «Клондайк» всевозможных запчастей.

Лампа в разобранном виде

Общая информация

Аккумулятор

По сути, такая схема представляет собой практически готовый импульсный блок питания. В нем отсутствует развязывающий трансформатор с выпрямителем. Поэтому, если колба цела, можно попробовать разобрать корпус, не опасаясь паров ртути.
Кстати, чаще всего выходят из строя осветительные элементы лампочек: из-за перегорания ресурса, нещадной эксплуатации, слишком низких (или высоких) температур и т. Д. Внутренние платы более или менее защищены герметичным корпусом и деталями с запас прочности.
Советуем накопить определенное количество ламп перед тем, как начинать ремонтно-восстановительные работы (можно поспрашивать на работе или у знакомых — обычно таких вещей хватает везде). Не факт, что все они будут ремонтопригодными.В данном случае для нас важны характеристики балласта (т.е. платы, встроенной в лампочку).

Возможно первое время придется немного покопаться, но тогда можно за час собрать примитивный блок питания для устройств подходящей мощности.
Если вы планируете создать блок питания, выбирайте более мощные модели люминесцентных ламп, начиная с 20 Вт. Однако будут использоваться и менее яркие лампочки — их можно использовать как доноры нужных деталей.
И в результате из пары сгоревших домработниц вполне можно создать одну полноценную модель, будь то рабочая лампа, блок питания или зарядное устройство.
Чаще всего мастера-самоучки используют домашний балласт для создания блоков питания мощностью 12 Вт. Их можно подключать к современным светодиодным системам, ведь 12 В — это рабочее напряжение большинства самых распространенных бытовых приборов, включая освещение.
Эти блоки обычно прячут в мебели, поэтому внешний вид узла особого значения не имеет.И даже если внешне поделка окажется корявой — ничего страшного, главное позаботиться о максимальной электробезопасности. Для этого необходимо внимательно проверить созданную систему на работоспособность, оставив надолго работать в тестовом режиме. Если скачков напряжения и перегрева нет, значит, вы все сделали правильно.
Понятно, что жизнь обновленной лампочке сильно не продлишь — все равно ресурс рано или поздно иссякнет (сгорает люминофор и нить накала).Но согласитесь, почему бы не попробовать восстановить вышедшую из строя лампу в течение полугода-года после покупки.

Разбираем лампу

Итак, берем неработающую лампочку, находим место стыка стеклянной колбы с пластиковым корпусом. Осторожно подденьте половинки отверткой, постепенно продвигаясь по «ремню». Обычно эти два элемента соединяются пластиковыми защелками, и если вы собираетесь использовать оба компонента каким-либо другим способом, не прилагайте особого усилия — кусок пластика легко может отломиться, и герметичность корпуса лампы будет нарушена. .

Открыв корпус, осторожно отсоедините контакты, идущие от балласта к нитям накала в лампочке, так как они закрывают полный доступ к плате. Часто их просто привязывают к контактам, и если вы больше не планируете использовать вышедшую из строя лампочку, можете смело перерезать соединительные провода. В результате вы должны увидеть что-то подобное.

Разборка лампы

Понятно, что конструкции ламп у разных производителей могут отличаться «начинкой».Но общая схема и основные составляющие имеют много общего.
Тогда нужно скрупулезно осмотреть каждую деталь на предмет вздутий, поломок, убедиться, что все элементы надежно спаяны. Если какая-либо из деталей перегорела, это сразу будет видно по характерной саже на плате. В случаях, когда видимых дефектов обнаружено не было, но лампа вышла из строя, используйте тестер и «прозвоните» все элементы схемы.
Как показывает практика, чаще всего страдают резисторы, конденсаторы, динисторы из-за больших перепадов напряжения, которые с незавидной регулярностью происходят в бытовых сетях.К тому же частые щелчки переключателя крайне негативно сказываются на времени работы люминесцентных ламп.
Поэтому, чтобы как можно дольше продлить время их работы, старайтесь как можно реже включать и выключать их. Сэкономленные на электричестве копейки в конечном итоге выльются в сотни рублей на замену перегоревшей лампочки .

Лампы в разобранном виде

Если в результате первичного осмотра вы обнаружили на плате следы поджога, вздутие деталей, попробуйте заменить вышедшие из строя блоки, сняв их с других неработающих донорских ламп.После установки деталей еще раз «прозвоните» тестером все компоненты платы.
По большому счету из балласта неработающей люминесцентной лампы можно сделать импульсный блок питания с мощностью, соответствующей мощности исходной лампы. Как правило, маломощные блоки питания не требуют значительных доработок. Но над блоками большей мощности, конечно, придется попотеть.
Для этого потребуется немного расширить возможности родного дросселя, снабдив его дополнительной обмоткой.Регулировать мощность создаваемого блока питания можно за счет увеличения количества вторичных витков на дросселе. Вы хотите знать, как это сделать?

Подготовительные работы

В качестве примера ниже представлена ​​схема люминесцентной лампы Vitoone, но в принципе состав плат разных производителей не сильно отличается. В данном случае представлена ​​лампочка достаточной мощности — 25 Вт, из нее может получиться отличный зарядный блок на 12 В.

Схема лампы Vitoone 25 Вт

Сборка блока питания

Блок освещения (т.е. лампочка с нитями накаливания) отмечена на схеме красным цветом. Если в нем прогорают резьбы, то эта часть лампочки нам больше не понадобится, и мы смело можем отгрызать контакты от платы. Если до поломки лампочка все же горела, пусть и тускло, то можно потом попробовать на время реанимировать, подключив в рабочую цепь от другого изделия.
Но мы сейчас говорим не об этом. Наша цель — создать блок питания с балластом, извлеченным из лампочки.Итак, мы удаляем все, что находится между точками A и A´ на диаграмме выше.
Для блока питания малой мощности (примерно равного оригинальному для донорной лампочки) достаточно лишь небольшой переделки. Вместо выносной лампы в сборе необходимо установить перемычку. Для этого просто намотайте новый кусок проволоки на свободные штыри — в том месте, где крепятся бывшие нити накаливания энергосберегающей лампочки (или в отверстия для них).

В принципе можно попробовать немного увеличить генерируемую мощность, добавив к дросселю уже на плате дополнительную (вторичную) обмотку (обозначена на схеме как L5).Таким образом, его родная (заводская) обмотка становится первичной, а другой слой вторичной — обеспечивает такой же запас мощности. И опять же, его можно регулировать по количеству витков или толщине намотанной проволоки.

Подключение источника питания

Но, конечно, сильно увеличить начальные мощности не удастся. Все упирается в размер «рамки» вокруг ферритов — они очень ограничены, т.к. изначально предназначались для использования в компактных лампах.Часто можно нанести витки всего в один слой, для начала хватит восьми-десяти.
Постарайтесь нанести их равномерно по всей площади феррита для максимальной производительности. Такие системы очень чувствительны к качеству намотки, будут неравномерно нагреваться и со временем придут в негодность.
Рекомендуем во время работы снимать дроссель с цепи, так как иначе его будет непросто завести. Очистите его от заводского клея (смол, пленок и т. Д.). Визуально оцените состояние первичного провода, проверьте целостность феррита.Так как при их повреждении нет смысла продолжать работу с ним в дальнейшем.
Перед запуском вторичной обмотки протяните полоску бумаги или электрокартона поверх первичной обмотки, чтобы исключить возможность поломки. Скотч в этом случае не лучший вариант. лучший способ, так как со временем клей оказывается на проводах и приводит к коррозии.
Схема доработанной платы от лампочки будет выглядеть так

Схема доработанной платы от лампочки

Многие не понаслышке знают, что сделать обмотку трансформатора своими руками — это все же удовольствие.Это скорее занятие для усидчивых. В зависимости от количества слоев это может занять от пары часов до целого вечера.
Из-за ограниченного пространства дроссельного окна мы рекомендуем использовать лакированный медный кабель с поперечным сечением 0,5 мм для создания вторичной обмотки. Ведь у проводов в изоляции просто не хватит места для намотки сколько-нибудь значительного количества витков.
Если вы решили снять изоляцию с имеющегося у вас провода, не используйте острый нож, потому что после нарушения целостности внешнего слоя обмотки можно только надеяться на надежность такой системы.

Кардинальные преобразования

В идеале для вторичной обмотки нужно брать такой же тип провода, что и в исходном заводском исполнении. Но часто «окно» магнитоприемника индуктора настолько узкое, что невозможно даже намотать один полный слой. А также обязательно учитывать толщину прокладки между первичной и вторичной обмотками.
В результате будет невозможно радикально изменить выходную мощность цепи лампы без изменения состава компонентов платы.К тому же, как бы аккуратно вы ни выполняли намотку, все равно не получится сделать ее так качественно, как в моделях заводского изготовления. И в этом случае проще потом собрать импульсный блок с нуля, чем переделать «добро», полученное бесплатно из лампочки.
Поэтому готовый трансформатор с необходимыми параметрами рациональнее искать при демонтаже старой компьютерной или теле- и радиотехники. Он выглядит намного компактнее, чем «самодельный».И его запас прочности несравненен.

Трансформатор

И не нужно ломать голову над подсчетом количества витков, чтобы получить желаемую мощность. Припаял к схеме — готово!
Следовательно, если мощности блока питания нужно больше, скажем, около 100 Вт, то действовать придется кардинально. И только те запчасти, которые есть в лампах, незаменимы. Так что если вы хотите еще больше увеличить мощность блока питания, вам необходимо распаять и снять с платы родной дроссель (обозначен на схеме ниже как L5).

Подробная схема ИБП

Подключенный трансформатор

Затем на участке между прежним местом дросселя и реактивной средней точкой (на схеме этот участок находится между разделительными конденсаторами С4 и С6) подключается новый мощный трансформатор (обозначен как TV2). К нему при необходимости подключается выходной выпрямитель, состоящий из пары соединительных диодов (на схеме они обозначены как VD14 и VD15). Не помешает по ходу заменить диоды на входном выпрямителе на более мощные (на схеме это VD1-VD4).
Не забудьте также установить конденсатор большего размера (на схеме обозначен как C0). Подбирать его следует из расчета 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. В нашем случае был взят конденсатор емкостью 100 мФ.
В результате мы получаем полноценный импульсный блок питания от энергосберегающей лампы. Собранная схема будет выглядеть примерно так.

Пробный пуск

Пробный пуск

Подключенный к цепи, он служит чем-то вроде предохранителя стабилизатора и защищает устройство при падении тока и напряжения.Если все хорошо, лампа особо не влияет на работу платы (из-за низкого сопротивления).
Но при скачках больших токов сопротивление лампы увеличивается, нивелируя негативное влияние на электронные компоненты схемы. И даже если лампа внезапно перегорит, ей будет не так жалко, как самодельный импульсный блок, над которым вы корпели несколько часов.
Самая простая схема тестовой цепочки выглядит так.

Запустив систему, наблюдайте, как изменяется температура трансформатора (или дросселя, намотанного «вторичной обмоткой»).В том случае, если он начинает сильно нагреваться (до 60 ° С), обесточьте схему и попробуйте заменить обмоточные провода на аналог с большим сечением, либо увеличьте количество витков. То же касается и температуры нагрева транзисторов. При ее значительном росте (до 80 ° С) каждый из них следует оборудовать специальным радиатором.
Вот и все. Напоследок напоминаем вам соблюдать правила безопасности, так как выходное напряжение очень высокое. Кроме того, компоненты платы могут сильно нагреваться, никак не меняя своего внешнего вида.

Также мы не рекомендуем использовать такие импульсные блоки при создании зарядных устройств для современных гаджетов с тонкой электроникой (смартфоны, электронные часы, планшеты и т. Д.). Зачем так рисковать? Никто не может гарантировать, что «самоделка» будет стабильно работать и не испортит дорогостоящее устройство. Тем более, что подходящих товаров (то есть готовых зарядных устройств) на рынке более чем достаточно, и стоят они довольно недорого.
Такой самодельный блок питания можно безбоязненно использовать для подключения лампочек разного типа, для питания светодиодных лент, простых электроприборов, не столь чувствительных к скачкам тока (напряжения).

Надеемся, вам удалось усвоить весь вышеперечисленный материал. Возможно, он вдохновит вас попробовать создать что-то подобное самостоятельно. Даже если первый блок питания, который вы сделаете из платы лампочки, на первых порах не будет реально работающей системой, но вы приобретете базовые навыки. А главное — азарт и тяга к творчеству! А там, видите, получится из подручных материалов сделать полноценный блок питания для очень популярных сегодня светодиодных лент. Удачи!

«Ангельские глазки» для машины своими руками Как сделать самодельный светильник из тросиков Устройство и регулировка диммирования светодиодных лент

Не так давно спрос на энергосберегающие лампы был огромным, но срок их службы, несмотря на обещания производителей, оказался не более полугода, а цена в 10 раз больше, чем лампы накаливания.Поэтому, если у вас есть нерабочие энергосберегающие лампы, вы можете переделать их в светодиодные лампы своими руками. Переделать энергосберегающую лампу в светодиодную — не такая уж сложная задача, в этой статье подробно описан процесс преобразования и схема.



Сначала необходимо снять внутреннюю плату преобразователя с энергосберегающей лампы и заменить ее схемой понижения напряжения для питания светодиодов. Ток питания светодиодов устанавливается резистором 100-200 Ом, в пределах 20-50 мА.


Итак, разбираем лампу, снимая плату преобразователя и стеклянную колбу (как правило, быстрее всего перегорает именно она). Остается картридж с вместительным основанием. Туда поместим собранную схему со светодиодами и отражателем.




Светодиоды

, конечно, не дадут такой яркости, как люминесцентная лампа, но если вы купите хорошие, то яркость 6 штук будет на довольно приличном уровне.Яркие светодиоды также можно заказать на Алиэкспресс, так как их там много и стоят не так дорого.

Конечно, можно просто купить светодиодную лампу, но гораздо интереснее сделать ее самому, при этом получая удовольствие от процесса и проводя время с пользой.

Facebook

Твиттер

В контакте с

Google+

Инструкции

Электроэнергия и мощность — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Выразить электрическую мощность через напряжение и ток
  • Опишите мощность, рассеиваемую резистором в электрической цепи
  • Рассчитать энергоэффективность и рентабельность приборов и оборудования

В электрической цепи электрическая энергия непрерывно преобразуется в другие формы энергии.Например, когда в проводнике течет ток, электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию внутри проводника. Электрическое поле, создаваемое источником напряжения, ускоряет свободные электроны, увеличивая их кинетическую энергию на короткое время. Эта увеличенная кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию в результате столкновений с ионами решетчатой ​​структуры проводника. В работе «Работа и кинетическая энергия» мы определили мощность как скорость, с которой работа выполняется силой, измеряемой в ваттах.Мощность также можно определить как скорость передачи энергии. В этом разделе мы обсуждаем скорость передачи энергии или мощности в электрической цепи.

Мощность в электрических цепях

Мощность ассоциируется у многих с электричеством. На ум могут прийти линии электропередач. Мы также думаем о лампочках с точки зрения их номинальной мощности в ваттах. Как называется электроэнергия?

Сравним лампочку на 25 Вт с лампой на 60 Вт ((Рисунок) (а)).Лампа на 60 Вт светится ярче, чем лампа на 25 Вт. Хотя это не показано, лампа мощностью 60 Вт также теплее, чем лампа мощностью 25 Вт. Тепло и свет производятся путем преобразования электрической энергии. Кинетическая энергия, теряемая электронами при столкновениях, преобразуется во внутреннюю энергию проводника и излучения. Как напряжение, ток и сопротивление связаны с электроэнергией?

(a) На фото выше две лампы накаливания: лампа мощностью 25 Вт (слева) и лампа мощностью 60 Вт (справа).Лампа мощностью 60 Вт обеспечивает более интенсивный свет, чем лампа мощностью 25 Вт. Электрическая энергия, подаваемая в лампочки, преобразуется в тепло и свет. (b) Эта компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) излучает такой же свет, что и лампа мощностью 60 Вт, но при входной мощности от 1/4 до 1/10. (кредит А: модификация работ «Dickbauch» / Wikimedia Commons и Грега Вестфолла; кредит b: модификация работ «dbgg1979» / Flickr)

Чтобы рассчитать электрическую мощность, рассмотрите разницу напряжений на материале ((рисунок)).Электрический потенциал выше, чем электрический потенциал при, а разность напряжений отрицательна. Как обсуждалось в разделе «Электрический потенциал», между двумя потенциалами существует электрическое поле, которое указывает от более высокого потенциала к более низкому. Напомним, что электрический потенциал определяется как потенциальная энергия на заряд, и заряд теряет потенциальную энергию, перемещаясь через разность потенциалов.

Когда есть разность потенциалов в проводнике, присутствует электрическое поле, которое указывает в направлении от более высокого потенциала к более низкому потенциалу.

Если заряд положительный, на него действует сила электрического поля. Эта сила необходима, чтобы заряд двигался. Эта сила не ускоряет заряд на всем расстоянии из-за взаимодействия заряда с атомами и свободными электронами в материале. Скорость и, следовательно, кинетическая энергия заряда не увеличиваются в течение всего пути, и заряд, проходящий через область, имеет ту же скорость дрейфа, что и заряд, проходящий через область.Однако с зарядом работает электрическое поле, которое изменяет потенциальную энергию. Поскольку изменение разности электрических потенциалов отрицательное, электрическое поле оказывается равным

.

Работа, совершаемая над зарядом, равна произведению электрической силы на длину приложения силы,

Заряд движется с дрейфовой скоростью, поэтому работа, выполняемая над зарядом, приводит к потере потенциальной энергии, но средняя кинетическая энергия остается постоянной. Потерянная электрическая потенциальная энергия проявляется в материале как тепловая энергия.В микроскопическом масштабе передача энергии происходит из-за столкновений между зарядом и молекулами материала, что приводит к повышению температуры в материале. Потеря потенциальной энергии приводит к повышению температуры материала, которая рассеивается в виде излучения. В резисторе он рассеивается в виде тепла, а в лампочке — в виде тепла и света.

Мощность, рассеиваемая материалом в виде тепла и света, равна скорости изменения работы во времени:

При использовании резистора падение напряжения на резисторе отводится в виде тепла.Закон Ома гласит, что напряжение на резисторе равно току, умноженному на сопротивление. Таким образом, мощность, рассеиваемая резистором, равна

.

Если резистор подключен к батарее, мощность, рассеиваемая в виде излучаемой энергии проводами и резистором, равна. Мощность, подаваемая от батареи, равна току, умноженному на напряжение.

Электроэнергетика

Электроэнергия, полученная или потерянная каким-либо устройством, имеет вид

.

Мощность, рассеиваемая резистором, имеет вид

.

Различные идеи можно получить из трех различных выражений для электроэнергии.Например, подразумевается, что чем ниже сопротивление, подключенное к данному источнику напряжения, тем больше выдается мощность. Кроме того, поскольку напряжение возведено в квадрат, эффект от приложения более высокого напряжения, возможно, больше, чем ожидалось. Таким образом, когда напряжение увеличивается вдвое до лампочки мощностью 25 Вт, ее мощность увеличивается почти в четыре раза и составляет примерно 100 Вт, что приводит к ее перегоранию. Если бы сопротивление лампы оставалось постоянным, ее мощность была бы ровно 100 Вт, но при более высокой температуре ее сопротивление также будет выше.

Проверьте свое понимание Электродвигатели имеют достаточно высокий КПД.Двигатель мощностью 100 л.с. может иметь КПД 90%, а двигатель мощностью 1 л.с. может иметь КПД 80%. Почему важно использовать высокопроизводительные двигатели?

Несмотря на то, что электродвигатели имеют высокий КПД, 10–20% потребляемой мощности тратится впустую, а не используется для выполнения полезной работы. Большая часть 10–20% потерянной мощности передается в тепло, рассеиваемое медными проводами, используемыми для изготовления катушек двигателя. Это тепло увеличивает тепло окружающей среды и увеличивает потребность электростанций, обеспечивающих электроэнергию.Спрос на электростанцию ​​может привести к увеличению выбросов парниковых газов, особенно если электростанция использует уголь или газ в качестве топлива.

Предохранитель

А ((Рисунок)) — это устройство, которое защищает цепь от слишком высоких токов. Предохранитель — это, по сути, короткий отрезок провода между двумя контактами. Как мы видели, когда ток проходит по проводнику, кинетическая энергия носителей заряда преобразуется в тепловую энергию в проводнике. Кусок проволоки в предохранителе находится под напряжением и имеет низкую температуру плавления.Проволока рассчитана на нагрев и разрыв при номинальном токе. Предохранитель поврежден и подлежит замене, но он защищает остальную цепь. Предохранители срабатывают быстро, но есть небольшая задержка по времени, пока провод нагревается и обрывается.

Предохранитель

А представляет собой кусок провода между двумя контактами. Когда через провод проходит ток, превышающий номинальный, провод плавится, разрывая соединение. На фото — «перегоревший» предохранитель в месте обрыва провода, защищающего цепь (кредит: модификация работы «Шардайы» / Flickr).

Автоматические выключатели также рассчитаны на максимальный ток и разомкнуты для защиты цепи, но могут быть сброшены. Автоматические выключатели реагируют намного быстрее. Работа автоматических выключателей выходит за рамки этой главы и будет обсуждаться в следующих главах. Еще один метод защиты оборудования и людей — прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI), который широко используется в ванных комнатах и ​​кухнях. Торговые точки GFCI очень быстро реагируют на изменения тока. Эти выходы открываются при изменении магнитного поля, создаваемого токоведущими проводниками, что также выходит за рамки данной главы и рассматривается в следующей главе.

Стоимость электроэнергии

Чем больше электроприборов вы используете и чем дольше они остаются включенными, тем выше ваш счет за электроэнергию. Этот знакомый факт основан на соотношении энергии и мощности. Вы платите за использованную энергию. Поскольку мы видим, что

— это энергия, используемая устройством, использующим мощность P в течение интервала времени t . Если мощность доставляется с постоянной скоростью, то значение энергии можно определить по. Например, чем больше горело лампочек, тем больше использовалось P ; чем дольше они работают, тем больше т .

Единица измерения энергии в счетах за электричество — киловатт-час, что соответствует соотношению. Стоимость эксплуатации электроприборов легко оценить, если у вас есть некоторое представление об их потребляемой мощности в ваттах или киловаттах, времени их работы в часах и стоимости киловатт-часа для вашей электросети. Киловатт-часы, как и все другие специализированные единицы энергии, такие как пищевые калории, можно преобразовать в джоули. Вы можете себе это доказать.

Потребляемая электрическая энергия ( E ) может быть уменьшена либо за счет сокращения времени использования, либо за счет снижения энергопотребления этого прибора или приспособления.Это не только снижает стоимость, но и снижает воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения — один из самых быстрых способов снизить потребление электроэнергии в доме или на работе. Около 20% энергии, потребляемой в доме, идет на освещение, а для коммерческих предприятий это число приближается к 40%. Флуоресцентные лампы примерно в четыре раза эффективнее ламп накаливания — это верно как для длинных ламп, так и для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). (См. (Рисунок) (b).) Таким образом, лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить на КЛЛ мощностью 15 Вт, которая имеет такую ​​же яркость и цвет.КЛЛ имеют изогнутую трубку внутри шара или спиралевидную трубку, все они подключены к стандартному привинчиваемому основанию, которое подходит для стандартных розеток лампы накаливания. (В последние годы были решены исходные проблемы с цветом, мерцанием, формой и высокими начальными инвестициями для КЛЛ.)

Теплопередача от этих КЛЛ меньше, и они служат до 10 раз дольше, чем лампы накаливания. В следующем примере рассматривается важность инвестиций в такие лампы. Новые белые светодиодные лампы (которые представляют собой группы небольших светодиодных лампочек) еще более эффективны (в два раза больше, чем у КЛЛ) и служат в пять раз дольше, чем КЛЛ.

Расчет рентабельности светодиодной лампы Типичной заменой лампы накаливания мощностью 100 Вт является светодиодная лампа мощностью 20 Вт. Светодиодная лампа мощностью 20 Вт может обеспечивать такое же количество света, как и лампа накаливания мощностью 100 Вт. Какова экономия затрат на использование светодиодной лампы вместо лампы накаливания в течение одного года, если предположить, что 0,10 за киловатт-час — это средний тариф на электроэнергию, взимаемый энергетической компанией? Предположим, что лампочка включена на три часа в день.

Стратегия

(a) Рассчитайте энергию, используемую в течение года для каждой лампочки, используя.

(б) Умножьте энергию на стоимость.

Решение

  1. Рассчитайте мощность для каждой лампочки.
  2. Рассчитайте стоимость для каждого.

Значение Светодиодная лампа потребляет на 80% меньше энергии, чем лампа накаливания, экономя 8,76 евро по сравнению с лампой накаливания в течение одного года. Светодиодная лампа может стоить 20 фунтов стерлингов, а лампа накаливания мощностью 100 Вт может стоить 0,75 фунтов стерлингов, что необходимо учитывать при расчетах. Типичный срок службы лампы накаливания составляет 1200 часов, а светодиодной лампы — 50 000 часов.Лампа накаливания прослужит 1,08 года при 3 часах в день, а светодиодная лампа — 45,66 года. Первоначальная стоимость светодиодной лампы высока, но стоимость для домовладельца составит 0,69 евро за лампы накаливания против 0,44 евро за светодиодные лампы в год. (Обратите внимание, что светодиодные лампы дешевеют.) Экономия затрат в год составляет примерно 8,50 фунтов стерлингов, и это только для одной лампы.

Проверьте свое понимание Является ли эффективность различных лампочек единственным соображением при сравнении различных лампочек?

Нет, эффективность — очень важный фактор для лампочек, но есть много других соображений.Как упоминалось выше, важными факторами являются стоимость лампочек и срок их службы. Например, лампы CFL содержат ртуть, нейротоксин, и их необходимо утилизировать как опасные отходы. При замене ламп накаливания, которые управляются диммером на светодиоды, может потребоваться замена диммера. Диммерные переключатели для светодиодных фонарей сопоставимы по цене с переключателями ламп накаливания, но это начальная стоимость, которую следует учитывать. Также следует учитывать спектр света, но существует широкий диапазон цветовых температур, поэтому вы сможете найти тот, который соответствует вашим потребностям.Ни одно из этих упомянутых соображений не предназначено для того, чтобы препятствовать использованию светодиодных или CFL лампочек, но они являются соображениями.

Замена ламп накаливания на КЛЛ или светодиодные лампы — простой способ снизить потребление энергии в домах и на коммерческих объектах. Лампы CFL работают с совершенно другим механизмом, чем лампы накаливания. Механизм сложен и выходит за рамки этой главы, но здесь приводится очень общее описание механизма. Лампы CFL содержат пары аргона и ртути, заключенные в трубку спиральной формы.В лампах CFL используется «балласт», который увеличивает напряжение, используемое лампой CFL. Балласт производит электрический ток, который проходит через газовую смесь и возбуждает молекулы газа. Возбужденные молекулы газа излучают ультрафиолетовый (УФ) свет, который, в свою очередь, стимулирует флуоресцентное покрытие внутри трубки. Это покрытие флуоресцирует в видимом спектре, излучая видимый свет. Традиционные люминесцентные лампы и лампы CFL имели короткую временную задержку до нескольких секунд, пока смесь «нагревалась» и молекулы переходили в возбужденное состояние.Следует отметить, что эти лампы содержат ртуть, которая ядовита, но если лампа сломана, ртуть никогда не выделяется. Даже если колба сломана, ртуть имеет тенденцию оставаться во флуоресцентном покрытии. Количество также довольно невелико, и преимущество экономии энергии может перевесить недостаток использования ртути.

Лампы CFL заменяются на светодиодные, где LED означает «светоизлучающий диод». Диод был кратко обсужден как неомический прибор, сделанный из полупроводникового материала, который позволяет току течь в одном направлении.Светодиоды — это особый тип диодов, изготовленных из полупроводниковых материалов, наполненных примесями в комбинациях и концентрациях, которые позволяют преобразовывать дополнительную энергию движения электронов во время электрического возбуждения в видимый свет. Полупроводниковые устройства будут объяснены более подробно в Физике конденсированного состояния.

Коммерческие светодиоды быстро становятся стандартом для коммерческого и жилого освещения, заменяя лампы накаливания и КЛЛ. Они предназначены для работы в видимой области спектра и изготовлены из галлия, легированного атомами мышьяка и фосфора.Цвет, излучаемый светодиодом, зависит от материалов, используемых в полупроводнике, и от силы тока. В первые годы развития светодиодов маленькие светодиоды на печатных платах были красного, зеленого и желтого цветов, но теперь светодиодные лампочки можно запрограммировать на получение миллионов цветов света, а также множества различных оттенков белого света.

Сравнение ламп накаливания, КЛЛ и светодиодных ламп

Экономия энергии может быть значительной при замене лампы накаливания или лампы CFL на светодиодную.Лампочки оцениваются по количеству энергии, потребляемой лампочкой, а количество светового потока измеряется в люменах. Люмен (лм) — это производная от системы СИ единица светового потока и мера общего количества видимого света, излучаемого источником. Лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить лампой CFL мощностью 13–15 Вт или светодиодной лампой мощностью 6–8 Вт, все три из которых имеют световой поток примерно 800 лм. Таблица светоотдачи для некоторых обычно используемых лампочек представлена ​​на (Рисунок).

Срок службы лампочек трех типов значительно различается.Срок службы светодиодной лампы составляет 50 000 часов, у CFL — 8 000 часов, а лампы накаливания — всего 1200 часов. Светодиодная лампа является самой прочной, легко выдерживает грубое обращение, такое как сотрясение и удары. Лампа накаливания плохо переносит такое же обращение, поскольку нить накаливания и стекло могут легко сломаться. Лампа CFL также менее долговечна, чем светодиодная лампа, из-за своей стеклянной конструкции. Количество выделяемого тепла составляет 3,4 БТЕ / ч для светодиодной лампы мощностью 8 Вт, 85 БТЕ / ч для лампы накаливания мощностью 60 Вт и 30 БТЕ / ч для лампы КЛЛ.Как упоминалось ранее, основным недостатком лампы CFL является то, что она содержит ртуть, нейротоксин, и ее необходимо утилизировать как опасные отходы. Из этих данных легко понять, почему светодиодные лампы быстро становятся стандартом в освещении.

Световой поток светодиодных ламп, ламп накаливания и КЛЛ
Световой поток
(люмен)
Светодиодные лампы
(Вт)
Лампы накаливания
(Вт)
Лампочка CFL
(Вт)
450 4−5 40 9−13
800 6-8 60 13−15
1100 9−13 75 18-25
1600 16-20 100 23-30
2600 25−28 150 30-55

Сводка отношений

В этой главе мы обсудили взаимосвязь между напряжением, током, сопротивлением и мощностью.(Рисунок) показывает сводку соотношений между этими измеряемыми величинами для омических устройств. (Вспомните, что омические устройства подчиняются закону Ома.) Например, если вам нужно рассчитать мощность, используйте розовую секцию, которая показывает, и.

Этот кружок показывает сводку уравнений для отношений между мощностью, током, напряжением и сопротивлением.

Какое уравнение вы используете, зависит от того, какие значения вам даны или вы измеряете. Например, если вам заданы ток и сопротивление, используйте.Хотя все возможные комбинации могут показаться подавляющими, не забывайте, что все они представляют собой комбинации всего двух уравнений, закона Ома и степени.

Сводка

  • Электрическая мощность — это скорость, с которой электрическая энергия подается в цепь или потребляется нагрузкой.
  • Мощность, рассеиваемая резистором, зависит от квадрата тока через резистор и равна.
  • Единицей измерения электрической энергии в системе СИ является ватт, а единицей СИ электрической энергии — джоуль.Другой распространенной единицей измерения электроэнергии, используемой энергокомпаниями, является киловатт-час (кВт · ч).
  • Общее количество энергии, израсходованной за интервал времени, можно найти с помощью.

Концептуальные вопросы

Обычные бытовые приборы рассчитаны на 110 В, но энергетические компании выдают напряжение в диапазоне киловольт, а затем понижают напряжение с помощью трансформаторов до 110 В для использования в домах. В следующих главах вы узнаете, что трансформаторы состоят из множества витков проволоки, которые нагреваются при прохождении через них тока, тратя часть энергии, которая выделяется в виде тепла.Звучит неэффективно. Почему энергокомпании транспортируют электроэнергию этим методом?

Несмотря на то, что проводники имеют низкое сопротивление, линии энергокомпании могут достигать нескольких километров. Использование высокого напряжения снижает ток, необходимый для обеспечения потребности в мощности, и это снижает потери в линии.

В счете за электроэнергию указано потребление в киловатт-часах (кВт-ч). Отражает ли это устройство количество заряда, тока, напряжения, мощности или энергии, которые вы покупаете?

Резистор может перегреться, возможно, до того, что резистор возгорится.В цепи обычно добавляются предохранители, чтобы предотвратить такие несчастные случаи.

Погружной нагреватель — это небольшой прибор, используемый для нагрева чашки воды для чая путем пропускания тока через резистор. Если напряжение, подаваемое на прибор, увеличится вдвое, изменится ли время, необходимое для нагрева воды? На сколько? Это хорошая идея?

Проблемы

Какое максимальное напряжение может быть приложено к резистору номиналом?

Разрабатывается нагреватель, который использует катушку из нихромовой проволоки 14-го калибра для выработки 300 Вт при напряжении.Как долго инженер должен делать провод?

,

Альтернативой лампам КЛЛ и лампам накаливания являются светодиодные лампы. Лампу накаливания мощностью 100 Вт можно заменить светодиодной лампой мощностью 16 Вт. Оба излучают 1600 люмен света. Если предположить, что стоимость электроэнергии составляет 0,10 фунтов стерлингов за киловатт-час, сколько будет стоить эксплуатация лампы в течение одного года, если она будет работать четыре часа в день?

Мощность, рассеиваемая резистором с сопротивлением. Что такое ток и падение напряжения на резисторе?

Опаздывая на самолет, водитель случайно оставляет включенными фары, припарковав автомобиль на стоянке аэропорта.Во время взлета водитель понимает ошибку. Только что заменив аккумулятор, водитель знает, что это автомобильный аккумулятор на 12 В с номиналом 100. Водитель, зная, что с этим ничего нельзя поделать, оценивает, как долго будут гореть фары, предполагая, что есть две фары на 12 В, каждая с номинальной мощностью 40 Вт. Что сделал водитель?

Студенту-физику предоставляется одноместная комната в общежитии. У ученика есть небольшой холодильник, который работает с током 3,00 А и напряжением 110 В, лампа с лампочкой мощностью 100 Вт, верхний свет с лампой мощностью 60 Вт и различные другие небольшие устройства, в сумме составляющие до трех. .00 Вт. (A) Предполагая, что электростанция, которая поставляет электричество 110 В в общежитие, находится в 10 км, а в двух алюминиевых передающих кабелях используется провод 0-го калибра диаметром 8,252 мм, оцените процентную долю от общей мощности, поставляемой энергокомпания, потерянная при передаче. (б) Каков будет результат, если энергокомпания будет поставлять электроэнергию напряжением 110 кВ?

а.
г.

 *** QuickLaTeX не может составить формулу:
\ begin {array} {c} P = 493 \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {W} \ hfill \\ I = 0.0045 \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {A} \ hfill \\ R = 9.91 \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {Ω} \ phantom {\ rule { 0.2em} {0ex}} \ hfill \\ {P} _ {\ text {loss}} = 201 \ mu \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {W} \ hfill \\ \ text {%} \ text {loss} = 0,00004 \ text {%} \ hfill \ end {array}

*** Сообщение об ошибке:
Ошибка ввода пакета: символ Юникода Ω (U + 03A9)
начальный текст: ... R = 9.91 \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {Ω}
Файл завершился при сканировании использования \ text @.
Экстренная остановка.

 

А 0,50 Вт, резистор пропускает максимально возможный ток без повреждения резистора.Если бы ток был уменьшен вдвое, какая была бы потребляемая мощность?

Глоссарий

электрическая мощность
временная скорость изменения энергии в электрической цепи

Покупка энергоэффективных лампочек | Министерство энергетики

Коррелированная цветовая температура

Цвет света, создаваемого искусственными источниками, варьируется от желтоватого (т. Е. Теплого) белого до голубоватого (т. Е. Холодного) белого. Этот цвет влияет на внешний вид или настроение помещений, в которых используются источники искусственного света.Коррелированная цветовая температура (CCT) — это характеристика внешнего вида света, излучаемого лампой, связанная с цветом света от эталонного источника при нагревании до определенной температуры, измеряемая в градусах Кельвина (K). Центр исследований освещения предлагает дополнительную информацию о CCT. Общие CCT и их эффекты показаны в Таблице 3.

Таблица 3. Типичные коррелированные цветовые температуры лампочек
Цветовая температура Кельвин Настроение и эффект Приложения
теплый 2,700 Товарищеское, личное Дома, библиотеки, рестораны
Мягкий 3 000 Тепло, приятно Дома, вестибюли, рестораны
нейтраль 3,500 Дружелюбный, гостеприимный Кабинеты руководителей, приемные
Холодный 4 100 Аккуратный, чистый, эффективный Офисы, учебные аудитории, выставочные залы

Lightopedia.com предлагает больше информации о характеристиках света. Большинство ламп накаливания излучают теплый свет с цветовой температурой около 2700 К, что хорошо сочетается с деревянной отделкой, мебелью и тканями, используемыми в домах. В офисах люминесцентные лампы, излучающие холодный чистый свет с CCT около 4100 К, являются основным источником освещения.

При замене источников света убедитесь, что вы покупаете продукты с такими же CCT, как те, которые использовались ранее. Кардинальное изменение CCT (например,, от 2700 K до 4100 K) заметна и может вызвать недовольство жильцов.

Индекс цветопередачи

Восприятие цвета объекта зависит от источника света. Чтобы обозначить это, источники света оцениваются по шкале от 0 до 100 по их точности с отображением разных цветов по сравнению с идеальным или естественным источником света. Индекс цветопередачи (CRI) считается мерой качества света, причем более высокое значение указывает на лучший источник света. Лампочки, соответствующие требованиям ENERGY STAR, должны иметь индекс цветопередачи 80 или выше.Центр исследований освещения предлагает дополнительную информацию о CRI.

Тип крепления

Полностью закрытые светильники задерживают тепло и повышают температуру, при которой работают лампы. Это нагревание может повлиять на производительность и срок службы некоторых продуктов CFL или LED. При покупке ламп для использования в полностью закрытых светильниках проверьте упаковку или технические характеристики, чтобы убедиться, что их можно использовать в этом приложении.

Затемнение

Если для применения в освещении требуются лампы с регулируемой яркостью, проверьте упаковку продукта или технические характеристики, чтобы убедиться, что рассматриваемые продукты обладают такой мощностью.В целом светодиоды имеют лучшую производительность затемнения, чем КЛЛ. Однако важно убедиться, что светодиоды совместимы с системой затемнения.

Ярлык с фактами об освещении

На упаковке средних ламп с винтовым цоколем должна быть этикетка «Факты освещения», учрежденная в январе 2012 года Федеральной торговой комиссией (FTC). Эта этикетка включает информацию о яркости (т. Е. Люменах), стоимости энергии, ожидаемом сроке службы, внешнем виде света (т. Е. CCT), мощности и содержании ртути.FTC может помочь потребителям выбрать правильную лампу для своих нужд в освещении.

Кроме того, Министерство энергетики США (DOE) спонсирует программу добровольной маркировки твердотельных осветительных приборов под названием «Факты о светодиодном освещении». Эта программа демонстрирует светодиодные продукты для общего освещения от производителей, которые обязуются тестировать продукты в соответствии с отраслевыми стандартами и сообщать результаты на этикетке. Многие советы покупателя, упомянутые выше, указаны на этикетке «Факты о светодиодном освещении», что упрощает поиск необходимой информации для покупателей.В отличие от этикетки FTC Lighting Facts, информация, содержащаяся на этикетке DOE, основана на испытаниях, а не на заявлениях производителя.

Форма лампы

Из-за встроенных балластов или драйверов КЛЛ и светодиодные лампы обычно больше, чем лампы накаливания, особенно возле цоколя. Из-за этого некоторые КЛЛ и светодиоды не подходят для небольших светильников.

Труднодоступные приспособления

Энергоэффективные лампочки обычно служат намного дольше, чем продукты, которые они заменяют, что делает их идеальными для использования в труднодоступных светильниках.Персонал предприятия должен использовать лестницы для замены перегоревших лампочек в этих светильниках, что увеличивает трудозатраты на эту незначительную процедуру технического обслуживания. Лампы, соответствующие требованиям ENERGY STAR, должны работать не менее 10 000 часов, что приводит к меньшему количеству замен и дополнительной экономии затрат на рабочую силу.

Предпочтительным вариантом является замена всего приспособления одним из коммерческих типов приспособлений, соответствующих критериям ENERGY STAR. Эти светильники предназначены для установки только энергоэффективных ламп (например, светодиодов или КЛЛ со штыревыми выводами), что предотвращает ошибочную установку ламп накаливания.

Многие штаты и электроэнергетические компании предлагают скидки или другие стимулы для покупки продуктов, соответствующих требованиям ENERGY STAR. Воспользуйтесь средством поиска скидок ENERGY STAR, чтобы узнать, предлагает ли местное коммунальное предприятие такие льготы. Программа стимулирования энергетики FEMP помогает федеральным агентствам воспользоваться этими стимулами, предоставляя информацию о возможностях программы финансирования, доступных в каждом штате.

Советы для пользователей: используйте продукты более эффективно

При правильном использовании и обращении энергоэффективные лампочки обеспечивают годы безопасной и эффективной службы.Федеральные пользователи должны знать следующие советы для пользователей.

Органы управления освещением

Как и все лампы, дополнительную энергию можно сэкономить за счет использования автоматического управления освещением. Освещение в незанятых помещениях должно быть выключено, и органы управления могут выполнять эту функцию более надежно, чем пассажиры. Есть много вариантов управления, в том числе беспроводное, на выбор. Дополнительную информацию об элементах управления освещением можно найти на веб-сайте Министерства энергетики США по энергосбережению.

Меркурий

КЛЛ, отвечающие требованиям ENERGY STAR, содержат не более 3 мг ртути, которая классифицируется Агентством по охране окружающей среды как опасный материал.Эта ртуть заключена внутри стеклянных трубок и не выходит наружу при нормальном использовании. Ртуть высвобождается только при выходе из строя КЛЛ. Количество ртути настолько мало, что представляет небольшую опасность для пассажиров. Однако во время очистки и утилизации следует предпринять определенные шаги, чтобы свести к минимуму риск. Узнайте больше в информационном бюллетене Агентства по охране окружающей среды «Что делать, если в вашем доме сломалась компактная люминесцентная лампа (КЛЛ)». Об этом ресурсе следует знать обслуживающему персоналу федеральных объектов.

Уголь содержит ртуть, которая при сжигании выбрасывается в атмосферу. За счет использования меньшего количества электроэнергии от угольных электростанций энергоэффективные лампочки фактически помогают сократить выбросы ртути.

Переработка

КЛЛ

следует утилизировать по истечении срока их полезного использования. При попадании в потоки бытовых отходов КЛЛ раздавливаются, и ртуть выбрасывается в окружающую среду. Комбинированное содержание ртути во многих неправильно утилизированных КЛЛ может стать опасным.Федеральные агентства должны включать компактные люминесцентные лампы в свои усилия по переработке и информировать своих сотрудников о том, как правильно обращаться с этими продуктами.

При правильном обращении и переработке КЛЛ не представляют опасности для федерального персонала.

Национальная лаборатория Лоуренса Беркли предоставила подтверждающий анализ для данного руководства по приобретению.

Энергия и устойчивость | Энергоменеджмент и коммунальные услуги

Советы по экономии энергии для кампуса и вашего дома

От Совета по защите природных ресурсов

Отключить

  • Отключайте зарядные устройства, когда не заряжаете.
  • Используйте разветвители питания для выключения телевизоров, домашнего кинотеатра и стереосистем, когда вы их не используете. Даже если вы думаете, что эти продукты вместе не продаются, их «дежурный» расход может быть эквивалентен включенной лампе мощностью 75 или 100 Вт. непрерывно.

Перевод компьютеров в спящий режим и режим гибернации

  • Включите на компьютере функцию «спящего режима», чтобы он потреблял меньше энергии во время периоды бездействия.

Контроль температуры

  • Используйте солнечный свет с умом. В отопительный сезон оставляйте шторы и жалюзи открытыми на солнце. дней, но закрывайте их на ночь, чтобы уменьшить количество тепла, теряемого через окна.
  • Закрывайте шторы и жалюзи летом или при использовании кондиционера или будет использоваться позже в тот же день.

Эффективное использование бытовой техники

  • Используйте выключатель энергосбережения, если он есть в вашем холодильнике, и убедитесь, что дверца плотно закрыта. Вы можете проверить это, убедившись, что долларовая купюра закрыта между дверными прокладками. вытащить сложно. Если он легко скользит между прокладками, замените их.
  • Не разогревайте и не заглядывайте внутрь духовки больше, чем необходимо.Проверьте пломбу на дверцу духовки и используйте микроволновую печь для приготовления или разогрева небольших предметов.
  • Мойте в посудомоечной машине только полную загрузку, используя короткие циклы для всех, кроме самых грязных. тарелки. Это экономит воду и энергию, используемую для ее перекачивания и нагрева. Сушка на воздухе, если вы есть время, также может снизить потребление энергии.
  • Установите уровень воды в стиральной машине, соответствующий размеру белья; стирайте в холодной воде, когда это возможно, и всегда ополаскивайте в холодной воде.
  • Очищайте фильтр для ворса в сушилке после каждого использования. Отдельно сушите тяжелые и легкие ткани. и не добавляйте мокрые вещи к уже частично высохшей загрузке. Если возможно, используйте настройка датчика влажности. (Бельевая веревка — самая энергоэффективная сушилка для белья. из всех!)
  • Не забудьте щелкнуть выключателем, когда выходите из комнаты.
  • Запомните это и в офисе. Выключите или приглушите свет в неиспользуемой конференции комнаты, и когда вы выходите на обед. По возможности работайте при дневном свете. Типичный коммерческое здание использует для освещения больше энергии, чем что-либо другое.

Ищите этикетку Energy Star®

  • Модели Energy Star являются наиболее энергоэффективными в любой товарной категории, превышая минимумы энергоэффективности, установленные федеральным правительством.За подробностями обращайтесь к Energy Star.

Советы по покупке энергосберегающих продуктов

Холодильники
  • Новые холодильники потребляют на 75 процентов меньше энергии, чем произведенные в конце 1970-х годов. Семья, заменяющая винтажный холодильник 1980 года на холодильник, отвечающий сегодняшним стандартам, будет сэкономить более 100 долларов в год на коммунальных расходах.
  • Холодильники с морозильными камерами наверху потребляют на 10-15 процентов меньше энергии, чем бок о бок модель эквивалентного размера.
  • Как правило, чем больше холодильник, тем больше потребление энергии. Кроме одного большой холодильник потребляет меньше энергии, чем два меньших с такой же суммой объем или меньший холодильник плюс отдельная морозильная камера.
Стиральные машины
  • Выберите шайбу подходящего размера. Стиральная машина меньшего размера может быть более эффективной для небольших домашних хозяйств. Но если у вас большая семья и вам нужно много раз загружать стиральную машину, это тоже маленький для ваших нужд, вы можете потерять любую возможную экономию энергии.
  • Ищите стиральную машину с регулируемым уровнем воды.Это дает вам возможность использовать меньше воды для стирки небольших вещей.
  • Выберите стиральную машину с более высокой скоростью отжима. Это позволяет удалить больше воды после стирку, сокращая время сушки и потребление энергии сушилкой.
  • По возможности используйте газовую сушилку, а не электрическую.
Посудомоечная машина
  • Самые эффективные посудомоечные машины потребляют меньше горячей воды, имеют энергоэффективные двигатели и использовать датчики для определения продолжительности цикла стирки и необходимой температуры воды делать работу.
  • Выберите посудомоечную машину с режимом «легкая стирка» или «энергосберегающая» стирка. Он использует меньше воды и действует в течение более короткого периода времени для посуды, которая слегка испачканный.
  • Ищите посудомоечные машины с энергосберегающим циклом, позволяющим сушить посуду на воздухе. с циркуляционными вентиляторами, а не с сушкой при нагревании с использованием энергозатратных нагревательных змеевиков.
Бытовая электроника
  • Струйные принтеры обычно более энергоэффективны, чем лазеры.
  • ЖК-телевизоры и мониторы
  • потребляют меньше энергии, чем ЭЛТ или плазменные экраны.
  • Маленькие и легкие блоки питания, как правило, более энергоэффективны, чем большие тяжелые блоки питания. трансформаторные блоки питания.

Использовать Интернет

  • Несколько веб-сайтов содержат дополнительную полезную информацию. Веб-сайт EPA Energy Star содержит информацию о моделях бытовой техники, отмеченных знаком Energy Star, и о том, где вы можно их купить. Американский совет по энергоэффективной экономике ежегодно публикует список самых энергоэффективных приборов.И Консорциум по энергоэффективности содержит информацию о программах, способствующих повышению энергоэффективности в доме.

Закрыть двери

  • Если оставить дверь открытой в комнату или здание, это может сделать вход более привлекательным, но это тратит энергию. Не подпирайте двери открытыми, но позволяйте им закрываться после того, как люди пойдут. через дверной проем.

Студенты — Примите участие!

Это тоже твоя школа! Примите участие в экономии энергии.

Понимание мощности светодиодного освещения в ваттах и ​​эффективности светодиодного освещения в люменах / ватт и коэффициента мощности

Мощность светодиодной лампы

Мощность (P) любого электрического устройства, включая светодиодный светильник, измеряется в ваттах (Вт), что равно потребляемому току или электричеству (I), измеренному в амперах, умноженному на напряжение (В).

P = V x I

Следовательно, мощность светодиода пропорциональна напряжению и / или току, так что устройство может иметь низкое напряжение, но все же может потреблять очень высокий ток и иметь высокое энергопотребление. Например, традиционный дихроичный галогенный светильник мощностью 50 Вт потребляет всего 12 В переменного тока, но потребляет 4,167 А.

Светодиодные лампы

по своей природе имеют низкое напряжение, но также относительно малый ток, что делает их менее мощными и более эффективными по сравнению с традиционными лампами накаливания и галогенными даунлайтами.Обычно мы говорим о диапазоне от 100 до 750 мА в зависимости от прямого напряжения, необходимого для включения светодиода. В этом отношении то, что светодиодный светильник использует более высокий ток, не означает, что он будет ярче. Скорее это зависит от мощности, которая пропорциональна увеличению напряжения и / или тока. Есть некоторое преимущество в наличии светодиодов с более высоким напряжением, когда между светодиодом и источником питания возникают большие расстояния, например, в полосовом светодиодном освещении. Однако для большинства приложений это не имеет особого значения.

Типичные диапазоны мощности для бытовых и коммерческих ламп общего назначения составляют от 3 Вт до 15 Вт. Обычно чем выше мощность, тем больше ток и, следовательно, больше светоотдача. Однако это не всегда так и подводит нас к концепции эффективности и коэффициента мощности.

Эффективность светодиодного освещения

Эффективность светодиодной лампы измеряется в люменах на ватт (лм / Вт), что относится к общему количеству света, производимого светодиодной лампой на 1 Вт энергии.

КПД = общий световой поток / общая мощность

Старые светодиодные чипы, используемые в светодиодных лампах старого поколения с 2008 по 2010 год, производят меньше света на ватт, чем светодиодные чипы 2011-2012 годов, используемые в более современных светодиодных лампах. Например, лампа мощностью 7 Вт 2012 года с микросхемой CREE XT-E может производить больше света или светового потока, чем лампа мощностью 12 Вт с более старой микросхемой CREE XP-E. Более современные светодиодные лампы также имеют улучшенную конструкцию радиатора, которая обеспечивает более высокую светоотдачу.

Важное сообщение заключается в том, что более высокая мощность не всегда означает больше света, а «больше — не всегда лучше». В конечном итоге для потребителя важно провести исследование или «попробовать перед покупкой». Рассмотрите возможность обращения к нашему контрольному списку руководства по покупке светодиодов в разделе Срок службы светодиодов как способ отсеять потенциально неэффективные или ненадежные продукты.

Зависимость эффективности светодиода от эффективности лампы

Как обсуждалось в разделе «Уровни светового потока» статьи «Что такое светодиодное освещение», вы также должны быть осторожны, чтобы убедиться, что в информации продавца указывается КПД лампы, а не КПД светодиода.Из-за неизбежных потерь в лампе КПД лампы всегда будет меньше КПД светодиода в зависимости от конструкции. Это включает в себя тепловые эффекты, потери в драйвере и оптическую неэффективность, которые в совокупности снижают общую эффективность светодиодной лампы или светильника по сравнению с внутренним светодиодным корпусом или микросхемой. В совокупности эти потери могут снизить эффективность более чем на 30%. В таких случаях производитель может указать, что светодиодная лампа MR16 имеет 720 лм, но на самом деле для светодиодной лампы это только приблизительно 500 лм.

Светодиодное освещение и коэффициент мощности

Еще одна сложность — это коэффициент мощности (PF), значение которого меньше 1.0, которое измеряет эффективность драйвера светодиода или источника питания. По сути, электрическое устройство может быть рассчитано на мощность 100 Вт, но на самом деле потребляет более 100 Вт из-за фазовой задержки между мгновенным напряжением и мгновенным током. Помните, что питание от сети — это переменный или переменный ток, и он состоит из солнечно-периодических форм колебательного напряжения и колебательного тока.В идеале эти две формы волны являются синхронными (PF = 1), но из-за характера электроники или индуктивных нагрузок, таких как электродвигатели, возникает задержка между формой волны напряжения и формой волны тока, что приводит к потере электроэнергии или реактивной мощности, которая неспособен выполнять какую-либо работу. Следовательно, устройство может иметь номинальную реальную мощность 1000 Вт, но потреблять полную или активную мощность 1500 Вт из-за коэффициента мощности 0,67 и в конечном итоге тратить впустую 500 Вт или 1/3 общей потребляемой мощности из-за того, что ток не совпадает по фазе.Отметим, что для электрического устройства, чтобы использовать ток, оно должно быть в фазе с напряжением, заданная мощность равна напряжению x ток или P = VI.

PF обычно представляет собой проблему только в промышленных приложениях в индуктивных устройствах, которые используют очень большую мощность, так что задержки между током и напряжением в сумме приводят к значительным потерям мощности. Другие компоненты, которые вызывают задержки между током и напряжением, включают трансформаторы, регуляторы напряжения и балласты в люминесцентном освещении.В жилых помещениях такие потери относительно минимальны, и электроэнергетические компании в любом случае будут взимать плату только за реальную мощность. Тем не менее, потери все еще есть, поэтому те, кто заботится о энергии или экологи, могут захотеть проверить коэффициент мощности своих источников питания для светодиодного освещения, чтобы убедиться, что коэффициент мощности превышает 0,8 для обеспечения минимальных потерь энергии. Фактически, программа Energy Star Министерства энергетики США требует минимально допустимого коэффициента мощности 0,7 и 0,9 соответственно для домашних и коммерческих светодиодных фонарей.

Большинство устройств питания в наши дни будут иметь какую-либо форму пассивной или активной коррекции коэффициента мощности, приводящей к коэффициенту мощности> 0,9, что позволяет достичь минимальных потерь мощности. Единственным исключением являются драйверы сверхвысокой яркости, которые снижают яркость до 1%. Из-за высоких емкостных нагрузок, необходимых для стабилизации тока при очень низких уровнях затемнения, чтобы избежать мерцания, коэффициент мощности плохой, обычно около 0,65, что означает, что светодиодная лампа мощностью 10 Вт будет потреблять примерно 15,4 Вт (или ВА, полная мощность) при почти полной нагрузке.Однако на практике это не является большой проблемой, поскольку эти драйверы обычно используются в приложениях, где лампы будут уменьшаться до низкого уровня в течение большей части их срока службы, так что реальная мощность составляет 2 или 3 Вт, а кажущаяся мощность остается очень низкой на до 4,6 Вт.

Если диммирование будет только случайным, мы предлагаем компенсировать минимальный эффект диммирования драйвером с коэффициентом мощности> 0,9. Хотя, как уже отмечалось, это в основном проблема коммерческого освещения, когда лампы включены от 8 до 24 часов в сутки.Если вы проживаете в домашнем хозяйстве, это может не волновать вас. Тем не менее, пожалуйста, обратите внимание на рейтинги PF на вкладке характеристик наших продуктов, чтобы получить представление об эффективности.

Если вы являетесь коммерческим клиентом и в бизнесе, в котором преобладают высокоиндуктивные нагрузки, такие как электродвигатели, или большой набор емкостных нагрузок с плохим коэффициентом мощности, вам следует подумать о коррекции коэффициента мощности (PFC) и посетить наш раздел о государственных скидках. и схемы субсидирования таких проектов.Если вы потребляете очень много энергии, то PFC может привести к очень большой экономии на электричестве и счетах за электроэнергию.

Ссылки:

Энергоэффективность светодиодов. Программа строительных технологий. Информационный бюллетень по технологии твердотельного освещения. Министерство энергетики США. www.eere.energy.gov

Возобновляемые и эффективные электроэнергетические системы. 2004. Гилбер М. Мастерс

Анализ энергосистемы. 2007. ПП Део

Методы коррекции коэффициента мощности в светодиодном освещении.Август 2011 г., Новости электронных компонентов

TX 100W LED Chip White Bulb High Power Energy Saving Lamp Chip —

5.0 из 5 звезд Радиатор, специально созданный для светодиодных COB, идеально подходит для светодиода мощностью 50 Вт.
Автор Sasqui, 24 января, 2019

Если вы получаете светодиодный светильник COB без драйвера или без него, это устройство необходимо, чтобы свет и электроника оставались прохладными.Объектив тоже отлично работает, с некоторыми небольшими изменениями для некоторых COB. Я мог бы сделать радиатор своими руками за меньшие деньги, но время, чтобы просверлить правильные отверстия, постучать и достать винты, не стоило 24 долларов.

Светодиод, который я использовал, представлял собой COB-чип мощностью 50 Вт без драйверов, который можно найти на Amazon: https://www.amazon.com/gp/product/B07GTMQSFZ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o01__o00_s00?ie=UTF8&psc=1 Я измеряю мощность 50 Вт, и это правда. При выключенном вентиляторе радиатор сильно нагрелся только через несколько минут.

Некоторые важные моменты, которые следует учитывать:
1.Используйте подходящую термопасту (есть немного старого Arctic Silver 3), очистите заднюю часть чипа медицинским спиртом, а также поверхность радиатора. Нанесите тонкий слой пасты на обратную сторону светодиодного чипа, нанесите его бритвой или кредитной картой. Установите и надежно закрепите 4 прилагаемыми винтами M3. (на самом деле они почему-то поставили 5 из них).
2. На задней стороне небольшого отражателя, который совмещен с линзой, есть 4 выступа. Они совпадают с отверстиями в нескольких микросхемах COB, для которых требуется драйвер.У моего COB не было этих отверстий, поэтому я взял бритву и сбрил неровности. Таким образом, он сидит на микросхеме заподлицо. Отражатель пластиковый, это просто.
3. При 12В на вентиляторе ГРОМКО. Я использовал универсальный блок питания на 2А и выставил его на 7,5 В. При напряжении 7,5 В вентилятор практически бесшумен, но обеспечивает достаточный воздушный поток, чтобы радиатор оставался теплым на ощупь. Мне пришлось немного припаять, чтобы сделать это соединение.
4. Если у вас есть опасения по поводу бликов, возьмите чашу для смешивания из нержавеющей стали, вырежьте 53-миллиметровое отверстие в центре нижней части, а затем еще 4 отверстия, которые совпадают с винтами, которыми крепится корпус объектива.Смотри приложение. Смотрится тоже круто;)
5. Для подвешивания света я натянул шнурок по диагонали от одного винта к другому на решетке вентилятора, потом повесил на нее. Работает отлично!

Поработав с первым, пошел и купил вторую. Да, я бы порекомендовал это.

Тонкая схема за светодиодным освещением

В августе прошлого года, , министерство энергетики США объявило первого победителя в своем продолжающемся конкурсе на поощрение более эффективного освещения — приз «Освещение яркого завтра» или L Prize.Министерство энергетики присудило компании Philips Lighting North America 10 миллионов долларов США за разработку лампы, которая по размеру и яркости эквивалентна стандартной 60-ваттной лампе накаливания, но служит как минимум в 25 раз дольше и потребляет менее 10 Вт.

Хотя лампы с почти такой же эффективностью доступны уже больше года, отмеченный призом дизайн только сейчас поступает в продажу. Как и в подсветке современных мобильных телефонов и компьютерных мониторов, в этих лампах используются светодиоды для генерации белого света.Они предлагают долгий срок службы, приятные цвета и, самое главное, феноменальную энергоэффективность.

Не пора ли выбросить лампы накаливания, которые все еще скрываются в ваших осветительных приборах, и даже компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), на которые вы перешли, и заменить их все светодиодными супер-лампами? Поскольку затраты часто колеблются в районе 25 долларов за штуку, немногие домовладельцы спешат сделать такой решительный шаг. Но цены падают, а производительность быстро улучшается. Таким образом, очевидно, что день, когда светодиодные лампы будут доминировать в освещении как жилых домов, так и предприятий, не за горами.

Почему светодиодные лампы лучше и почему их так сложно разработать? Вы можете представить, что ответы будут зависеть от тонкостей физики твердотельных полупроводников, которые управляют светодиодами высокой яркости. Да, но только до определенного момента. Практичность этих новых фонарей также зависит от более приземленной части упаковки, которая часто упускается из виду: схемы, необходимой для их управления. Здесь я объясню, какие требования предъявляются к этой схеме и почему проектирование соответствующей электроники может быть проблемой, хотя и не той, которая должна замедлить внедрение этой фантастической новой формы освещения.

Как ни крути, но ламп накаливания — вымирающая порода. Австралия и Европейский союз начали отказываться от традиционных ламп накаливания в 2009 году. Соединенные Штаты неуклонно движутся в том же направлении, а Китай стремится к 2016 году отказаться от ламп накаливания. Причина проста: старые лампы тратят огромное количество электроэнергии.

Полные 90 процентов энергии, которую вы вкладываете в обычную лампу накаливания, уходит на выработку тепла, а не света.Стандартная лампа мощностью 60 Вт излучает около 850 люмен света, что составляет около 14 люмен на ватт. Галогенные лампы (более сложный вид лампы накаливания с более высокой температурой нити накала) могут обеспечивать около 20 лм / Вт. КЛЛ значительно более эффективны, производя около 60 лм / Вт, но у них есть другие проблемы.

Одна из распространенных жалоб — то, что вы не можете уменьшить их яркость. (По правде говоря, некоторые из них могут быть затемнены, но их диапазон обычно ограничен.) Кроме того, КЛЛ загораются медленно, а поскольку их лампы содержат пары ртути, они представляют опасность для окружающей среды.Даже при наличии возможностей утилизации миллионы этих луковиц ежегодно оказываются на свалках.

Светодиодные фонари

не имеют ни одного из этих недостатков, и они намного более эффективны, некоторые из них предлагают более 100 лм / Вт. Эти номинально белые огни, на самом деле, содержат синие светодиоды вместе с люминофорным покрытием, которое преобразует излучаемый ими свет с узкой длиной волны в то, что человеческий глаз воспринимает как белый. Используя подходящее сочетание люминофорных материалов, дизайнеры могут установить оттенок света от холодного до теплого, в зависимости от того, какое применение они имеют в виду.

Помимо высокой энергоэффективности, самым привлекательным качеством светодиодных ламп является их долговечность. Точный срок службы одного из них зависит от того, как он спроектирован и эксплуатируется, но большинство из них будут работать в течение 25 000 часов или более, сохраняя при этом не менее 70 процентов своей первоначальной светоотдачи. А многие производители рекламируют срок службы 35 000 часов. Таким образом, если вы используете светодиодную лампу в течение 10 часов в день, вы можете рассчитывать, что она прослужит от 7 до почти 10 лет. Это далеко от стандартной лампы накаливания, которая в среднем гаснет всего через 1000 часов использования.Он также превосходит КЛЛ, которые обычно служат от 6000 до 10 000 часов.

Такой длительный срок службы снижает одну из скрытых затрат на освещение, особенно для коммерческих и промышленных пользователей: затраты на техническое обслуживание и замену. Это, а также накопленная экономия энергии объясняют, почему крупномасштабные пользователи были первыми последователями. Например, в Лос-Анджелесе сейчас производится замена 140 000 натриевых уличных фонарей высокого давления на светодиоды. Крупные ритейлеры, такие как Walmart и McDonald’s, также в некоторых местах переходят на светодиодное освещение.На самом деле, единственное, что сдерживает такой бизнес, — это высокие первоначальные затраты и перспектива того, что технология светодиодного освещения скоро улучшится и станет еще более выгодной сделкой.

Однако один недостаток светодиода заключается в том, что, в отличие от лампы накаливания, он не может работать сразу от электрической сети. Рабочее напряжение стандартного светодиода белого света обычно находится в диапазоне от 3 до 3,6 вольт, что примерно соответствует напряжению литий-ионного аккумулятора в вашем мобильном телефоне. Хотя это упрощает использование светодиодов в мобильных устройствах, большинство осветительных приборов получают питание от сети.Таким образом, требуется схема преобразования для преобразования сетевого напряжения переменного тока в форму, которая может управлять отдельными светодиодами.

Необходимая схема аналогична той, что используется в зарядном устройстве для мобильного телефона или адаптере для ноутбука, с некоторыми ключевыми отличиями. Во-первых, поскольку светодиоды могут работать в течение многих лет, силовая электроника, которая ими управляет, должна либо прослужить столько же времени, либо быть сконфигурирована так, чтобы любые схемы, подверженные сбоям, можно было легко заменить. Кроме того, поскольку электроника привода часто должна быть встроена в ввинчиваемый источник света, схема должна быть очень компактной.Он также должен быть энергоэффективным, потому что любые потери в приводной электронике увеличивают общую мощность, которая должна потребляться от стенной розетки. Наконец, что довольно удивительно, схема привода должна выдерживать относительно высокие рабочие температуры.

Последнее утверждение требует пояснений. Как я уже отмечал, лампы накаливания превращают только 10 процентов потребляемой ими электроэнергии в свет, а остальная часть расходуется в виде тепла. Светодиоды преобразуют около 50 процентов подаваемой в них энергии в свет, что делает их гораздо более эффективными.Но есть одна сложность: лампы накаливания излучают свое отработанное тепло в пространство вокруг себя в виде инфракрасных волн, тогда как светодиоды излучают только видимый свет. Также керамические цоколи ввинчиваемых светодиодных ламп действуют как изоляторы. Таким образом, их отходящее тепло, каким бы скромным оно ни было, как правило, остается у источника. Это создает проблемы по нескольким причинам.

Во-первых, нагрев вызывает повышение температуры светодиодов — и здесь, чем горячее, не лучше. Светоотдача падает при повышении температуры лампы (прямо противоположно тому, что происходит с люминесцентными лампами).Хуже того, высокие температуры сокращают срок службы светодиодов. Другая проблема заключается в том, что по мере нагрева схемы привода различные электронные компоненты, особенно электролитические конденсаторы, изнашиваются быстрее.

Одним из способов решения этой проблемы разработчиками систем является использование металлического радиатора, позволяющего конвекцией отводить тепло в окружающую среду. Другой — избежать образования избыточного тепла, чем это абсолютно необходимо, за счет разработки высокоэффективной схемы привода.

Хотя к отдельным светодиодам иногда присоединяются специализированные схемы, чаще всего один комплект приводной электроники питает несколько светодиодов, соединенных вместе.Действительно, некоторые производители светодиодов монтируют массив светодиодов в интегрированном корпусе для достижения более высокой светоотдачи, хотя часто встречаются и одиночные светодиоды с высокой светоотдачей.

Изображение: Эмили Купер

Внутренние службы: Светодиодные лампы содержат набор высокотехнологичных компонентов. Общий пример, показанный здесь, включает в себя массив светодиодов белого света и электронные схемы для их управления, все они упакованы в компактный ввинчиваемый блок.

Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

В большинстве случаев отдельные светодиоды в каждой группе подключаются последовательно. Соединение их таким образом гарантирует, что через каждый из них протекает одинаковое количество тока, даже если есть незначительные различия в их электрических характеристиках. И это именно то, что вам нужно, потому что ток возбуждения определяет их светоотдачу и цвет. Поэтому вам нужно сделать все возможное, чтобы поддерживать заданный текущий уровень.

Этой потребности в постоянном токе нет в большинстве электронных устройств. Например, микропроцессор принимает фиксированное напряжение и, в зависимости от выполняемой задачи, потребляет больше или меньше тока. Однако вы не можете просто подать фиксированное напряжение на светодиод и ожидать, что через него пройдет установленный ток. Это связано с тем, что напряжение на диоде зависит от температуры, а также от величины потребляемого тока. Кроме того, между светодиодами могут быть значительные производственные различия, не говоря уже о различиях между аналогичными устройствами от разных поставщиков.

Однако часто бывает непрактично соединить все светодиоды, которые вам нужны, в одну большую последовательно соединенную цепь. Для желаемого количества света вам может потребоваться столько светодиодов, что напряжение для их возбуждения станет чрезмерным, если вы подключите их все последовательно. Очевидное решение — ограничить количество светодиодов в каждой цепочке и при необходимости подключить несколько цепочек параллельно.

Это просто, если каждая струна имеет свою собственную схему возбуждения, но если несколько струн используют один и тот же источник питания, жизнь усложняется.Во-первых, включение светодиодов в параллель требует, чтобы компоненты были хорошо согласованы, иначе ток (и светоотдача) в каждой цепочке не будут одинаковыми. И есть опасность, что один светодиод выйдет из строя и прервет поток электричества через гирлянду, в которой он находится, как это часто случалось со старомодными елочными лампами. Это, конечно, плохо, потому что вся струна темнеет. Кроме того, он будет посылать больше тока в параллельные цепочки, что увеличивает их температуру и повредит их, если ток будет слишком высоким.Однако разработчики могут избежать таких каскадных отказов, подключив светодиоды в параллельные цепочки. Тогда единственная точка отказа повлияет только на несколько других светодиодов.

Однако в идеале каждая последовательно соединенная строка должна иметь свой собственный регулируемый драйвер, обеспечивающий необходимое количество тока. Производители светодиодов тщательно документируют величину тока, необходимого для данной светоотдачи, поэтому несложно решить, какой ток обеспечить. Напряжение, необходимое для поддержания этого уровня тока, может варьироваться, скажем, от 3 до 3.6 вольт. Так, если, например, восемь светодиодов соединены последовательно в одной лампе, схема возбуждения для нее должна обеспечивать требуемый уровень тока при напряжениях в диапазоне от 24 до 29 вольт.

Электроника привода должна включать в себя два основных функциональных элемента: схему преобразования мощности (по сути, транзисторный переключатель, который быстро включается и выключается) и чувствительную схему, которая контролирует средний ток через светодиоды и обеспечивает сигнал обратной связи для регулирования доли время, в течение которого переключатель преобразования мощности остается включенным.Во многих случаях трансформатор используется для изменения напряжения и изоляции светодиода от высоковольтной электрической сети. В таких конструкциях сигнал обратной связи часто передается оптически от чувствительной электроники к схеме преобразования мощности, чтобы не нарушать электрическую изоляцию между этими двумя каскадами.

Устроить все это достаточно просто для инженеров, разбирающихся в разработке импульсных источников питания, таких как зарядные устройства для мобильных телефонов или настольные компьютеры.Однако одна из надвигающихся проблем со светодиодным освещением заключается в том, что оно обещает сделать импульсные источники питания еще более распространенными, чем сейчас. Это отлично подходит для компаний, подобных той, в которой я работаю, On Semiconductor, расположенной в Фениксе, которая производит микросхемы для использования в таких расходных материалах. Но это может стать головной болью для электроэнергетических компаний, если не будут приняты дополнительные меры для обеспечения совместимости этих источников питания с сетью. Позволь мне объяснить.

Сила тока, потребляемого обычной лампочкой накаливания в любой момент времени, пропорциональна приложенному к ней напряжению.По мере того, как величина этого переменного напряжения колеблется, изменяется и ток, протекающий через лампу, вместе с затрачиваемой энергией. В результате энергия, которую генерирует местная коммунальная компания, плавно перетекает в лампочку, где она преобразуется в свет и тепло.

Однако многие электрические нагрузки содержат конденсаторы или катушки индуктивности, которые могут накапливать энергию и, таким образом, влиять на то, как устройство потребляет ток из электрической сети. Значительная емкость или индуктивность изменит синхронизацию колебаний напряжения и тока, позволяя энергии течь туда и обратно между нагрузкой и сетью.Другая проблема — это генерация гармоник основной частоты сети.

Энергетические компании могут справиться с этими сбоями, но они, тем не менее, доставляют много хлопот. Вот почему регулирующие органы пытаются ограничить проблемы, которые может создать светодиодное освещение. Обычный индикатор для оценки, который называется коэффициентом мощности, который варьируется от 0 (когда энергия просто течет туда-сюда, не потребляя) до 1 (когда вся энергия плавно перетекает в нагрузку). В Соединенных Штатах, например, любая светодиодная лампа, потребляющая более 5 Вт, или любой светодиодный осветительный прибор, предназначенный для использования в жилых помещениях, должен иметь коэффициент мощности более 0.7, чтобы претендовать на рейтинг Energy Star. А светодиодные светильники, предназначенные для коммерческого использования, должны иметь коэффициент мощности более 0,9, чтобы соответствовать требованиям.

Принятие светодиодов для общего освещения, несомненно, будет одновременно эволюционным и революционным. С одной стороны, многие люди будут постепенно переходить на светодиоды, используя лампы, которые они всегда использовали, и просто покупая замену своим ввинчиваемым лампам накаливания и КЛЛ. С другой стороны, светодиоды предоставляют дизайнерам способы создания гораздо более инновационных форм освещения, которые используют преимущества длительного срока службы, направленности и мелкозернистой масштабируемости света, предлагаемого светодиодами.Дизайнерам освещения для домов и предприятий потребуется время, чтобы открыть для себя возможности, но как только они это сделают, новые фантастические виды освещения обязательно начнут освещать наши дома и офисы. И если цепи, которые управляют ими, построены правильно, эти фонари окажутся столь же надежными, сколь и привлекательными.

Изначально эта статья была напечатана как «За рулем света 21 века».

Об авторе

Берни Вейр, менеджер по приложениям и маркетингу в On Semiconductor, получил степень EE в Технологическом институте Роуза-Халмана.Он начал работать с электроникой, которая управляет светодиодными лампами, в начале 2000-х, но только в последние несколько лет соединились технические разработки и промышленная стандартизация светодиодного освещения, говорит он.

О фотографе

Для получения дополнительной информации о рентгеновских фотографиях в этой статье см. Предысторию, «Проникающее понимание».

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.