Захранване за енергоспестяващи лампи. Epra захранване

Неизправността на батерията на безжична отвертка или друг електроинструмент не е най-приятното събитие, особено като се има предвид, че разходите за подмяна на този елемент са съизмерими с цената на ново устройство. Но може би непланираните разходи могат да бъдат избегнати?

Това е напълно възможно, ако замените батерията с обикновено домашно направено импулсно захранване, с което инструментът може да се захранва от електрическата мрежа. А компонентите за него могат да бъдат намерени в достъпен и повсеместен продукт - флуоресцентна (иначе - енергоспестяваща) лампа.

Според т. Нар. Електронен баласт в основата на всеки от тях - миниатюрна верига, която предотвратява мигането на лампата по време на включване и осигурява постепенно нагряване на катодните спирали. Благодарение на него газът в колбата излъчва блясък с честота от 30 до 100 kHz.

CFL разглобен

Вътрешен изглед на флуоресцентна лампа

Устройството на енергоспестяваща лампа, използвайки примера на продукт от Camelon

Работата при такива високи честоти значително увеличава коефициента на енергопотребление, довеждайки го до почти единство, което е причината за високата ефективност на лампите от този тип. Допълнителни предимства на високочестотното електричество са липсата на шум и електромагнитни полета, възприемани от човешкото ухо.

В зависимост от това как е проектиран, той може незабавно да светне с пълен блясък или да премине към максимална яркост постепенно. Понякога отнема една или две минути, което, разбира се, не е много удобно. Производителите не посочват времето за загряване на лампата и купувачът има възможност да го провери само след като започне да използва продукта.

По-голямата част от баластните вериги всъщност са преобразуватели на напрежение, сглобени на полупроводникови транзистори. При скъпите лампи се използва по-сложна схема, при евтините - опростена.

Ето как можете да се възползвате от наличието на добра или изгоряла луминесцентна лампа в ръцете си:

• биполярни транзистори, проектирани за напрежения до 700 V и токове до 4 A, често вече със защитни диоди (D4126L или подобни);
• транзистори с полеви ефект (те са доста редки);
• импулсен трансформатор;
• дросел;
• двупосочен динистор, подобен на двойния динистор KN102;
• кондензатор за 10 / 50V.

Някои видове електронни баласти енергоспестяващи лампи при сглобяване домашен блок захранващите устройства не са само източник на компоненти, но представляват значителна част от веригата, която трябва да бъде леко допълнена и променена.

Преобразувателите, съдържащи електролитни кондензатори, се считат за не особено успешни. Именно тези елементи най-често причиняват повреди в електронните устройства.

Баластът ще бъде неподходящ, в чиято верига е включена специализирана микросхема.

Импулсно захранване и неговите характеристики

Към преобразуване на превключващо захранване (UPS) електрическа енергия се случва по следната схема:

1. Входен токоизправител ( диоден мост + кондензатор) преобразува входния ток от променлив в постоянен.
2. Инверторът преобразува входа от входния токоизправител d.C. отново до редуващи се, но вече с честота по-висока от 10 kHz, тоест първоначалната честота на тока (50 Hz) се повишава повече от 200 пъти.
3. Променлив високочестотен ток се подава към импулсен трансформатор, който увеличава или намалява напрежението.
4. Изходният токоизправител преобразува променлив ток с необходимите параметри, но с висока честота, в постоянен ток.

Основната характеристика на този метод за преобразуване на електричество е значително увеличаване на честотата променлив токвлизайки в трансформатора. Това го прави много по-компактен, отколкото би бил при 50 Hz. Но малкият размер не е единственото предимство на импулсните единици пред линейните.

UPS на IR2153 / 2155

UPS направени с използване съвременни технологии, практически нямат енергийни загуби, докато линейните блокове разсейват определено количество енергия при прехода на дупка-електрон на транзистора.

Работата на инвертор, който преобразува постоянен ток във високочестотен променлив ток, се основава на използването на MOSFET транзистори, които се характеризират с висока скорост на превключване. Диодите, монтирани в моста на изходния токоизправител, също трябва да бъдат бързодействащи.

Конвенционалните диоди с ток над 10 kHz няма да работят. Широко използвани са диодите на Шотки, които за разлика от силициевите диоди губят много малка част от енергията, когато работят с висока честота.

При ниско изходно напрежение транзисторът може да действа като изправител. Друг вариант е да замените трансформатора с дросел. Подобни схеми се намират в най-простите преобразуватели.

Направи си сам UPS от лампа

В повечето случаи, за да се сглоби UPS, електронният дросел трябва да бъде леко променен (с верига с два транзистора) посредством джъмпер и след това свързан към импулсен трансформатор и токоизправител. Някои компоненти просто се премахват като ненужни.

Домашно захранване

За слаби захранвания (от 3,7 V до 20 вата) можете да направите без трансформатор. Достатъчно е да добавите няколко завъртания на жица към магнитната верига на дросела, налична в баласта на лампата, ако, разбира се, има място за това. Нова намотка може да се направи директно върху съществуващата.

За това MGTF тел с флуоропластична изолация е перфектен. Обикновено се изисква малко проводник, докато почти целият лумен на магнитната верига е зает от изолация, което определя ниската мощност на такива устройства. За да го увеличите, имате нужда от импулсен трансформатор.

Импулсен трансформатор

Характеристика на описаната версия на UPS е способността да се адаптира до известна степен към параметрите на трансформатора, както и липсата на верига за обратна връзка, преминаваща през този елемент. Такава схема на свързване ви позволява да правите без особено точно изчисление на трансформатора.

Както показва практиката, дори и при груби грешки (допустими са отклонения над 140%), UPS се оказа ефективен.

Трансформаторът е направен на базата на същия дросел, на който вторичната намотка е навита от лакирана медна тел за навиване. В същото време е важно да се обърне специално внимание на преплитащата се изолация, направена от хартиено уплътнение, тъй като "родната" намотка на дросела ще работи под напрежение в мрежата.

Дори и да е покрит със синтетичен защитен филм, пак е необходимо да се навият няколко слоя електрически картон или поне обикновена хартия с обща дебелина 100 микрона (0,1 мм) върху него, а върху хартията може да се положи лакирана тел с нова намотка.

Диаметърът на проводника трябва да бъде възможно най-голям. Във вторичната намотка няма да има много завои, така че оптималният им брой може да бъде избран емпирично.

Използвайки посочените материали и технологии, можете да получите захранващ блок с мощност 20 или малко повече вата. В този случай стойността му е ограничена от площта на прозореца на магнитната верига и съответно от максималния диаметър на проводника, който може да бъде поставен там.

Изправител

За да се избегне наситеността на магнитната верига в UPS, се използват само изправители с пълна вълна. В случай, че импулсен трансформатор работи за понижаване на напрежението, най-икономичната схема е с нулева точка, но за нейното изпълнение ще е необходимо да се направят две напълно симетрични вторични намотки. С ръчно навиване можете да го навиете на два проводника.

Стандартният токоизправител, сглобен по схемата "диоден мост" от конвенционални силициеви диоди, не е подходящ за превключващ UPS, тъй като от 100 W предадена мощност (при 5 V) той ще загуби около 32 W или повече. Ще бъде твърде скъпо да сглобите токоизправител на мощни импулсни диоди.

Настройка на UPS

След сглобяването на UPS, той трябва да бъде свързан с максимално натоварване и да провери колко горещи са транзисторите и трансформатора. Ограничението за трансформатор е 60 - 65 градуса, за транзисторите - 40 градуса. Когато трансформаторът се прегрее, напречното сечение на проводника или общата мощност на магнитната верига се увеличават, или и двете действия се извършват заедно. Ако трансформаторът е направен от дросел за лампа, увеличаването на напречното сечение на проводника най-вероятно няма да работи и ще трябва да ограничите свързаното натоварване.

UPS версия с увеличен капацитет

Понякога стандартната мощност на електронния баласт не е достатъчна. Представете си ситуация: имате 23 W лампа и трябва да вземете източник на захранване за зарядно устройство с параметри 12V / 8A.

За да осъществите нашите планове, ще трябва да получите компютърно устройство храна, която се оказа непотърсена по някаква причина. Силовият трансформатор трябва да бъде отстранен от този блок заедно с веригата R4C8, който изпълнява функцията за защита на силовите транзистори от пренапрежение. Силовият трансформатор трябва да бъде свързан към електронен баласт вместо дросел.

Схема за сглобяване на UPS от енергоспестяваща крушка

Емпирично беше установено, че този тип UPS може да премахне мощност до 45 W с леко прегряване на транзисторите (до 50 градуса).

За да се избегне прегряване, е необходимо да се монтира трансформатор с увеличена сърцевинна секция в основите на транзисторите и да се монтират самите транзистори върху радиатора.

Възможни грешки

Както вече споменахме, включването на конвенционален нискочестотен диоден мост като изходен токоизправител във веригата е непрактично и с повишена мощност на UPS това е още по-ненужно.

Също така е безсмислено да се опитвате за опростяване на веригата, за да навиете основните намотки директно силов трансформатор... При липса на товар ще настъпят значителни загуби поради факта, че максималният ток ще тече в основите на транзисторите.

Приложеният трансформатор с увеличаване на тока на натоварване също увеличава тока в основите на транзисторите. Практиката показва, че когато мощността на товара достигне 75 W, в магнитната верига на трансформатора се извършва насищане. Това води до влошаване на характеристиките на транзисторите и тяхното прегряване.

За да избегнете това, можете сами да навиете токовия трансформатор, като удвоите напречното сечение на сърцевината или сложите два пръстена заедно. Можете също да удвоите диаметъра на проводника.

Има начин да се отървете от базовия трансформатор, служещ като междинна функция.За това токовият трансформатор е свързан чрез силов резистор към отделна силова намотка, изпълнявайки верига за обратна връзка за напрежение. Недостатъкът на тази опция е, че токовият трансформатор постоянно работи в режим на насищане.

Не свързвайте трансформатора паралелно с дросела в преобразувателя на баласта. Поради намаляването на общата индуктивност, честотата на захранването ще бъде увеличена. Подобно явление ще доведе до увеличаване на загубите в трансформатора и прегряване на транзисторите на изходния токоизправител.

Трябва да се има предвид повишена чувствителност Диоди на Шотки за превишаване на обратното напрежение и ток. Опитът за инсталиране, да речем, 5-волтов диод в 12-волтова верига вероятно ще повреди клетката.

Не се опитвайте да подменяте транзистори и диоди с домашни, например KT812A и KD213. Това очевидно води до влошаване на работата на устройството.

Свързване на UPS към отвертка

Електрическият инструмент трябва да бъде разглобен чрез развиване на всички винтове. Обикновено тялото на отвертка се състои от две половини. След това трябва да намерите проводниците, които свързват двигателя към батерията. Можете да свържете тези проводници към изхода на UPS с помощта на запояване или термосвиваема тръба, усуканата опция е нежелана.

За да влезете в проводника от захранването, трябва да се направи отвор в кутията на инструмента. Важно е да се предвидят мерки за предотвратяване на изтеглянето на проводника в случай на невнимателни движения или случайни резки. Най-лесният вариант е да нагънете жицата вътре в корпуса в самия отвор с щипка, направена от късо парче мека тел, сгъната наполовина (подходящ е алуминий). Имайки размери, надвишаващи диаметъра на отвора, щипката ще предотврати изваждането и падането на проводника в случай на дръпване.

Както можете да видите, енергоспестяващата крушка, дори след изтичане на срока на годност, може да донесе значителна полза за собственика си. UPS, сглобен на базата на неговите компоненти, може успешно да се използва като източник на енергия за безжичен електроинструмент или зарядно устройство.

Един от най-лесните начини за правене импулсна единица "направи си сам" захранване от "импровизирани средства" е промяна на енергоспестяваща лампа за такова захранване. Тъй като основната причина за повредата на компактните флуоресцентни лампи е изгарянето на една от нишките на крушката, почти всички от тях могат да бъдат преобразувани в импулсно захранване с необходимото напрежение. В това конкретен случай Преработвах електронната баластна верига на 15 ватова крушка в 12 волта 1 ампер импулсно захранване. Подобна промяна не изисква огромни усилия и много подробности, защото очакваната мощност на натоварване е по-малка от мощността на самата енергоспестяваща крушка.

Всеки производител на лампи има свои собствени комплекти части с определени номинални характеристики във веригите на произвежданите електронни баласти, но всички схеми са типични. Следователно в моята схема не дадох цялата верига на лампата, а посочих само типичното й начало и каишката на крушката на лампата. Електронната баластна верига е изчертана в черно и червено. Крушката и кондензаторът, свързани към две нишки, са маркирани в червено. Те трябва да бъдат премахнати. В зелено диаграмата показва елементите, които трябва да бъдат добавени. Кондензатор C1 - трябва да бъде заменен с по-голям капацитет, например 10-20u 400v.

В лявата страна на веригата са добавени предпазител и входен филтър. L2 е направен на пръстен от дънна платка, има две намотки по 15 навивки с жица от усукана двойка Ø - 0,5 мм. Пръстенът има външен диаметър 16 мм, вътрешен диаметър 8,5 мм и ширина 6,3 мм. Дросел L3 има 10 завъртания Ø - 1 мм, направени на пръстен от трансформатора на друга енергоспестяваща лампа. Трябва да изберете лампа с по-голям празен прозорец на дросела Tr1, тъй като ще трябва да се преобразува в трансформатор. Успях да навия 26 завъртания с Ø - 0,5 mm на всяка от половината на вторичната намотка. Този тип навиване изисква перфектно симетрични половинки на навиване. За да постигнете това, препоръчвам навиване вторична намотка веднага в два проводника, всеки от които ще служи като симетрична половина един на друг. Ляв транзистор без радиатори, т.к. прогнозният разход на верига е по-малък от мощността, която консумира лампата. Като тест, 5 метра RGB LED лента с консумация 12v 1A бяха свързани към максималното сияние за 2 часа.

Изпробвах 10W 900lm светодиоди с топла бяла светлина на AliExpress. Цената през ноември 2015 г. беше 23 рубли за брой. Поръчката дойде в стандартна чанта, проверих всички работещи.



За захранване на светодиоди в осветителни устройства се използват специални блокове - електронни драйвери, които представляват преобразуватели, които стабилизират тока, а не напрежението на изхода им. Но тъй като драйверите за тях (поръчах и на AliExpreess) все още бяха на път, реших да го захранвам от баласт от енергоспестяващи лампи. Имал съм няколко от тези дефектни лампи. което изгори нишката в крушката. Като правило преобразувателят на напрежение на такива лампи работи правилно и може да се използва като импулсно захранващо устройство или LED драйвер.
Разглобяваме флуоресцентната лампа.

За преработка взех 20 W лампа, чийто дросел лесно може да даде 20 W на товара. Не се изискват допълнителни модификации за 10W LED. Ако планирате да захранвате по-мощен светодиод, трябва да вземете преобразувателя от по-мощна лампа или да инсталирате дросел с голяма сърцевина.
Инсталирани джъмпери във веригата за запалване на лампата.

Навивах 18 завъртания на емайлиран проводник върху дросела, споявам проводниците на навитата намотка към диодния мост, захранвам мрежовото напрежение към лампата и измервам изходното напрежение. В моя случай устройството издава 9.7V. Свързах светодиода чрез амперметър, който показва тока, преминаващ през светодиода при 0.83A. Моят светодиод има работен ток от 900mA, но намалих тока, за да увеличи ресурса. Сглобих диоден мост на платката по шарнирен начин.

Схема за промяна.

Светодиодът е инсталиран върху термопаста върху металната сянка на стара настолна лампа.

Инсталирах захранващата платка и диодния мост в корпуса на настолната лампа.

Когато работите около час, температурата на светодиода е 40 градуса.

На око осветлението е като от лампа с нажежаема жичка от 100 вата.

Този светодиод настолна лампа работи от около месец. Засега всичко е наред и тогава времето ще покаже. В резултат получих безплатен LED драйвер. Когато дойдат фабричните шофьори, ще сравня работата им с домашни.
Всеки, който се интересува, може да гледа видеото.

С течение на времето, в жабката на всеки радиолюбител, огромно количество електронно пълнене от енергоспестяващи крушкии много от радиокомпонентите от тях могат да се използват активно в други радиолюбителски области. Така че генератор за високо напрежение от баласта на конвенционална енергоспестяваща лампа се сглобява за 5 минути и, вола, генераторът на Тесла вече е захранван.

Както показва практиката, флуоресцентните лампи работят от години. Но с течение на времето тяхната яркост намалява. Такива лампи, разбира се, все още могат да ви служат, докато крушката, пълна с инертен газ, не пробие с разряд с високо напрежение, но не е желателно да ги довеждате до това състояние, защото електронната част също може да изгори, но все пак може да се използва

Вътре в енергоспестяващото устройство има електронна схема - баласт. Това е готов усилващ преобразувател AC-DC с високо напрежение, необходимо е да се повишат стандартните 220 волта до 1000 волта. Внимание, на изхода му има животозастрашаващо напрежение, затова по време на експериментите бъдете изключително внимателни и винаги помнете за това.

За да сглобим генераторна верига за високо напрежение, ни е необходим линеен трансформатор, той може да бъде заимстван от единица за сканиране на линии, хората ги изхвърлят масово в момента, така че намирането на това изобщо не е проблем. Друг важен компонент на дизайна с високо напрежение е кондензаторът. Между другото, той може да бъде намерен и в единица за сканиране на линии, например 2200 pF 5 kV. Напрежението от баласта отива към намотката на линейния трансформатор не директно, а през кондензатор, такава връзка предпазва баластната верига. Предлагам да научите за правилното извличане на линейния трансформатор от видеото:

Използвайки мултицет върху трансформатора, намираме намотката с максимално съпротивление (с изключение на високо напрежението) и подаваме напрежение към нея от баласта. Такъв генератор с високо напрежение може да се използва при експерименти с електричество. Ако добавим две метални пръчки - получаваме „стълба на Яков“. Дори тя може да бъде сглобена, тъй като веригата може да захранва линеен трансформатор за дни, а напрежението на изхода на линеен трансформатор е 5 kV.

Схеми, устройство и работа на енергоспестяващи лампи

Компактните енергоспестяващи лампи работят по същия начин като конвенционалните флуоресцентни лампи, със същия принцип на преобразуване на електрическата енергия в светлина. Тръбата има два електрода в краищата, които се загряват до 900-1000 градуса и излъчват много електрони, ускорени от приложеното напрежение, които се сблъскват с атомите на аргон и живак. Получената нискотемпературна плазма в живачни пари се превръща в ултравиолетова радиация... Вътрешната повърхност на тръбата е покрита с фосфор, който преобразува ултравиолетовото лъчение във видима светлина. Той се подава към електродите променливо напрежениеследователно тяхната функция непрекъснато се променя: те стават анод, а след това катод. Генераторът на напрежението, подавано към електродите, работи с честота от десетки килогерца, следователно енергоспестяващи лампи в сравнение с конвенционалните флуоресцентни лампи, не трептете.

Нека анализираме работата на енергоспестяваща лампа, като използваме примера на най-често срещаната верига (лампа 11W).

Веригата се състои от силови вериги, които включват дросел срещу смущения L2, предпазител F1, диоден мост, състоящ се от четири диода 1N4007 и филтриращ кондензатор C4. Стартовата верига се състои от елементи D1, C2, R6 и динистор. D2, D3, R1 и R3 са защитни функции. Понякога тези диоди не са инсталирани, за да се спестят пари.

Когато лампата е включена, R6, C2 и динисторът образуват импулс, подаван към основата на транзистора Q2, което води до отварянето му. След стартиране тази част от веригата е блокирана от диод D1. Всеки път, когато Q2 се включи, C2 се разрежда. Това предотвратява повторното отваряне на динистора. Транзисторите задвижват трансформатора TR1, който се състои от феритен пръстен с три намотки от няколко завъртания. Нишката получава напрежение през кондензатора C3 от усилващата резонансна верига L1, TR1, C3 и C6. Тръбата светва при резонансната честота, определена от кондензатора С3, тъй като нейният капацитет е много по-малък от този на С6. В този момент напрежението в кондензатора C3 достига около 600V. По време на пускането пиковите токове са 3-5 пъти по-високи от нормалните, така че ако крушката е повредена, съществува риск от повреда на транзисторите.

Когато газът в тръбата е йонизиран, C3 практически се шунтира, така че честотата се понижава и генераторът се управлява само от кондензатора C6 и генерира по-малко напрежение, но все пак достатъчно, за да поддържа лампата да свети.
Когато лампата е включена, се включва първият транзистор, който насища сърцевината TR1. Обратната връзка към основата кара транзистора да се затвори. След това се отваря вторият транзистор, задвижван от противоположно свързаната намотка TR1 и процесът се повтаря.

Неизправности в енергоспестяващи лампи
Кондензаторът С3 често се проваля. Това обикновено се случва при лампите, които използват евтини компоненти, предназначени за ниско напрежение... Когато лампата спре да се възпламенява, съществува риск от повреда на транзистора Q1 и Q2 и в резултат на това R1, R2, R3 и R5. При стартиране на лампата генераторът често е претоварен и транзисторите често не могат да издържат на прегряване. Ако крушка на лампа откаже, електрониката обикновено също се разваля. Ако крушката е вече стара, една от спиралите може да изгори и лампата ще спре да работи. Електрониката в такива случаи, като правило, остава непокътната.
Понякога крушката на лампата може да бъде повредена поради деформация, прегряване, температурна разлика. Най-често лампите изгарят в момента, в който са включени.

Ремонти
Ремонтът обикновено се състои в подмяна на счупения кондензатор C3. Ако предпазителят изгори (понякога е под формата на резистор), транзисторите Q1, Q2 и резисторите R1, R2, R3, R5 вероятно са повредени. Вместо изгорял предпазител, можете да инсталирате резистор от няколко ома. Може да има няколко грешки наведнъж. Например, когато кондензатор се повреди, транзисторите могат да прегреят и да изгорят. Обикновено се използват транзистори MJE13003.

За да се направи режимът на лампата по-мек, може да бъде енергоспестяващата лампа