Обзор трансформаторов для галогенных ламп

Всё чаще для освещения квартир и офисов и для создания эффектной подсветки различных конструкций интерьера применяются галогенные лампы. Благодаря наполнению колбы специальным газом галогеном, увеличивается яркость свечения и срок службы ламп.

Небольшие размеры данных электроосветительных приборов позволяют монтировать их в различных местах, где из-за ограниченности свободного пространства использовать другие источники света не представляется возможным, а небольшой вес светильников не утяжеляет всю конструкцию, состоящую из хрупких декоративных материалов.

Ещё одно замечательное свойство галогеновых ламп – они имеют встроенный светоотражатель, что позволяет сделать свет направленным, с помощью чего появляется возможность создавать освещение, в котором сами светильники не попадают в поле зрения глаз, тем самым не раздражая их.

Номинальное напряжение галогенных ламп

Существуют галогенные светильники, работающие напрямую от сети 220 Вольт, а также подключающиеся через понижающий трансформатор. Номинальное рабочее напряжение у таких ламп бывает 6, 12, 24 Вольт.

Светильник галогенный на 12 вольт

Такие низковольтные электроосветительные приборы безопасно применять в условиях повышенной влажности – в саунах, банях, ванных комнатах и подвалах, а также для подсветки бассейна из-под воды. Единственная особенность, которая требует некоторых затрат – это необходимость использовать специальный блок питания (БП) – трансформатор для галогенных ламп.

Помимо номинального выходного напряжения, БП должен выдерживать расчётную нагрузку и обладать рядом других параметров и характеристик. Для питания галогенных ламп используются трансформаторы двух типов – тороидальные и электронные.

Тороидальный трансформатор

В тороидальном трансформаторе обмотки намотаны на кольцевой магнитопровод, являющийся геометрическим тором. Такой тип сердечника является наиболее экономичным и компактным, он создаёт наименьший уровень шума и обладает наибольшим КПД. Первичная обмотка включается в сеть, на выходе пониженное напряжение подаётся на нагрузку.

Такие трансформаторы неприхотливы в эксплуатации, достаточно надёжны из-за простоты конструкции, не боятся кратковременного перенапряжения и обрыва в цепи нагрузки, способны короткое время выдерживать короткое замыкание. К недостаткам следует отнести большие габариты и массу, значительный уровень шума и тепловыделения, невозможность без дополнительных средств добиться стабильных выходных параметров, независимых от количества подключённых светильников и всплесков сетевого напряжения.

Тороидальный трансформатор понижающий

Электронный трансформатор

Намного меньшими размерами, функцией плавного запуска, стабилизацией выходного напряжения обладают электронные трансформаторы, которые являются импульсными блоками питания.

Маркетологи для упрощения понимания выходных характеристик устройства и для сокращения названия стали называть импульсные БП электронными трансформаторами, потому что, в данных изделиях действительно используется трансформатор импульсных токов высокой частоты и электронная схема из полупроводниковых приборов, обеспечивающая слаженную работу всех компонентов.

Для понимания принципа стабилизации выходного напряжения и некоторых ограничений, которые присущи данным электронным схемам, нужно более подробно рассмотреть принцип работы электронного трансформатора.

Трансформатор понижающий электронный

Причина такого конструктивного решения

Существует множество схем импульсных БП, рассмотрение которых не входит в рамки данной статьи.

Главной отличительной особенностью, которая стала основополагающей причиной для применения данных схем, является одно из свойств тока высокой частоты – для его трансформации требуется намного меньшие размеры сердечника магнитопровода и небольшое количество обмоток трансформатора.

Разница в размерах столь значительна, что при одинаковой выходной мощности импульсный БП, включающий в себя высокочастотный трансформатор и электронную схему, имеет меньшие габариты и вес, чем обычный трансформатор, работающий на частоте сети 50 Гц.

Коротко принцип работы

Напряжение сети выпрямляется с помощью диодного моста и сглаживающих конденсаторов. Ток, проходя через открытый транзисторный ключ и первичную обмотку, насыщает магнитопровод сердечника, тем самым создавая электродвижущую силу на сигнальной обмотке, ток которой, заряжая конденсатор автоколебательного контура, повышает напряжение на обкладках конденсатора до значения, закрывающего транзистор.

Напряжение на сигнальной обмотке исчезает, и конденсатор разряжается через неё, при этом транзистор открывается снова, цикл повторяется с частотой несколько десятков тысяч Герц. Напряжение с вторичной обмотки может подключаться к лампам накаливания напрямую, а для питания электронных приборов применяется преобразование в постоянное напряжение 12В с помощью выпрямительных диодов.

Структурная схема ИБП

Существенный недостаток электронных трансформаторов

Следует заметить, что ток вторичной обмотки создаёт противодействующий магнитный поток, который увеличивает реактивное сопротивление первичной обмотки и имеет влияние на сигнальную обмотку, благодаря чему осуществляется стабилизация выходного напряжения.

При обрыве цепи нагрузки (если перегорит нить накала), баланс магнитных потоков будет нарушен, вследствие чего нарушится генерация импульсов. Исходя из вышесказанного, нужно обязательно помнить, что электронные трансформаторы для своей нормальной работы требуют нагрузки, подключенной к выходу устройства, иначе они могут выйти из строя.

Для осуществления правильного выбора данного электроприбора следует точно знать минимальное и максимальное значение предполагаемой мощности подключаемых ламп, и сопоставлять его с указанными в паспорте допустимыми значениями.

Схема подключения светильника к галогенной лампе

Благодаря усложнению электронных схем, стало возможным осуществлять плавный запуск ламп, защиту от перегрузки и обрыва цепи, стабилизацию выходного напряжения. Поэтому, нужно интересоваться наличием данных опций, приобретая трансформатор для галогенных ламп.

Расчёт трансформатора

Включение трансформатора осуществляется одноклавишным выключателем сетевого напряжения. Расчёт мощности осуществляется по простой формуле – нужно суммировать мощности планируемых светильников, и выбрать трансформатор с некоторым запасом в 10-30%, из стандартизированного ряда значений мощности выпускаемых блоков питания: 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300, 400 (Вт).

Известно, что при малом питающем напряжении, для обеспечения номинальной мощности ламп требуется намного больший ток, чем при сетевом напряжении. Соответственно, поперечное сечение провода должно быть рассчитано для данного значения тока.

Подключают галогенные светильники параллельно (звездой), каждая лампа отдельным кабелем к трансформатору. Данные кабели должны быть одинаковой длины и сечения, иначе яркость ламп будет разной. Самым простым способом будет подключения одной лампы к одному трансформатору, или разделение светильников на группы, по несколько штук на один БП.

Для нормального охлаждения трансформатора объём свободного пространства вокруг электроприбора должен быть не меньше 12 литров.

Некоторые характеристики трансформатора для галогенных ламп

Расчёт параметров проводов

При подключении низковольтных ламп существенную роль играет падение напряжения на проводе, поэтому провода нужно выбирать как можно короче, но не ближе чем 20 см до лампы, во избежание влияния выделяемого, светильником тепла на трансформатор.

Таблица выбора сечения  провода (мм2) зависимость от длины кабеля и мощности лампы

Допустимым падением напряжения ΔU(%) является 5%. Не вдаваясь в подробности алгебраических вычислений, можно воспользоваться формулой для расчёта максимальной допустимой длины провода L, исходя из известной мощности P, напряжения U и сечения медного проводника S, пренебрегая активным сопротивлением:

L =5*S*U²/(3,6*P) – максимальная длина в метрах.

Формула для расчета сечения, имея фиксированную длину:

S= L*3,6*P/(5*U²) – минимальная площадь сечения в мм².

Похожие статьи

Поделитесь статьей с друзьями:

7 комментарии к “Обзор трансформаторов для галогенных ламп

  1. I used to make a move really similar to this program while i was a kindergarten trainer!

  2. This actually answered my drawback, thanks!

  3. A lot of thanks for each of your labor on this web site. My mom really likes going through internet research and it’s really easy to see why. Most of us notice all regarding the lively medium you make functional items through your blog and as well as attract participation from visitors about this area then our own girl has always been learning a lot of things. Have fun with the rest of the new year. You have been doing a dazzling job.

  4. I intended to send you a little note in order to thank you very much over again regarding the remarkable secrets you have contributed in this article. It is really incredibly open-handed with you to offer extensively precisely what a few people would have advertised for an e-book in making some dough for their own end, precisely given that you could have tried it if you decided. The creative ideas as well worked to be a good way to fully grasp that most people have the identical dreams much like my very own to know a good deal more on the topic of this condition. I believe there are lots of more pleasurable opportunities ahead for many who scan your blog post.

  5. michael kors handbags

    Thank you so much for providing individuals with remarkably memorable possiblity to read articles and blog posts from this site. It is often very fantastic and jam-packed with amusement for me personally and my office acquaintances to visit your site the equivalent of thrice in a week to see the latest guides you will have. And of course, I’m actually motivated considering the amazing information served by you. Some 3 areas in this post are absolutely the very best I’ve had.

  6. Good post. I learn something more difficult on totally different blogs everyday. It can all the time be stimulating to learn content from different writers and apply somewhat something from their store. I抎 choose to make use of some with the content on my blog whether or not you don抰 mind. Natually I抣l offer you a hyperlink on your net blog. Thanks for sharing.

  7. michael kors handbags

    I was more than happy to seek out this internet-site.I wished to thanks to your time for this wonderful learn!! I positively having fun with every little little bit of it and I have you bookmarked to check out new stuff you blog post.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *