V tomto článku nájdete Detailný popis proces výroby spínaných zdrojov rôzneho výkonu na základe elektronického predradníka kompaktnej žiarivky.
Spínaný zdroj s výkonom 5 ... 20 W dokážete vyrobiť za menej ako hodinu. Vytvorenie 100-wattového zdroja bude trvať niekoľko hodín.

V súčasnej dobe sú široko používané kompaktné žiarivky (CFL). Na zmenšenie veľkosti predradníkovej tlmivky používajú obvod vysokofrekvenčného meniča napätia, ktorý dokáže výrazne zmenšiť veľkosť tlmivky.

V prípade poruchy elektronického predradníka sa dá jednoducho opraviť. Keď však samotná žiarovka zlyhá, žiarovka sa zvyčajne vyhodí.

Elektronický predradník takejto žiarovky je však takmer hotový spínaný zdroj (PSU). Jediný rozdiel medzi elektronickým predradníkom a skutočným impulzným napájacím zdrojom je absencia izolačného transformátora a usmerňovača, ak je to potrebné.

Zároveň majú moderní rádioamatéri veľké ťažkosti pri hľadaní výkonových transformátorov na napájanie svojich domácich produktov. Aj keď sa nájde transformátor, jeho previnutie si vyžaduje použitie veľkého množstva medeného drôtu a hmotnostné rozmery výrobkov zostavených na základe výkonových transformátorov nie sú povzbudivé. Ale v drvivej väčšine prípadov môže byť výkonový transformátor nahradený impulzným zdrojom energie. Ak sa na tieto účely použije predradník z chybných CFL, úspory budú značné, najmä pokiaľ ide o transformátory s výkonom 100 wattov alebo viac.

Rozdiel medzi obvodom CFL a pulzným napájaním

Toto je jedna z najbežnejších elektrické obvody energeticky úsporné žiarovky. Na transformáciu obvodu CFL na impulzný zdroj stačí nainštalovať iba jednu prepojku medzi body A - A 'a pridať impulzný transformátor s usmerňovačom. Položky, ktoré je možné vymazať, sú označené červenou farbou.

A toto je už dokončený obvod impulzného napájacieho zdroja, zostavený na základe CFL pomocou prídavného impulzného transformátora.

Pre jednoduchosť bola odstránená žiarivka a niekoľko častí a nahradené prepojkou.

Ako vidíte, obvod CFL nevyžaduje veľké zmeny. Ďalšie prvky zavedené do schémy sú označené červenou farbou.

Aký napájací zdroj môže byť vyrobený z CFL?

Výkon napájacieho zdroja je obmedzený celkovým výkonom impulzného transformátora, maximálnym povoleným prúdom kľúčových tranzistorov a veľkosťou chladiča, ak je použitý.

Malý zdroj energie je možné vybudovať navíjaním sekundárneho vinutia priamo na rám existujúcej tlmivky.

Ak okno tlmivky neumožňuje navíjanie sekundárneho vinutia, alebo ak potrebujete postaviť napájací zdroj s výkonom, ktorý výrazne prevyšuje výkon CFL, budete potrebovať dodatočný impulzný transformátor.

Ak potrebujete získať napájací zdroj s výkonom viac ako 100 wattov a používa sa predradník z 20-30 wattovej žiarovky, s najväčšou pravdepodobnosťou budete musieť vykonať menšie zmeny v obvode elektronického predradníka.

Zvlášť môže byť potrebné nainštalovať výkonnejšie diódy VD1-VD4 do usmerňovača vstupného mostíka a previnúť vstupnú tlmivku L0 hrubším vodičom. Ak je prúdové zosilnenie tranzistorov nedostatočné, potom bude potrebné zvýšiť základný prúd tranzistorov znížením hodnôt odporov R5, R6. Okrem toho budete musieť zvýšiť výkon rezistorov v obvodoch základne a emitora.

Ak frekvencia generovania nie je príliš vysoká, môže byť potrebné zvýšiť kapacitu blokovacích kondenzátorov C4, C6.

Impulzný transformátor pre napájanie

Vlastnosťou polomostových spínaných zdrojov s vlastným budením je schopnosť prispôsobiť sa parametrom použitého transformátora. A skutočnosť, že reťaz spätná väzba neprejde našim domácim transformátorom a úplne zjednoduší úlohu výpočtu transformátora a nastavenia jednotky. Napájacie zdroje zostavené podľa týchto schém odpúšťajú chyby vo výpočtoch až do 150% a vyššie. Vyskúšané v praxi.

Neznepokojujte sa! Pulzný transformátor môžete navíjať počas sledovania jedného filmu alebo ešte rýchlejšie, ak sa chystáte na túto monotónnu prácu sústredene.

Kapacita vstupného filtra a zvlnenie napätia

Vo vstupných filtroch elektronických predradníkov sa kvôli úspore miesta používajú malé kondenzátory, od ktorých závisí veľkosť zvlnenia napätia s frekvenciou 100 Hz.

Aby ste znížili úroveň zvlnenia napätia na výstupe PSU, musíte zvýšiť kapacitu vstupného filtra. Je žiaduce, aby na každý watt zdroja energie existoval jeden mikrofarad. Zvýšenie kapacity C0 bude mať za následok zvýšenie špičkového prúdu pretekajúceho cez usmerňovacie diódy v momente zapnutia napájania. Na obmedzenie tohto prúdu je potrebný odpor R0. Ale výkon pôvodného odporu CFL je pre takéto prúdy malý a mal by byť nahradený silnejším.

Ak chcete vybudovať kompaktný napájací zdroj, môžete použiť elektrolytické kondenzátory používané v zábleskových lampách filmových „mallnitov“. Jednorazové kamery Kodak majú napríklad miniatúrne kondenzátory bez identifikačných značiek, ale ich kapacita je až 100 µF pri 350 voltoch.

Napájací zdroj s výkonom blízkym pôvodnému CFL môže byť zostavený bez navíjania samostatného transformátora. Ak má originálna tlmivka v okienku magnetického obvodu dostatok voľného miesta, potom môžete namotať niekoľko desiatok závitov drôtu a získať napríklad napájací zdroj pre nabíjačku alebo malý výkonový zosilňovač.

Obrázok ukazuje, že jedna vrstva izolovaného drôtu bola navinutá cez existujúce vinutie. Použil som drôt MGTF (lanko s fluoroplastovou izoláciou). Týmto spôsobom však môžete získať výkon len niekoľko wattov, pretože väčšina okna bude obsadená izoláciou drôtu a prierez samotnej medi bude malý.

Ak je potrebný väčší výkon, môže sa použiť obyčajný medený lakovaný navíjací drôt.

Pozor! Pôvodné vinutie tlmivky je pod sieťovým napätím! Pri revízii opísanej vyššie sa určite starajte o spoľahlivú izoláciu medzi vinutiami, najmä ak je sekundárne vinutie navinuté obyčajným lakovaným drôtom vinutia. Aj keď je primárne vinutie pokryté syntetickou ochrannou fóliou, je potrebná ďalšia papierová podložka!

Ako vidíte, vinutie tlmivky je potiahnuté syntetickou fóliou, aj keď často nie je vinutie týchto tlmiviek chránené vôbec ničím.

Cez fóliu navinieme dve vrstvy elektrokartónu s hrúbkou 0,05 mm alebo jednu vrstvu s hrúbkou 0,1 mm. Ak nie je elektrická lepenka, použijeme akýkoľvek papier, ktorý je vhodný pre hrúbku.

Navíjame sekundárne vinutie budúceho transformátora na izolačné tesnenie. Prierez drôtu by mal byť zvolený čo najväčší. Počet závitov sa vyberá experimentálne, pretože ich bude málo.

Takto som bol schopný získať energiu pri zaťažení 20 wattov pri teplote transformátora 60 ° C a tranzistory - 42 ° C. Získať ešte väčší výkon pri primeranej teplote transformátora neumožnila príliš malá plocha okna magnetického obvodu a výsledný prierez vodiča.

Príkon dodávaný do záťaže je 20 wattov.
Frekvencia vlastného kmitania bez zaťaženia - 26 kHz.
Frekvencia vlastného kmitania pri maximálnom zaťažení - 32 kHz
Teplota transformátora - 60 ° C
Teplota tranzistora - 42 ° С

Pre zvýšenie výkonu napájacieho zdroja sme museli navinúť pulzný transformátor TV2. Okrem toho som zvýšil kapacitu filtra sieťového napätia C0 na 100µF.

Keďže účinnosť napájacieho zdroja nie je vôbec 100%, bolo potrebné na tranzistory upevniť nejaké žiariče.

Koniec koncov, ak je účinnosť jednotky dokonca 90%, budete stále musieť rozptýliť 10 wattov energie.

Nemal som šťastie, v mojom elektronickom predradníku boli nainštalované tranzistory 13003 poz. 1 takéhoto dizajnu, ktoré sú zjavne určené na pripevnenie k chladiču pomocou tvarovaných pružín. Tieto tranzistory nepotrebujú rozpery, pretože nie sú vybavené kovovou podložkou, ale oveľa horšie uvoľňujú teplo. Nahradil som ich tranzistormi 13007 poz.2 s otvormi, aby sa dali priskrutkovať k radiátorom obyčajnými skrutkami. Okrem toho majú 13007 niekoľkonásobne vyššie maximálne prípustné prúdy.

Ak chcete, môžete bezpečne naskrutkovať oba tranzistory na jeden radiátor. Skontroloval som, či to funguje.

Len kryty oboch tranzistorov musia byť izolované od krytu chladiča, aj keď je chladič vo vnútri krytu elektronického zariadenia.

Je vhodné ho upevniť skrutkami M2,5, na ktoré musíte najskôr nasadiť izolačné podložky a kusy izolačnej trubice (cambric). Je povolené používať teplovodivú pastu KPT-8, pretože nevedie prúd.

Pozor! Tranzistory sú pod sieťovým napätím, preto musia izolačné tesnenia zabezpečiť podmienky elektrickej bezpečnosti!

Falošné odpory zaťaženia sú ponorené do vody, pretože ich výkon je nedostatočný.
Výkon pridelený záťaži je 100 wattov.
Frekvencia vlastného kmitania pri maximálnom zaťažení - 90 kHz.
Frekvencia vlastného kmitania bez zaťaženia - 28,5 kHz.
Teplota tranzistorov je 75ºC.
Plocha žiariča každého tranzistora je 27 cm².
Teplota tlmivky TV1 - 45 ° C.
TV2 - 2000NM (Ø28 x Ø16 x 9 mm)

Usmerňovač

Všetky sekundárne usmerňovače polovodičového spínacieho zdroja musia byť plné vlny. Ak táto podmienka nie je splnená, magnetický vodič môže vstúpiť do saturácie.

Existujú dva bežné obvody celovlnného usmerňovača.

1. Schéma mosta.
2. Schéma s nulovým bodom.

Mostíkový obvod ušetrí meter drôtu, ale rozptýli dvakrát toľko energie na diódy.

Obvod nulového bodu je ekonomickejší, ale vyžaduje dve dokonale symetrické sekundárne vinutia. Asymetria v počte závitov alebo umiestnení môže viesť k nasýteniu magnetického obvodu.

Sú to však práve obvody s nulovým bodom, ktoré sa používajú, keď je potrebné získať veľké prúdy pri nízkom výstupnom napätí. Potom sa pre dodatočnú minimalizáciu strát namiesto klasických kremíkových diód používajú Schottkyho diódy, na ktorých je úbytok napätia dvakrát až trikrát menší.

Príklad.
Usmerňovače počítačových zdrojov sú vyrobené podľa schémy nulového bodu. S výkonom 100 wattov a napätím 5 voltov môže 8 wattov rozptýliť aj na Schottkyho diódach.

100/5 * 0,4 = 8 (Watt)

Ak použijeme mostový usmerňovač a dokonca aj bežné diódy, potom môže výkon rozptýlený na diódach dosiahnuť 32 wattov alebo dokonca viac.

100/5 * 0,8 * 2 = 32 (Watt).

Na to si dajte pozor pri navrhovaní zdroja, aby ste neskôr nehľadali, kde zmizla polovica výkonu.

V usmerňovačoch nízkeho napätia je lepšie použiť obvod nulového bodu. Navyše pri ručnom navíjaní jednoducho naviniete na dva drôty. Navyše spínacie diódy s vysokým výkonom nie sú lacné.

Ako správne pripojiť spínaný zdroj do siete?

Na nastavenie spínaných zdrojov zvyčajne používajú nasledujúcu schému zapojenia. Žiarovka sa tu používa ako predradník s nelineárnou charakteristikou a chráni UPS pred zlyhaním počas abnormálnych situácií. Výkon lampy sa zvyčajne volí blízko výkonu testovaného impulzného napájacieho zdroja.

Keď jednotka impulzného napájania pracuje pri voľnobehu alebo pri nízkom zaťažení, odpor kakaového vlákna žiarovky je malý a neovplyvňuje činnosť jednotky. Keď sa z nejakého dôvodu zvýši prúd kľúčových tranzistorov, špirála lampy sa zahreje a jej odpor sa zvýši, čo vedie k obmedzeniu prúdu na bezpečnú hodnotu.

Tento nákres znázorňuje schému stojana na testovanie a nastavenie impulzných napájacích zdrojov, ktoré spĺňajú normy elektrickej bezpečnosti. Rozdiel medzi týmto obvodom a predchádzajúcim je v tom, že je vybavený izolačným transformátorom, ktorý zabezpečuje galvanické oddelenie skúmaného UPS od osvetľovacej siete. Prepínač SA2 umožňuje zablokovať lampu, keď zdroj dodáva viac energie.

Dôležitou operáciou pri testovaní PSU je fiktívny záťažový test. Ako záťaž je vhodné použiť výkonné odpory ako PEV, PPB, PSB atď. Tieto "sklokeramické" odpory sa dajú ľahko nájsť na trhu rádií pre ich zelenú farebnú schému. Červené čísla predstavujú stratový výkon.

Zo skúseností je známe, že z nejakého dôvodu výkon ekvivalentnej záťaže vždy nestačí. Vyššie uvedené rezistory môžu na obmedzený čas rozptýliť výkon dvoj- až trojnásobok nominálnej hodnoty. Keď je napájacia jednotka zapnutá na dlhú dobu, skontrolujte tepelné podmienky a výkon ekvivalentnej záťaže je nedostatočný, potom môžu byť odpory jednoducho ponorené do vody.

Dávajte pozor, aby ste sa nespálili!
Koncové odpory tohto typu sa môžu zahriať na teplotu niekoľko stoviek stupňov bez akýchkoľvek vonkajších prejavov!
To znamená, že si nevšimnete žiadny dym alebo zmenu farby a môžete sa pokúsiť dotknúť rezistora prstami.

Ako nastaviť spínaný zdroj?

V skutočnosti napájací zdroj, zostavený na základe prevádzkyschopného elektronického predradníka, nevyžaduje špeciálne nastavenie.

Musí byť pripojený k figuríne a uistiť sa, že zdroj je schopný dodávať menovitý výkon.

Počas chodu pri maximálnom zaťažení je potrebné sledovať dynamiku nárastu teploty tranzistorov a transformátora. Ak sa transformátor príliš zahrieva, musíte buď zväčšiť prierez drôtu, alebo zvýšiť celkový výkon magnetického obvodu alebo oboje.

Ak sú tranzistory veľmi horúce, musíte ich nainštalovať na radiátory.

Ak sa ako pulzný transformátor používa domáca tlmivka z CFL a jej teplota presahuje 60 ... 65 ° C, je potrebné znížiť výkon záťaže.

Aký je účel prvkov obvodu spínacieho zdroja?

R0 - obmedzuje špičkový prúd pretekajúci cez usmerňovacie diódy v momente zopnutia. V CFL tiež často funguje ako poistka.

VD1… VD4 je mostíkový usmerňovač.

L0, C0 - výkonový filter.

R1, C1, VD2, VD8 - štartovací obvod meniča.

Spúšťací uzol funguje nasledovne. Kondenzátor C1 sa nabíja zo zdroja cez odpor R1. Keď napätie na kondenzátore C1 dosiahne prierazné napätie dinistora VD2, dinistor sa odblokuje a odomkne tranzistor VT2, čo spôsobí samoosciláciu. Po nástupe generácie sú na katódu diódy VD8 aplikované obdĺžnikové impulzy a negatívny potenciál spoľahlivo blokuje dinistor VD2.

R2, C11, C8 - uľahčujú spustenie prevodníka.

R7, R8 - zlepšujú blokovanie tranzistorov.

R5, R6 - obmedzujú základný prúd tranzistorov.

R3, R4 - zabraňujú saturácii tranzistorov a pôsobia ako poistky pri poruche tranzistorov.

VD7, VD6 - chráni tranzistory pred spätným napätím.

TV1 je transformátor spätnej väzby.

L5 - predradníková tlmivka.

C4, C6 - blokovacie kondenzátory, na ktorých je napájacie napätie polovičné.

TV2 je pulzný transformátor.

VD14, VD15 - impulzné diódy.

C9, C10 - filtračné kondenzátory.

Tu je ďalší dizajn využívajúci mikroobvod 555. Zariadenie je menič napätia DC-AC, ktorý je určený na napájanie energeticky úsporných žiaroviek z nízkeho napätia. Rozsah vstupného napätia 8-18 voltov (optimálne 12 voltov). Na výstupe z transformátora, striedavé napätie vysoká frekvencia rádovo 400 voltov. Jedná sa o jednoduchý a stabilný jednopólový menič napätia, ktorý možno použiť pri výletoch do terénu alebo v aute.

Napriek kompaktným rozmerom a jednoduchosti prevedenia menič vyvinie dostatočne vysoký výkon, ktorý priamo závisí od konkrétneho typu použitého kľúča. S použitím výkonného tranzistora s efektom poľa radu IRF3205 dosahuje výkon 70 wattov. V mojom prípade bol použitý tranzistor IRFZ48, s výkonom nie je väčší ako 50 wattov. Neodporúča sa zvyšovať výkon viac ako 70 wattov, pretože bude potrebné znova vypočítať parametre impulzného transformátora.

Časovač 555 funguje ako generátor štvorcových vĺn. Impulzy sú zosilnené výkonným prepínačom poľa. Tranzistor musí byť inštalovaný na chladiči. Impulzný transformátor pozostáva len z dvoch vinutí. Primárne vinutie pozostáva zo 7 závitov. Pre pohodlie navíjania boli použité 3 jadrá drôtu s priemerom 0,5 mm. Toto riešenie šetrí miesto. Ďalej je zosilňovacie vinutie navinuté na primárne vinutie. Toto vinutie pozostáva z 80 závitov drôtu s priemerom 0,2 mm. Vinutie môže byť navinuté vo veľkom bez dodatočných izolačných vrstiev.

Jadro bolo použité zo starého ATX zdroja. Najprv musíte odspájkovať transformátor z blokovej dosky a rozobrať ho. Feritové polovice sú k sebe pevne zlepené, takže je potrebné ich trochu zahriať. Musíte ho opatrne zahriať (zapaľovačom alebo silnou spájkovačkou).

Potom musíte odstrániť všetky vinutia a navinúť tie, ktoré potrebujete. Takýto konvertor s jedným koncom môže napájať pomerne silné neónové trubice až do 50 wattov. Menič je možné použiť aj pre napájanie a iné elektrické zariadenia vrátane tých, ktoré sú určené na konštantné napätie, len v tomto prípade je na výstupe potrebný usmerňovač.

Autor článku názorne ukázal, ako rozobrať a za čo sa dá získať opätovné použitie zo starej energeticky úspornej žiarovky. Časť peňazí zaplatených za túto lampu tak môžete "vrátiť" v riadnom čase. Ak je možné zachrániť puzdro so základňou, potom sa dá použiť na výrobu iných svietidiel. Teraz je v móde robiť to sami LED žiarovka z improvizovaných prostriedkov.

Vyhorená úsporná žiarivka

Ahoj všetci,

Dnes vám chcem ukázať, ako môžete z týchto peňazí, ktoré ste investovali do energeticky úspornej žiarivky, vyťažiť čo najviac tým, že po vyhorení vyberiete jej užitočné časti.

Cieľ:

Účelom tohto Instructable je ukázať vám zdroj voľných dielov, ktoré môžete použiť pre svoje ďalšie projekty, a znížiť straty energie.

Tieto diely môžete získať z energeticky úsporných žiaroviek:

• Kondenzátory
• Diódy
• Tranzistory
• Cievky

Požadované nástroje:

• plochý skrutkovač alebo píla / rezací nástroj
• odspájkovacie čerpadlo
• spájkovačka

Pre svoju vlastnú bezpečnosť si prečítajte nasledujúci text. Nechcem, aby sa ľudia zranili, tak čítajte ďalej a buďte opatrní.

súbor Readme:

• Pred štartom sa uistite, že sú sklenené telá úspornej žiarovky rozbité! Ak je rozbitá, musíte ju uzavrieť do vrecka alebo nejakého druhu nádoby, aby ste sa vyhli vystaveniu ortuti vo vnútri lampy.
• Buďte veľmi opatrní, aby ste nepoškodili sklo a kryt lampy! Nepokúšajte sa lampu otvárať otáčaním skla tela alebo sa ho pokúšať rozbiť alebo inak.
• Nepokúšajte sa otvoriť lampu ihneď po vyhorení. Obsahuje vysokonapäťový kondenzátor, ktorý je potrebné najskôr vybiť! Nedotýkaj sa vytlačená obvodová doska ak neviete, či je kondenzátor nabitý, alebo by ste mohli dostať elektrický šok!

• Myslím si, že najlepšia rada Ak chcete zlikvidovať vyhorené alebo rozbité úsporné žiarovky, vložte ich do nádoby (napríklad vedra s vekom alebo podobne) a nádobu uložte na bezpečné miesto, kým nenájdete miesto na ich recykláciu.
• Úsporné žiarovky prosím nevyhadzujte do odpadkového koša! Energeticky úsporné žiarivky sú nebezpečné pre životné prostredie a môžu poškodiť ľudí!

Krok 2: otvorte kryt lampy

Demontáž starej energeticky úspornej žiarovky

OK. Začnime. Pozrime sa najskôr na prípady. Väčšina puzdier je buď zlepená alebo zaistená dohromady. (Moje boli narezané ako väčšina ostatných žiaroviek, ktoré mám stále otvorené.)

Puzdro by ste mali byť schopní otvoriť otvorením skrutkovačom alebo rozrezaním pílou.

V oboch prípadoch musíte dávať pozor, aby ste nepoškodili sklenené telo! Buďte veľmi opatrní.

Po otvorení puzdra stačí prestrihnúť drôty vedúce k sklenenej vitríne, aby ste ho mohli uložiť na bezpečné miesto, aby ste sa tohto nebezpečenstva zbavili.

Krok 3: vyberte PCB z puzdra

Niekedy sa korpus nedá zachrániť.
Pripravené na spájkovanie dosky ovládača energeticky úspornej žiarovky.

Teraz musíte vybrať dosku z puzdra.

Buďte veľmi opatrní, aby ste sa nedotkli PCB holými rukami! Na doske je vysokonapäťový kondenzátor (na fotografii je vidieť veľký elektrolytický kondenzátor), ktorý by ešte mohol byť! Skúste ho odstrániť z okruhu prerezaním nôh a uložením na bezpečné miesto. (Nedotýkajte sa nohami!)

Po odstránení vysokonapäťového kondenzátora z dosky sa už nie je čoho báť. Teraz môžete pristúpiť k rozpojeniu všetkých užitočných prvkov.

Krok 4: Rozpájkujte všetky užitočné časti

Detaily, ktoré boli nespájkované

Teraz si vezmite vlastnú spájkovačku a odspájkovacie čerpadlo a náhradné diely.

Ako môžete vidieť na obrázku, na DPS je veľa užitočných častí, takže by ste mali byť schopní zostaviť veľké množstvo užitočné prvky pre tvoj projekt :)

Takže to je všetko. Dúfam, že som vám mohol nejaké poskytnúť užitočné rady a dúfam, že sa vám môj Instructable páčil :)

• Čo sa dá vyrobiť zo starých striekačiek. (0)
  Zoznámte sa. Stojan na mikrofón, pištoľ a produktívny krájač zeleniny. Všetko zo starých striekačiek. Zdá sa, že to nie je nič zvláštne, ale môže to skrášliť [...]
• Ďalšia užitočná vec z hliníkovej plechovky. Objednali ste si pukance? (0)
  Z čoho sa dá ešte vyrobiť hliníkové plechovky... Alebo iný spôsob, ako vyrobiť popcorn vlastnými rukami. Mať dve plechovky a nižšie uvedené pokyny [...]

Výpadok batérie akumulátorového skrutkovača alebo iného elektrického náradia nie je práve najpríjemnejšou udalosťou, najmä ak si uvedomíte, že náklady na výmenu tohto prvku sú primerané cene nového zariadenia. Ale možno sa dá vyhnúť neplánovaným výdavkom? Je to celkom možné, ak batériu nahradíte jednoduchým podomácky vyrobeným energeticky úsporným pulzným zdrojom, pomocou ktorého je možné náradie nabíjať zo siete. A komponenty k nemu nájdete v cenovo dostupnom a všadeprítomnom produkte – tomto.

Energeticky úsporný zdroj predradníka žiarovky

DIY žiarivka UPS

Vo väčšine prípadov by sa pri montáži UPS mala elektronická tlmivka EPRA len mierne zmeniť (s dvojtranzistorovým obvodom) pomocou prepojky a potom pripojiť k impulznému transformátoru a usmerňovaču. Niektoré komponenty sú jednoducho odstránené ako zbytočné.

Domáci napájací zdroj

Pre slabé napájacie zdroje (od 3,7 V do 20 wattov) sa zaobídete bez transformátora. Bude stačiť pridať niekoľko závitov drôtu do magnetického obvodu tlmivky, ktorý je k dispozícii v predradníku lampy, ak je na to, samozrejme, miesto. Nové vinutie je možné vykonať priamo nad existujúcim.

Na to je ideálny drôt značky MGTF s fluoroplastovou izoláciou. Zvyčajne je potrebných málo drôtov, zatiaľ čo takmer celý lúmen magnetického obvodu je obsadený izoláciou, čo určuje nízky výkon takýchto zariadení. Na jeho zvýšenie potrebujete impulzný transformátor.

Pulzný transformátor

Vlastnosťou opísanej verzie UPS je schopnosť do určitej miery prispôsobiť sa parametrom transformátora, ako aj absencia spätnoväzbového obvodu prechádzajúceho týmto prvkom. Takáto schéma pripojenia umožňuje robiť bez obzvlášť presného výpočtu transformátora.

Ako ukázala prax, aj pri hrubých chybách (odchýlky väčšie ako 140 % boli povolené) môže UPS dostať druhú životnosť a ukázalo sa, že je efektívne.

Transformátor je vyrobený na základe rovnakej tlmivky, na ktorej je sekundárne vinutie navinuté z lakovaného medeného drôtu vinutia. V tomto prípade je dôležité venovať osobitnú pozornosť izolácii medzi vinutiami z papierového tesnenia, pretože "natívne" vinutie tlmivky bude pracovať pod sieťovým napätím.

Aj keď je pokrytá syntetikou ochranný film, na to musíte ešte navinúť niekoľko vrstiev elektrokartónu alebo aspoň obyčajného papiera s celkovou hrúbkou 100 mikrónov (0,1 mm) a už na papier môžete položiť lakovaný drôt nového vinutia .

Priemer drôtu by mal byť čo najväčší. V sekundárnom vinutí nebude veľa závitov, takže ich optimálny počet je možné vybrať empiricky.

Pomocou týchto materiálov a technológie môžete získať napájaciu jednotku s výkonom 20 wattov alebo o niečo viac. V. tento prípad jeho hodnota je obmedzená plochou okna magnetického obvodu a teda maximálnym priemerom drôtu, ktorý tam možno umiestniť.

Usmerňovač

Aby sa predišlo saturácii magnetického obvodu, v UPS sa používajú iba plnovlnné výstupné usmerňovače. V prípade, že pulzný transformátor pracuje na zníženie napätia, najhospodárnejší obvod je s nulovým bodom, ale na jeho realizáciu bude potrebné vyrobiť dve úplne symetrické sekundárne vinutia. S ručným navíjaním ho naviniete na dva drôty.

Štandardný usmerňovač, zostavený podľa schémy „diódového mostíka“ z bežných kremíkových diód, nie je vhodný pre spínaný UPS, keďže zo 100 W prenášaného výkonu (pri napätí 5 V) stratí cca 32 W resp. viac. Zbierajte rovnaký usmerňovač na výkonnom pulzné diódy bude príliš drahé.

Nastavenie UPS

Po zložení UPS musí byť pripojený na maximálnu záťaž a skontrolovať, ako horúce sú tranzistory a transformátor. Limit pre transformátor je 60 - 65 stupňov, pre tranzistory - 40 stupňov. Pri prehriatí transformátora sa zväčší prierez vodiča alebo celkový výkon magnetického obvodu, prípadne sa obe činnosti vykonajú súčasne. Ak je transformátor vyrobený z predradníkovej tlmivky lampy, zvýšenie prierezu vodiča s najväčšou pravdepodobnosťou nebude fungovať a budete musieť obmedziť pripojenú záťaž.

Ako vyrobiť LED PSU so zvýšeným výkonom

Niekedy štandardný výkon elektronického predradníka lampy nestačí. Predstavte si situáciu: máte 23 W a potrebujete získať zdroj pre nabíjačku s parametrami 12V / 8A.

Aby ste mohli uskutočniť naše plány, budete musieť dostať počítačová jednotka jedlo, ktoré sa z akéhokoľvek dôvodu ukázalo ako nenárokované. Napájací transformátor by mal byť odstránený z tohto bloku spolu s reťazou R4C8, ktorý plní funkciu ochrany výkonových tranzistorov pred prepätím. Výkonový transformátor by mal byť pripojený k elektronickému predradníku namiesto tlmivky.

Experimentálne sa zistilo, že daný typ UPS vám umožňuje odobrať energiu až do 45 W s miernym prehriatím tranzistorov (do 50 stupňov).

Aby sa predišlo prehriatiu, je potrebné nainštalovať transformátor so zväčšenou jadrovou časťou do základne tranzistorov a namontovať samotné tranzistory na radiátor.

Možné chyby

Ako už bolo spomenuté, zaradenie klasického nízkofrekvenčného diódového mostíka ako výstupného usmerňovača do obvodu je nepraktické a pri zvýšenom výkone UPS sa to o to viac neoplatí robiť.

Je tiež zbytočné pokúšať sa kvôli zjednodušeniu obvodu navíjať základné vinutia priamo na výkonový transformátor... Pri absencii záťaže dôjde k významným stratám v dôsledku skutočnosti, že do báz tranzistorov bude prúdiť maximálny prúd.

Použitý transformátor so zvýšením zaťažovacieho prúdu tiež zvyšuje prúd v bázach tranzistorov. Prax ukazuje, že keď záťažový výkon dosiahne 75 W, dochádza k saturácii v magnetickom obvode transformátora. To vedie k zhoršeniu charakteristík tranzistorov a ich prehrievaniu.

Aby ste tomu zabránili, môžete prúdový transformátor navinúť sami, zdvojnásobením prierezu jadra alebo spojením dvoch krúžkov. Môžete tiež zdvojnásobiť priemer drôtu.

Existuje spôsob, ako sa zbaviť základného transformátora, ktorý slúži strednej funkcii. Za týmto účelom je prúdový transformátor pripojený cez výkonový odpor k oddelenému vinutiu ohrievača energie, čím sa realizuje obvod spätnej väzby napätia. Nevýhoda túto možnosť je, že prúdový transformátor neustále pracuje v režime nasýtenia.

Nezapájajte transformátor paralelne s tlmivkou v predradníku. V dôsledku poklesu celkovej indukčnosti sa zvýši frekvencia napájacieho zdroja. Tento jav povedie k zvýšeniu strát v transformátore a prehriatiu tranzistorov výstupného usmerňovača.

Pozornosť treba venovať zvýšenej citlivosti Schottkyho diód na prekročenie hodnoty spätné napätie a aktuálne. Pokus o inštaláciu povedzme 5-voltovej diódy v 12-voltovom obvode pravdepodobne poškodí článok.

Nepokúšajte sa nahradiť tranzistory a diódy domácimi, napríklad KT812A a KD213. To jednoznačne povedie k zhoršeniu výkonu zariadenia.

Ako pripojiť UPS k skrutkovaču

Elektrické náradie sa musí rozobrať odskrutkovaním všetkých skrutiek. Telo skrutkovača sa zvyčajne skladá z dvoch polovíc. Ďalej by ste mali nájsť vodiče, ktoré spájajú motor s batériou. Tieto vodiče môžete pripojiť k výstupu UPS pomocou spájkovania alebo zmršťovacej hadičky, skrútená možnosť je nežiaduca.

Pre vstup do drôtu z napájacieho zdroja je potrebné urobiť otvor v tele nástroja. Je dôležité zabezpečiť opatrenia, ktoré zabránia vytiahnutiu drôtu v prípade neopatrných pohybov alebo náhodných trhnutí. Najjednoduchšou možnosťou je zvlniť drôt vo vnútri puzdra pri samotnom otvore pomocou klipu z krátkeho kusu mäkkého drôtu preloženého na polovicu (vhodný je hliník). Pri rozmeroch presahujúcich priemer otvoru spona zabráni vypadnutiu drôtu a vypadnutiu z puzdra v prípade trhnutia.

Ako vidíte, energeticky úsporná žiarovka môže svojmu majiteľovi priniesť značný úžitok aj po dátume spotreby. UPS zostavený na základe jeho komponentov možno úspešne použiť ako zdroj energie pre akumulátorové elektrické náradie alebo nabíjačku.

Video

Toto video vám povie, ako zostaviť napájací zdroj (PSU) z energeticky úsporných žiaroviek.

Ako previesť gazdiný menič na pulzný zdroj energie?

Ak sa vám povaľuje lampa v domácnosti s chybnou žiarovkou, neponáhľajte sa ju vyhodiť. Vo vnútri základne má obvod vysokofrekvenčného meniča, ktorý nahrádza celkovú a ťažkú ​​predradníkovú tlmivku, ako pri bežných schémach zapojenia LDS. Na základe tohto meniča vyrobíte 20-wattový spínaný zdroj a pri opatrnejšom prístupe vyžmýkate viac ako stovku.

Nasleduje jedna z najbežnejších možností pre obvody ekonomického meniča:

Toto je schéma 25-wattovej úspornej žiarovky Vitoone. Prvky, ktoré nepotrebujeme, sú na ňom označené červenou farbou, preto ich z diagramu vylúčime a medzi body A a A vložíme prepojku. Zostáva už len naskrutkovať na výstup impulzný transformátor a usmerňovač.

Variant už prerobeného „energeticky úsporného“ obvodu na spínaný zdroj je znázornený na obrázku nižšie:

Ako môžete vidieť z diagramu, R0 bol nastavený 2-krát nižšie, ale jeho výkon bol zvýšený, C0 bol nahradený 100,0 mF a na výstupe bol pridaný TV2 s usmerňovačom na VD14, VD15, C9 a c10. Rezistor R0 slúži ako poistka a obmedzovač prúdu pri zapnutí. Zvoľte nominálnu kapacitu C0 tak, aby sa (približne) číselne rovnala výkonu napájacieho zdroja, ktorý vyrábate.

Ohľadom kondenzátora C0: dá sa "vytrhnúť" zo starej kinofilmovej kamery typu Kodak, alebo akejkoľvek inej misky na mydlo, tam je v obvode zábleskovej lampy presne to, čo potrebujeme, 100mF pri 350V.

TV2 - pulzný transformátor, od jeho celkového výkonu, ako aj od maxima prípustný prúd kľúčových tranzistorov závisí výkon samotného napájacieho zdroja. Na výrobu impulzného zdroja s nízkym výkonom stačí navinúť sekundárne vinutie okolo existujúcej tlmivky, ako je znázornené na nasledujúcom diagrame:

Na napájanie akéhokoľvek nízkeho napätia Nabíjačka alebo nie veľmi výkonný zosilňovač, naviňte 20 otáčok cez existujúce vinutie L5, to bude stačiť.

Na obrázku vyššie je pracovná verzia zdroja bez 20 wattového usmerňovača. Pri voľnobehu je frekvencia vlastnej oscilácie 26 kHz, pri zaťažení 20 W 32 kHz sa transformátor zahrieva na 60 ºС, tranzistory do 42 ºС.

Dôležité!!! Keď je menič v prevádzke, na primárnom vinutí je sieťové napätie, takže nezabudnite položiť vrstvu papierovej izolácie, ktorá oddelí primárne a sekundárne vinutie, aj keď je na primárnom už syntetický ochranný film.

Stáva sa ale aj to, že v okne existujúcej tlmivky nie je dostatok miesta na navinutie sekundárneho vinutia, alebo v prípade, keď musíme vytvoriť napájací zdroj s oveľa vyšším výkonom, ako je výkon prerobenej „úspory energie“ - tu sa nezaobídeme bez použitia dodatočného impulzného tranzu (pozri druhú schému článku).

Vyrábame napríklad impulzný napájací zdroj s výkonom viac ako 100 W a používame predradník z 20 wattovej žiarovky. V tomto prípade bude potrebné nahradiť VD1 - VD4 viac "aktuálnymi" diódami a navinúť tlmivku L0 hrubším drôtom. Ak je prúdové zosilnenie VT1 a VT2 nedostatočné, zvýšte základný prúd tranzistorov znížením menovitých hodnôt R5 a R6, ako aj zvýšením výkonu odporu v základnom a emitorovom obvode.

Ak je frekvencia generovania nedostatočná, zvýšte menovité hodnoty kondenzátorov C4 a C6.

Praktické testy ukázali, že polovičné impulzné napájacie zdroje nie sú kritické pre parametre výstupného transformátora, pretože ním neprechádza obvod OS, preto sú povolené chyby vo výpočte až 150 percent.

Pulzný napájací zdroj 100 wattov.

Ako už bolo spomenuté vyššie, na získanie výkonnej jednotky PSU je navinutý ďalší impulzný transformátor TV2, R0 je nahradený, C0 je nahradený 100 mF, tranzistory 13003 by sa mali nahradiť 13007, sú navrhnuté pre vyšší prúd a je to lepšie ich umiestniť na malé radiátory cez izolačné tesnenia (napríklad sľuda).

Prierez spojenia tranzistorov s radiátormi je znázornený na obrázku nižšie:

Aktuálny model impulzného zdroja pracujúceho pri zaťažení 100 W je znázornený na obrázku nižšie:

Transformátor je navinutý na prstenci 2000HM, vonkajší priemer 28mm, vnútorný priemer 16mm, výška prstenca 9mm.
Kvôli nedostatku výkonu záťažových odporov sú umiestnené v miske s vodou.
Generácia bez záťaže 29 kHz, so záťažou 100 W - 90 kHz.

O usmerňovači.

Aby sa magnetický obvod transformátora TV2 nedostal do saturácie, urobte usmerňovače v polomostíkových impulzných zdrojoch na celú vlnu, to znamená, že musia byť mostíkové (1) alebo s nulovým bodom (2). Pozrite si obrázok nižšie.

Pri premosťovacom obvode je na jedno vinutie potrebných o niečo menej drôtov, ale súčasne je na VD1-VD4 rozptýlené 2-krát viac energie. Druhý fragment obrázku ukazuje variant obvodu usmerňovača s nulovým bodom, je to ekonomickejšie, ale vinutia v tomto prípade musia byť absolútne symetrické, inak sa magnetický obvod dostane do saturácie. Druhá možnosť sa používa, keď je potrebný významný prúd pri nízkom výstupnom napätí. Pre minimalizáciu strát sú kremíkové diódy nahradené Schottkyho diódami, napätie na nich klesá menej ako 2 až 3 krát.

Vezmime si príklad:

Pri P = 100 W, U = 5 V, TV1 so stredom, 100 / 5 * 0,4 = 8 , t.j. Schottkyho diódy rozptyľujú výkon 8 W.
Pri P = 100W, U = 5V, TV1 s mostíkovým usmerňovačom a konvenčnými diódami, 100 / 5 * 0,8 * 2 = 32 , t.j. VD1-VD4 bude mať stratový výkon asi 32 wattov.

Majte to na pamäti a potom nehľadajte polovicu sily, ktorá zmizla.

Nastavenie jednotky impulzného napájania.

Pripojte UPS k sieti podľa schémy nižšie (fragment 1). Tu bude HL1 pôsobiť ako predradník s nelineárnou charakteristikou a ochráni vaše zariadenie, ak nastane abnormálna situácia. Výkon HL1 by mal byť približne rovnaký ako výkon napájacieho zdroja, ktorý testujete.

Keď je napájací zdroj zapnutý bez záťaže alebo pracuje pri nízkej záťaži, vlákno HL1 má malý odpor, takže nemá žiadny vplyv na prevádzku napájacieho zdroja. Keď sa vyskytnú nejaké poruchy, prúdy VT1 a VT2 sa zvýšia, lampa začne svietiť, zvýši sa odpor vlákna, čím sa zníži prúd v obvode.

Ak sa neustále venujete opravám a úpravám spínaných zdrojov napájania, nebude zbytočné zostaviť špeciálny stojan (obrázok vyššie, fragment 2). Ako vidíte, existuje izolačný transformátor (galvanické oddelenie medzi napájacou jednotkou a domácou sieťou) a je tu aj prepínač, ktorý umožňuje napájanie napájacej jednotky obchádzajúcou lampu. Je to potrebné na otestovanie meniča pri prevádzke so silným zaťažením.

Ako záťaž je možné použiť výkonné sklokeramické odpory, zvyčajne sú zelené (pozri obrázok nižšie). Červené čísla na obrázku označujú ich silu.

Počas dlhodobých testov, keď je potrebné skontrolovať tepelný režim prvkov napájacieho obvodu a nedostatočný výkon zaťažovacích odporov, je možné tieto odpory spustiť v miske s vodou. Počas prevádzky sa maketa záťaže veľmi zahrieva, preto nechytajte rezistory rukami, aby ste sa nepopálili.

Ak ste urobili všetko opatrne a správne a zároveň ste použili známy dobrý predradník z energeticky úspornej žiarovky, potom nie je potrebné nič zvláštne. Schéma by mala fungovať okamžite. Pripojte záťaž, zapnite napájanie a zistite, či je váš zdroj napájania schopný dodávať požadovaný výkon. Dávajte pozor na teploty VT1, VT2 (nemali by byť vyššie ako 80-85 ºС) a výstupný transformátor (nemali by byť vyššie ako 60-65 ºС).

Pri vysokom zahrievaní transformátora zväčšite prierez vodiča alebo naviňte transformátor na magnetický obvod s väčším celkovým výkonom, prípadne budete musieť urobiť prvý aj druhý.

Pri zahrievaní tranzistorov - dajte ich na radiátor (cez izolačné tesnenia).

Ak ste vynašli UPS s nízkym výkonom a súčasne ste utiahli existujúcu tlmivku, ale počas prevádzky sa zahrieva vyššie prípustná norma, vyskúšajte si, ako to funguje pri nižšom výkonovom zaťažení.

Programy na výpočet impulzných transformátorov si môžete stiahnuť v článku:

Úspešné zmeny.