Електронний трансформатор на 12 В: чи можна використовувати для світлодіодних ламп, в чому відмінності від блоку живлення

При заміні галогенових ламп на 12В в точкових світильниках світлодіодними часто виникає питання: «чи потрібно міняти джерело живлення?». Для галогенок використовували електронні трансформатори з вихідним напругою 12 вольт, а для світлодіодних ламп продаються спеціальні блоки живлення (БП) з вихідною напругою також 12 вольт. У чому ж їх відмінність і взаємозамінні вони? Давайте розбиратися!

Що таке електронний трансформатор?

Електронним трансформатором називають схему імпульсного джерела живлення на основі трансформатора і високочастотного генератора на напівпровідникових ключах. Вони живляться від мережі 220В змінного струму, а на їх виході змінну напругу з діючим значенням порядку 12В.

Структурна схема пристрою зображена на малюнку нижче.

Тут ми бачимо, що харчування 220В спочатку надходить на випрямляч, після чого випрямлена пульсуюче з частотою 100 Гц напруга надходить на вузол силових ключів і генератора, розглянемо приклад типовий принципової електричної схеми електронного трансформатора.

Тут зображена типова автогенераторного двухтактная схема. Її особливістю є те, що для роботи ключів в режимі комутації (перемикань) на високій частоті їм не потрібно ШІМ-контролерів або інших спеціалізованих ІМС. Говорячи простими словами робота автогенератора полягає в перемиканні транзистора в результаті напруг, що наводяться на обмотках імпульсного трансформатора і позитивного зворотного зв’язку.

Що ми бачимо на схемі? Перше що кидається в очі – відсутність діодного моста на виході, а значить, що вихідна напруга змінна, а також відсутність ланцюгів, призначених для стабілізації вихідної напруги. Ви можете докладніше ознайомитися з принципом їх роботи подивившись відео:

Подібна схема лежить і в основі більшості зарядних пристроїв для мобільних телефонів, ЕПРА для харчування люмінесцентних ламп, в тому числі в енергозберігаючих або компактних люмінесцентних лампах в деяких варіаціях і деякими доробками.

Розглянемо вихідні осцилограми.

Тут видно, що змінна напруга амплітуда якого пульсує від нуля до + і – 17Вольт. Такі зміни амплітуди з часом – повторюють пульсації випрямленої (100 Гц). Виходить цікава ситуація – є високочастотне вихідна напруга, що змінюється з частотою в десятки тисяч герц, при цьому його амплітуда змінюється від 0 до 17 вольт з частотою в 100 Гц або випрямлені 50 Гц. Якщо розтягнути вісь часу і розглянути форму на рівні періодів, то картинка прийме наступний вигляд.

Тут видно, що сигнал по формі далекий від синусоїди, а скоріше прямокутник з невеликим ухилом в бік заднього фронту.

Блоки живлення для світлодіодних ламп 12В

Їх часто називають блоками харчування для світлодіодних стрічок, фактично для підключення і стрічок і ламп потрібен будь-яке джерело постійного стабілізованого напруги 12В з мінімальними вібраціями. На практиці в сучасному світі використовуються імпульсні джерела живлення, розглянемо типову схему.

Або інший варіант:

Що спільного у цих двох, здавалося б, різних схем? Вони побудовані на інтегральному ШІМ-контролера який керує силовими ключами – транзисторами, вони можуть бути і польовими, і біполярними. Крім того, в вихідному каскаді схеми ви бачите випрямляч і конденсатори для згладжування пульсацій (фільтр). Все це означає, що на виході ми отримуємо стабілізований DC джерело живлення. Величина його пульсацій буде залежати від навантаження і ємності фільтруючих конденсаторів.

Її також можна реалізувати на автогенераторного схемою, подібною електронного трансформатора, додавши ланцюга зворотного зв’язку для стабілізації вихідної напруги. В результаті вийде схема зразок такої.

Аналогічна конструкція використовується в згаданих вище зарядних для мобільні телефонів тут за стабілізацію відповідає ланцюжок зворотного зв’язку на 11 вольта стабілітроні VD9 і транзисторної оптопари U1.

Принцип роботи подібних ПІП ми розглядали в статті раніше – Схемотехніка блоків живлення світлодіодних стрічок.

5 особливостей і відмінностей БП для LED-стрічок та ламп від електронних трансформаторів для галогенних ламп

Отже, підіб’ємо підсумки і відповімо на питання: «чому не можна живити світлодіодні лампи від електронного трансформатора?». Для цього ми перерахуємо основні особливості цих джерел живлення і вимоги для роботи світлодіодних виробів.

1. Для включення світлодіодних стрічок і ламп на 12В потрібно постійна напруга. Так як у світлодіодів нелінійна вольтамперная характеристика – вони дуже чутливі до відхилень напруги живлення від номінального, і при його перевищенні швидко вийдуть з ладу.

2. Електронні трансформатори видають пульсуюче змінну високочастотну напругу. Величина сплесків і піків може досягати і 40 вольт в деяких випадках. Це може привести до виходу з ладу світлодіодів або драйверів, вбудованих в LED-лампу, а також до їх нестабільної роботи.

3. У електронних трансформаторів є така характеристика як мінімальне навантаження (дивіться малюнок нижче). Це означає, що, якщо підключити навантаження менше зазначеної на блоці живлення він може або не запуститися, або видавати великі пульсації, а також відключатися або іншим чином відхилятися від нормального режиму роботи. Це критично, оскільки галогенні лампи споживають в рази більшу потужність, ніж світлодіодні, тому електронний трансформатор може проявляти себе подібним чином.

Потужність вказана від 20 до 105 Вт, що говорить про обмеження по мінімальній потужності, що підключається.

4. У блоків харчування для ламп на 12В вихідна напруга і постійне, і стабілізовану при цьому.

5. Для харчування галогенних ламп НЕ різниці в роді струму (постійний чи змінний), яким її будуть живити. Важливо діюче значення напруги на ній. Тому вони підійдуть під обидва варіанти джерел живлення.

висновок

Не можна використовувати електронний трансформатор для живлення світлодіодних виробів. Підбирайте блок живлення з постійним стабілізованим вихідним напругою. В іншому випадку ваші світильники і лампи можуть вийти з ладу. Також будьте уважні – зараз популярні світильники, призначені для харчування джерелом постійного струму – драйвером, це окремий вид пристроїв! Про це читайте тут – У чому відмінність блоку живлення від драйвера для світлодіодів

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию