Увеличение мощности электронного трансформатора своими руками

Loading…

Во время экспериментов с электронным трансформатором кажется, что эта схема резиновая, сколько не нагружай, а ей всё равно. В этой статье я покажу как можно выжать пол киловатта чистой мощности от вот этой простой схемы.

На рисунке представлена классическая схема электронного трансформатора. Это полумостовой автогенераторный сетевой импульсный источник питания.

В схеме имеется два трансформатора, силовой и трансформатор обратной связи.

Мощность схемы зависит от нескольких компонентов:

Входного выпрямителя;
Силовых ключей;
Ёмкостей полумоста;
Силового импульсного трансформатора.

Если заменить их на более мощные, то удастся добиться большой выходной мощности в целом.

Активными компонентами нашей схемы являются транзисторы. Это высоковольтные ключи обратной проводимости. Запуск схемы осуществляет симметричный динистор DB3.

Самые ходовые, бюджетные и мощные высоковольтные транзисторы, которые мне известны, это MJE13009 их и будем использовать, но схема не сияет высоким кпд, и одной пары ключей для наших целей может быть недостаточно, поэтому в схему добавлена вторая пара, в итоге схема приобрела такой вид:

Мощные резисторы в эмиттерных цепях являются выравнивающими, помогают равномерно нагрузить все транзисторы.

Силовой трансформатор тороидальный — намотан очень давно для какого-то проекта, сердечник крутой от эпкос, марка N87. Габаритная мощность трансформатора более 1000 ватт.

Так, как преобразователь автогенераторного типа, а рабочая частота сильно зависит от некоторых параметров и крайне нестабильна, точно рассчитать силовой трансформатор дело нелегкое, но примерный расчет можно сделать по специализированным программам зная начальную частоту преобразователя с небольшой нагрузкой, в моем случае 22 кгц.

В программе расчета выбирается полумостовая топология и указываются остальные данные. Тут наше мобильное приложение для расчета трансформаторов созданное на основе трудов Евгения Москатова.

Намоточные данные моего трансформатора приводить думаю нет смысла, так как у вас наверняка будет другой сердечник и параметры намотки будут иными.

Диодный мост — в виде 10-и амперной диодной сборки с обратным напряжением 1000 Вольт, греется, но не сильно, при долговременной работе стоит установить его на радиатор.

Трансформатор обратной связи — ферритовое колечко размером 18х12х7,5мм.

Кольцо я выдрал из блока питания компьютера, но тут просьба быть более внимательным — такие кольца стоят во входной части блока на линии 220 вольт, а не на выходе, желто белые, зелено-синие и прочие кольца, которые стоят на выходе блока питания сделаны из порошкового железа и для наших целей не подойдут, нам нужно именно ферритовое кольцо. Я использовал также и иные ферритовые кольца с проницаемостью от 1500- до 3000 работали без нареканий.

Базовые обмотки идентичны и содержать по 3 витка проводом 0,5 мм, обмотка обратной связи – всего один неполный виток проводом 1,25мм.

У многих возникают вопросы с фазировкой обмоток трансформатора обратной связи, если начало и конец обмоток перепутать, ничего не заработает, я неоднократно рассказывал и показывал как все подключается, но вопросы все ровно возникают, поэтому если кто решит повторить, просто собирайте все по плате из архива, и внимательно посмотрите на эти фото.

Естественно и на схеме и на плате точками отмечены начала всех обмоток.

Силовые транзисторы устанавливают на общий теплоотвод, изолируют их подложки например слюдяной прокладкой или более современным теплопроводящим изолирующим материалом.

Меры предосторожности:

Первый запуск всегда делается через страховочную сетевую лампу 40-60 ватт;
Никогда не дотрагивайтесь платы во время работы;
Никогда не замыкайте выход электронного трансформатора , он попросту взорвется, так как схема не имеет никаких защит помимо входного предохранителя но тот сгорает только после того как лопнут ключи.

Напряжение на выходе нашего трансформатора переменное, я выпрямил в нечистую постоянку для более менее адекватных замеров, но в выпрямителе естественно у нас будут дополнительные потери.

Сам выпрямитель STTH6003 под корпусом два мощных диода по 30 ампер соединенных катодами, такие применяются в сварочных инверторах. Выпрямитель закрепил на радиатор.

Нагружать будем старыми добрыми и чертовски мощными лампами от кинопроектора, и еще чем нибудь. Так как эти лампы в холодном состоянии имеют очень малое сопротивление нити накала, а следовательно в начальный момент будут потреблять от нашего блока питания токи гораздо больше номинального, ко входу схемы я прицепил мощный термистор, он ограничит ток пока лампы не разогреются.

Максимум, что мне удалось получить с такой нагрузкой это 460Ватт чистой выходной мощности, учитывая потери в ваттметре, а также в выпрямителе и на проводах я думаю, что не у кого не возникнет сомнений, что пол киловатта схема выдаст.

Схема очень простая, не самая капризная. Нагрузочная способность на высоте, но повторить ее особенно начинающим не рекомендую, не смотря на то, что такие схематические решения используются в промышленных блоках питания для офисных низковольтных галогенных ламп.

Печатная плата тут

Источник

Бывает, что, собирая то или иное устройство, требуется определиться с выбором источника питания. Это чрезвычайно важно, когда устройствам необходим мощный блок питания. Приобрести железные трансформаторы с необходимыми характеристиками на сегодняшний день не составляет труда. Но они довольно дорогостоящие, а большие размеры и вес являются их главными недостатками. А сборка и наладка хороших импульсных блоков питания весьма сложная процедура. И многие не берутся за это.

Далее, вы узнаете о том, как собрать мощный и при этом несложный блок питания, взяв за основу конструкции электронный трансформатор. По большому счету, разговор пойдет об увеличении мощности таких трансформаторов.

Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.

Планировалось увеличить его мощность до 300 Вт. Этот трансформатор был приобретен в ближайшем магазине и стоил примерно 100 р.

Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:

Трансформатор представляет собой обычный двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор. Симметричный динистор является основным компонентом, осуществляющим запуск схемы, поскольку он подает первоначальный импульс.

В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.

Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:

Транзисторы MJE13003.
Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
Диодный мост.

Несмотря на отсутствие в этом варианте защиты от КЗ, электронный трансформатор работает без сбоев. Назначение устройства – это работа с пассивной нагрузкой (к примеру, офисные «галогенки»), поэтому стабилизация выходного напряжения отсутствует.

Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.

Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью:

В ней стало даже меньше компонентов. Из первоначальной схемы были взяты трансформатор обратной связи, резистор, динистор и конденсатор.

Оставшиеся детали были извлечены из старых компьютерных БП, а это 2 транзистора, диодный мост и силовой трансформатор. Конденсаторы были приобретены отдельно.

Транзисторы не помешает заменить на более мощные (MJE13009 в корпусе TO220).

Диоды были заменены на готовую сборку (4 А, 600 В).

Также годятся и диодные мосты от 3 А, 400 В. Емкость должна составлять 2,2 мкФ, но можно и 1,5 мкФ.

Силовой трансформатор был изъят из БП формата ATX на 450 Вт. На нем были удалены все штатные обмотки и намотаны новые. Первичная обмотка была намотана тройным проводом 0,5 кв. мм в 3 слоя. Общее количество витков – 55. Необходимо следить за аккуратностью намотки, а также за ее плотностью. Каждый слой изолировался синей изолентой. Расчет трансформатора производился опытным путем, и была найдена золотая середина.

Вторичная обмотка наматывается из расчета 1 виток – 2 В, но это лишь в том случае если сердечник такой же, как в примере.

При первом включении обязательно использовать страховочную лампу накаливания на 40-60 Вт.

Стоит заметить, что в момент запуска лампа не вспыхнет, поскольку после выпрямителя нет сглаживающих электролитов. На выходе высокая частота, поэтому для того чтобы делать конкретные замеры, необходимо сначала выпрямить напряжение. Для этих целей был использован мощный сдвоенный диодный мост, собранный из диодов КД2997. Мост выдерживает токи до 30 А, если прикрепить к нему радиатор.

Вторичная обмотка предполагалась на 15 В, хотя на деле получилось чуть больше.

В качестве нагрузки было взято все, что оказалось под рукой. Это мощная лампа от кинопроектора на 400 Вт при напряжении в 30 В и 5 20-ваттных ламп на 12 В. Все нагрузки подключались параллельно.

Первым делом был произведен замер тока, который показал, что токи свыше 20 А.

После этого нужно измерить выходное напряжение под нагрузкой. Расчетное напряжение составляло около 15 В. Реальное значение без нагрузки – 17 В, а под нагрузкой просело до 15,3 В. В итоге легко узнать мощность, которая составляет примерно 300 Вт. Это чистая мощность на выходе.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ

Автор: АКА КАСЬЯН

Источник

Электронный трансформатор — сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье «Электронный трансформатор (ознакомление)».

Устройство имеет достаточно простую схему. Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки.

Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ.

В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу.
Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на 105 Ватт.

Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль — почему бы не попробовать?

Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до 150 Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на 105 Ватт. Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок.

Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.

Доработка №1

Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).

Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя. Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ порядка 2,5$).

Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.

Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора.
Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце (трансформаторе ОС). Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,4-0,8мм.

Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ. Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем 3-5 ватт (можно использовать от 1 до 10 ватт).

Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи). Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС. Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются.

Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно. Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более 5-8 секунд.

Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ.

Доработка №2

Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор. В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Данный дроссель был снят от ИБП DVD проигрывателя, хотя можно использовать и самодельные дросселя.

После моста следует подключить электролит с емкостью 200мкФ с напряжением не менее 400 Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на 105 Ватт, почему же конденсатор использован на 200мкФ? Это поймете уже совсем скоро.

Доработка №3

Теперь о главном — умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок.

Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.

Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью 150 Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт.

Планируется увеличить мощность до 200 Ватт. Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше.

Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Биполярные ключи MJE13007 заменяем на MJE13009.
Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.

Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,22-0,47мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).

Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.

Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.

Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром.
Дросселя намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.

Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением 25-35 Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки (диодные сборки из компьютерного блока питания). Можно использовать любые быстрые диоды с током 15-20 Ампер.

Источник

Автор admin На чтение 4 мин. Опубликовано 30.03.2018

Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.

Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:

В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.

Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:

Транзисторы MJE13003.
Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
Диодный мост.

Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.

Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью: