Энергосберегающие лампы широко применяются в быту и на производстве, со временем они приходят в негодность, а между тем многие из них после несложного ремонта можно восстановить. Если вышел из строя сам светильник, то из электронной «начинки» можно сделать довольно мощный блок питания на любое нужное напряжение.
Как выглядит блок питания из энергосберегающей лампы
В быту часто требуется компактный, но в то же время мощный низковольтный блок питания, сделать такой можно, используя вышедшую из строя энергосберегающую лампу. В лампах чаще всего выходят из строя светильники, а блок питания остается в рабочем состоянии.
Для того чтобы сделать блок питания, необходимо разобраться в принципе работы электроники, содержащейся в энергосберегающей лампе.
Достоинства импульсных блоков питания
В последние годы наметилась явная тенденция к уходу от классических трансформаторных блоков питания к импульсным. Это связано, в первую очередь, с большими недостатками трансформаторных блоков питания, таких как большая масса, малая перегрузочная способность, малый КПД.
Устранение этих недостатков в импульсных блоках питания, а также развитие элементной базы позволило широко использовать эти узлы питания для устройств с мощностью от единиц ватт до многих киловатт.
Схема блока питания
Принцип работы импульсного блока питания в энергосберегающей лампе точно такой же, как в любом другом устройстве, например, в компьютере или телевизоре.
В общих чертах работу импульсного блока питания можно описать следующим образом:
- Переменный сетевой ток преобразуется в постоянный без изменения его напряжения, т.е. 220 В.
- Широтно-импульсный преобразователь на транзисторах превращает постоянное напряжение в прямоугольные импульсы, с частотой от 20 до 40 кГц (в зависимости от модели лампы).
- Это напряжение через дроссель подается на светильник.
Рассмотрим схему и порядок работы импульсного блока питания лампы (рисунок ниже) более подробно.
Схема электронного балласта энергосберегающей лампы
Сетевое напряжение поступает на мостовой выпрямитель(VD1-VD4) через ограничительный резистор R 0 небольшого сопротивления, далее выпрямленное напряжение сглаживается на фильтрующем высоковольтном конденсаторе (С 0), и через сглаживающий фильтр (L0) подается на транзисторный преобразователь.
Запуск транзисторного преобразователя происходит в тот момент, когда напряжение на конденсаторе С1 превысит порог открытия динистора VD2. Это запустит в работу генератор на транзисторах VT1 и VT2, благодаря чему возникает автогенерация на частоте около 20 кГц.
Другие элементы схемы, такие как R2, C8 и C11, играют вспомогательную роль, облегчая запуск генератора. Резисторы R7 и R8 увеличивают скорость закрытия транзисторов.
А резисторы R5 и R6 служат как ограничительные в цепях баз транзисторов, R3 и R4 предохраняют их от насыщения, а в случае пробоя играют роль предохранителей.
Диоды VD7, VD6 – защитные, хотя во многих транзисторах, предназначенных для работы в подобных устройствах, такие диоды встроены.
TV1 – трансформатор, с его обмоток TV1-1 и TV1-2, напряжение обратной связи с выхода генератора подается в базовые цепи транзисторов, создавая тем самым условия для работы генератора.
На рисунке выше красным цветом выделены детали, подлежащие удалению при переделке блока, точки А–А` нужно соединить перемычкой.
Переделка блока
Перед тем как приступить к переделке блока питания, следует определиться с тем, какую мощность тока необходимо иметь на выходе, от этого будет зависеть глубина модернизации. Так, если требуется мощность 20-30 Вт, то переделка будет минимальной и не потребует большого вмешательства в существующую схему. Если необходимо получить мощность 50 и более ватт, то модернизация потребуется более основательная.
Следует иметь в виду, что на выходе блока питания будет постоянное напряжение, а не переменное. Получить от такого блока питания переменное напряжение частотой 50 Гц невозможно.
Определяем мощность
Мощность можно вычислить по формуле:
Р – мощность, Вт;
I – сила тока, А;
U – напряжение, В.
Например, возьмем блок питания со следующими параметрами: напряжение – 12 В, сила тока – 2 А, тогда мощность будет:
С учетом перегрузки можно принять 24-26 Вт, так что для изготовления такого блока потребуется минимальное вмешательство в схему энергосберегающей лампы мощностью 25 Вт.
Новые детали
Добавление новых деталей в схему
Добавляемые детали выделены красным цветом, это:
- диодный мост VD14-VD17;
- два конденсатора С 9 , С 10 ;
- дополнительная обмотка, размещенная на балластном дросселе L5, количество витков подбирается опытным путем.
Добавляемая обмотка на дроссель играет еще одну немаловажную роль разделительного трансформатора, предохраняя от попадания сетевого напряжения на выход блока питания.
Чтобы определить необходимое количество витков в добавляемой обмотке, следует проделать следующие действия:
- на дроссель наматывают временную обмотку, примерно 10 витков любого провода;
- соединяют с нагрузочным сопротивлением, мощностью не менее 30 Вт и сопротивлением примерно 5-6 Ом;
- включают в сеть, замеряют напряжение на нагрузочном сопротивлении;
- полученное значение делят на количество витков, узнают, сколько вольт приходится на 1 виток;
- вычисляют необходимое число витков для постоянной обмотки.
Более детальный расчет приведен ниже.
Испытательное включение переделанного блока питания
После этого легко вычислить необходимое число витков. Для этого напряжение, которое планируется получить от этого блока, делят на напряжение одного витка, получается количество витков, к полученному результату добавляют про запас примерно 5-10%.
W=U вых /U вит, где
W – количество витков;
U вых – требуемое выходное напряжение блока питания;
U вит – напряжение на один виток.
Намотка дополнительной обмотки на штатный дроссель
Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При намотке поверх нее дополнительной обмотки необходимо предусмотреть межобмоточную изоляцию, особенно если наматывается провод типа ПЭЛ, в эмалевой изоляции. Для межобмоточной изоляции можно применить ленту из политетрафторэтилена для уплотнения резьбовых соединений, которой пользуются сантехники, ее толщина всего 0,2 мм.
Мощность в таком блоке ограничена габаритной мощностью используемого трансформатора и допустимым током транзисторов.
Блок питания повышенной мощности
Для этого потребуется более сложная модернизация:
- дополнительный трансформатор на ферритовом кольце;
- замена транзисторов;
- установка транзисторов на радиаторы;
- увеличение емкости некоторых конденсаторов.
В результате такой модернизации получают блок питания мощностью до 100 Вт, при выходном напряжении 12 В. Он способен обеспечить ток 8-9 ампер. Этого достаточно для питания, например, шуруповерта средней мощности.
Схема модернизированного блока питания приведена на рисунке ниже.
Блок питания мощностью 100 Вт
Как видно на схеме, резистор R 0 заменен на более мощный (3-ваттный), его сопротивление уменьшено до 5 Ом. Его можно заменить на два 2-ваттных по 10 Ом, соединив их параллельно. Далее, С 0 – его емкость увеличена до 100 мкф, с рабочим напряжением 350 В. Если нежелательно увеличивать габариты блока питания, то можно подыскать миниатюрный конденсатор такой емкости, в частности, его можно взять из фотоаппарата-мыльницы.
Для обеспечения надежной работы блока полезно несколько уменьшить номиналы резисторов R 5 и R 6 , до 18–15 Ом, а также увеличить мощность резисторов R 7 , R 8 и R 3 , R 4 . Если частота генерации окажется невысокой, то следует увеличить номиналы конденсаторов C 3 и C 4 – 68n.
Самым сложным может оказаться изготовление трансформатора. Для этой цели в импульсных блоках чаще всего используют ферритовые кольца соответствующих размеров и магнитной проницаемости.
Расчет таких трансформаторов довольно сложен, но в интернете есть много программ, с помощью которых это очень легко сделать, например, «Программа расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT».
Как выглядит импульсный трансформатор
Расчет, проведенный с помощью этой программы, дал следующие результаты:
Для сердечника используется ферритовое кольцо, его внешний диаметр – 40, внутренний – 22, а толщина – 20 мм. Первичная обмотка проводом ПЭЛ – 0,85 мм 2 имеет 63 витка, а две вторичных тем же проводом – 12.
Вторичную обмотку необходимо наматывать сразу в два провода, при этом их желательно предварительно слегка скрутить между собой по всей длине, так как эти трансформаторы очень чувствительны к несимметричности обмоток. Если не соблюдать это условие, то диоды VD14 и VD15 будут нагреваться неравномерно, а это еще больше увеличит несимметричность что, в конце концов, выведет их из строя.
Зато такие трансформаторы легко прощают значительные ошибки при расчете количества витков, до 30%.
Так как эта схема изначально рассчитывалась для работы с лампой мощностью 20 Вт, то установлены транзисторы 13003. На рисунке ниже позиция (1) – транзисторы средней мощности, их следует заменить на более мощные, например, 13007, как на позиции (2). Возможно, их придется установить на металлическую пластину (радиатор), площадью около 30 см 2 .
Испытание
Пробное включение стоит проводить с соблюдением некоторых мер предосторожности, чтобы не вывести из строя блок питания:
- Первое пробное включение производить через лампу накаливания 100 Вт, чтобы ограничить ток на блок питания.
- К выходу обязательно подключить нагрузочный резистор 3-4 Ома, мощностью 50-60 Вт.
- Если все прошло штатно, дать поработать 5-10 мин., отключить и проверить степень нагрева трансформатора, транзисторов и диодов выпрямителя.
Если в процессе замены деталей не были допущены ошибки, блок питания должен заработать без проблем.
Если пробное включение показало работоспособность блока, остается испытать его в режиме полной нагрузки. Для этого сопротивление нагрузочного резистора уменьшить до 1,2-2 Ом и включить его в сеть напрямую без лампочки на 1-2 минуты. После чего отключить и проверить температуру транзисторов: если она превышает 60 0 С, то их придется установить на радиаторы.
В качестве радиатора можно использовать как заводской радиатор, что будет наиболее верным решением, так и алюминиевую пластину, толщиной не менее 4 мм и площадью 30 кв.см. Под транзисторы необходимо подложить слюдяную прокладку, крепить их к радиатору нужно с помощью винтов с изолирующими втулками и шайбами.
Блок из лампы. Видео
О том, как сделать импульсный блок питания из эконом лампы, видео ниже.
Импульсный блок питания из балласта энергосберегающей лампы можно сделать своими руками, имея минимальные навыки работы с паяльником.
Балласт энергосберегательной лампы (схема управления ЛДС или просто ЭПРА) из себя представляет сетевой ИБП, который предназначен для повышения сетевых 220 Вольт до нужного номинала, для питания лампы. Схемы таких балластов работают достаточно долго и надежно, но бывают и исключения. Балласты могут иметь самую разную схематику, из которых мы выбрали наиболее часто встречающиеся схему. Суть статьи - пояснить основные проблемы таких балластов и предложить вариант умощнения схемы.Сам подопытный балласт был куплен в магазине специально для этой статьи. Для начала давайте рассмотрим конструкцию балласта.
Итак, балласт предназначен для питания ЛДС с мощностью в 40 Ватт. Выпускаются несколько видов таких балластов. В основном они бывают для ЛДС с мощностью 20 или 40 ватт, как для одной, так и для двух ламп (к примеру - 2х20 или 2х40). Корпус достаточно удобен для монтажа, может прикрепляться буквально на любую поверхность. Открываем корпус. Плата поражает воображение! Китайские производители приятно удивляют в последнее время, сборка изящна. Сразу бросается в глаза встроенный сетевой фильтр на входе питания. В схеме сетевого фильтра можно увидеть два дросселя, сетевой предохранитель, сглаживающие емкости и термистор. Все это достаточно странно, если речь идет о китайском производителе, и скоро поймете, почему я был так удивлен.
Дело в том, что несколько дней назад был куплен полностью аналогичный балласт на 40 ватт из того же магазина. В купленном балласте стояла совсем иная схема. Сборка также сияет аккуратностью, но стоит приглянуться и становится ясно, что количество используемых компонентов сведено к минимуму. Никакого сетевого фильтра, только голый диодный выпрямитель. Тут были использованы более дешевые и менее мощные транзисторы 13003, но вернемся к нашей схеме. После сетевого фильтра мы видим выпрямитель, после которого стоят два электролита 250 Вольт 10мкФ. Транзисторы использованы более мощные - 13007 с дополнительным охлаждением. Каждый транзистор имеет дополнительный защитный диод. Задающие обмотки намотаны на кольце феррита, само кольцо закреплено на небольшой подставке.
Дальше идет накопительные дросселя. Из фотографий плохо видно, но они дополнительно залиты лаком, так, что если решите разобрать такой дроссель, то ничего не получится. Помимо этого, электросхема имеет несколько защит, при КЗ из стоя выйдут базовые ограничительные резисторы, в очень редких случаях и транзисторы. Починить такой балласт не составит труда. Для умощнения балласта нужно всего лишь поменять электролитические конденсаторы.
Увеличением их емкости можно добиться повышения общей мощности схемы. В таких схемах управления все предусмотрено с запасом, так, что замена электволитических конденсаторов не приведет к нежелательным последствиям. В моем случае конденсаторы 10 мкФ были заменены на 15мкФ, можно увеличить до 25 мкФ, дальше не пробовал.
Такая замена увеличивает ток потребления схемы, что приводит к увеличению выходной мощности. Схема до и после замены была использована для питания строчного трансформатора, результат на лицо! С заводскими конденсаторами мощность иногда доходит до 60 ватт, при замене она увеличивается до 80 ватт (с использованием емкостей в 15мкФ). При этом, должен сказать, что транзисторы уже начинают греться и желательно менять теплоотводы на более габаритные. А в наших следующих статьях мы рассмотрим вариант изготовления импульсного БП с использованием схем управления ЛДС. Такой блок питания будет лучше некоторых заводских, на этом я с вами прощаюсь. АКА КАСЬЯН
Иногда возникает необходимость иметь под рукой импульсный блок питания средней мощности. Сетевые блоки питания с применением железного трансформатора очень громадны. Но помимо большого веса, они имеют еще один скрытый недостаток. Если вы планируете собрать усилитель мощности с сетевым источником питания (трансформатор на 50Гц), то должны учесть, что после диодного моста напряжение нужно фильтровать.
Сгладить сетевые пульсации высокой частоты можно при помощи дросселей, да и высокие частоты не сильно влияют на звук усилителя. Другое дело НЧ помехи. В современной электронике принято использовать сглаживающие фильтры, которые состоят из конденсаторов (как постоянных, так и переменных). Именно от общей емкости этих фильтров зависит качество выходного напряжения. Основные помехи трансформируются от сети, если номинал сетевого напряжения изменяется, то соответственно изменится и номинал на выходе трансформатора. В импульсных блоках питания все иначе. Такие источники питания работают на более высоких частотах, имеют отдельный генератор, схему управления и т.п.
Это дает возможность получить на выходе напряжение, номинал которого никак не связан с сетевым, такой блок будет давать стабильное выходное напряжение, если входное напряжение колеблется от 90 до 280 Вольт.
ЭПРА (балласт от ЛДС) использован на 40 ватт от китайского производителя. Трансформатор — ферритовое кольцо, размеры в моем случае — 25,4мм (Наружный диаметр) x 15,5мм (Внутренний диаметр) x 8,5мм (Толщина). Размеры указанного трансформатора не критичны и допустимы отклонения (плюс/минус 50%).
Первичная обмотка состоит из 100 витков провода с диаметром 0,3-0,7мм (0,6мм в моем случае). Вторичная мотается исходя от нужд. Для получения 12 вольт, вторичная обмотка содержит 7-8 витков. Ток во вторичной обмотке может доходить до 4 Ампер (при напряжении в 12 Вольт).
Одна из выходных проводов балласта подключается к трансформатору напрямую, другая через конденсатор (емкость и напряжение последнего не критичны).
Напряжение конденсатора (С6) может лежать в пределах 500-5000 Вольт (в моем случае 1600 Вольт). Емкость желательно подобрать, от него зависит номинал поступающего на обмотку тока. В моем случае конденсатор использован на 6800пкФ.
Такой блок может использоваться практически в любых целях, он не боится КЗ на выходе (как это принято у других ИБП), но не стоить замыкать обмотку на долгое время. Работает очень стабильно и бесшумно, имеет малый вес и компактные размеры.
Энергосберегающие лампы набирают все большую популярность, позволяя сберегать энергию, они еще обладают ровным белым светом, так же есть лампы теплого света, схожие цветом свечения с лампами накаливания. Но к сожалению, энергосберегающие лампы тоже не вечны, кто-то их просто выбрасывает, а кто-то... делает из них полезные самоделки.
В этой статье рассмотрим как сделать простой импульсный блок питания из энергосберегающей лампы. В большинстве случаев в энергосберегающей лампе из строя выходят нити накала, находящиеся в колбе, а электронная часть остается целой.
Берем неисправную энергосберегающую лампу. И при помощи отвертки поддеваем две половины корпуса. Проходим по контуру и поочередно отгибаем одну половину от другой.
Примерно все энергосберегающие лампы сделаны по такой схеме:
Для того, чтобы сделать импульсный блок питания, мы изменим ее к такому виду:
Сначала убираем все штырьки, два конденсатора и диоды(если они есть), у меня как видно на фото, их не было.
Снимаем импульсный дроссель, тут возможны два варианта, первый - это в свободное место дросселя наматывается вторичная обмотка и он устанавливается обратно на плату. В таком случае получить большую мощность не получится. Второй способ - мотается импульсный трансформатор например на ферритовом кольце. При установке радиаторов на транзисторы, можно получить мощность 100Вт и более.
Мне большая мощность была не нужна, целью было запитать метр белой светодиодной ленты, для изготовления чего-то наподобие кухонного ночника:). Напряжение питания также выбрал около 8-10 Вольт, чтобы лента светилась не сильно ярко, в таком режиме работы она прослужит гораздо дольше.
Дроссель снят, разбираем его, это сделать достаточно легко, разматываем желтую синтетическую пленку, и вынимаем две половинки феррита. Перед тем как наматывать вторичную обмотку, необходимо сделать изоляцию, просто намотать на первичную обмотку электрокартон, простую бумагу, или же сантехническую фум ленту. Далее мотаем несколько витков.
Также делаем изоляцию и выводим края обмотки.
Собираем трансформатор в обратной последовательности, я воспользовался клеем типа "Секунда".
Устанавливаем трансформатор на плату. Соединяем перемычкой Р1 и Р4 (смотрите по схеме).
Для тестирования я подключил остаток мотка светодиодной ленты, предварительно выпрямив напряжение при помощи диода и конденсатора. Напряжение на выходе получилось 9 Вольт.
Всё импульсный блок питания из энергосберегающей лампы готов, работает, на плате ничего не греется.
Привет, друзья. В эпоху светодиодных технологий многие все еще предпочитают для освещения использовать люминесцентные лампы (они же экономки). Это разновидность газоразрядных ламп, которые многие считают, мягко скажем, не очень безопасным видом освещения.
Но, вопреки всем сомнениям, они успешно висели в наших домах не одно десятилетие, поэтому у многих сохранились нерабочие эконом-лампы.
Как мы знаем, для работы многих газоразрядных ламп требуется высокое напряжение, порой в разы выше, чем напряжение в сети и обычная экономка тоже не исключение.
В такие лампы встроены импульсные преобразователи, или балласты. Как правило, в бюджетных вариантах применяется полумостовой автогенераторный преобразователь по очень популярной схематике. Схема такого блока питания работает довольно надежно, несмотря на полное отсутствие каких-либо защит, помимо предохранителя. Тут нет даже нормального задающего генератора. Цепь запуска построена на базе симметричного диака.
Схема та же, что и у , только вместо понижающего трансформатора оттуда использован накопительный дроссель. Я намерен быстро и понятно показать вам, как можно такие блоки питания превратить в полноценный импульсный источник питания понижающего типа, плюс обеспечить гальваническую развязку от сети для безопасной эксплуатации.
Для начала хочу сказать, что переделанный блок может быть использован в качестве основы для зарядных устройств, блоков питания для усилителей. В общем, можно внедрить там, где есть нужда в источнике питания.
Нужно лишь доработать выход диодным выпрямителем и сглаживающей емкостью.
Подойдет для переделки любая экономка любой мощностью. В моем случае -это полностью рабочая лампа на 125 Ватт. Лампу сначала нужно вскрыть, достать блок питания, а колба нам больше не нужна. Даже не вздумайте ее разбивать, поскольку там содержатся очень токсичные пары ртути, которые смертельно опасны для живых организмов.
Первым делом смотрим на схему балласта.
Они все одинаковые, но могут отличаться количеством дополнительных компонентов. На плате сразу бросается в глаза довольно массивный дроссель. Разогреваем паяльник и выпаиваем его.
На плате у нас имеется также маленькое колечко.
Это трансформатор обратной связи потоку и он состоит из трех обмоток, две из которых являются задающими,
а третья является обмоткой обратной связи потоку и содержит всего один виток.
А теперь нам нужно подключить трансформатор от компьютерного блока питания так, как показано по схеме.
То есть один из выводов сетевой обмотки подключается к обмотке обратной связи.
Второй вывод подключается к точке соединения двух конденсаторов полумоста.
Да, друзья, на этом процесс завершен. Видите, насколько все просто.
Теперь я нагружу выходную обмотку трансформатора, чтобы убедиться в наличии напряжения.
Не забываем, начальный запуск балласта делается страховочной лампочкой. Если блок питания нужен на малую мощность, можно обойтись вообще без всякого трансформатора, и вторичную обмотку обмотать на непосредственно сам дроссель.
Не помешало бы установить силовые транзисторы на радиаторы. В ходе работы под нагрузкой их нагрев – это естественное явление.
Вторичную обмотку трансформатора можно сделать на любое напряжение.
Для этого нужно его перемотать, но если блок нужен, например, для зарядного устройства автомобильного аккумулятора, то можно обойтись без всяких перемоток. Для выпрямителя стоит использовать импульсные диоды, опять же, оптимальное решение – это наше КД213 с любой буквой.
В конце хочу сказать, что это только один из вариантов переделки таких блоков. Естественно, существует множество иных способов. На этом, друзья, все. Ну а с вами, как всегда, был KASYAN AKA. До новых встреч. Пока!
Травление печатных плат Самодельный миниатюрный низковольтный паяльник Часы на газоразрядных индикаторах – травление плат