Главная arrow Статьи arrow Исследования электронного трансформатора  
23.11.2017 г.
Главная
Проекты
Статьи
Начинающим
Архив новостей
Ссылки
Контакты
Поиск
Файлы
Форум
Карта сайта
Авторизация





Забыли пароль?
Ещё не зарегистрированы? Регистрация
Поддержи наш сайт!
Через WebMoney

 R785211844650
 Z210696637574
 E368177590409

Простые устройстваОтличные товары по превосходным ценамОтличные товары по превосходным ценам
Исследования электронного трансформатора Печать E-mail
Рейтинг: / 22
ХудшаяЛучшая 
Автор ARV   
08.03.2008 г.

В продаже имеются очень дешевые «электронные трансформаторы», предназначенные для питания галогенных ламп (освещение витрин, шкафов и т.п.), например, такой:

Внутренний вид

Представляется привлекательным применить это устройство в качестве первичного преобразователя в любительских конструкциях, например, сделав его основой лабораторного источника питания. Однако остаются совершенно неизвестными реальные параметры таких изделий.

Размер этого девайса соизмерим с парой спичечных коробков. Внутри сие изделие выглядит так:

Внешний вид

Всем известно, что схема представляет простейший автогенераторный импульсный преобразователь. Причем цена этого устройства (в моем случае 70 рублей) явно меньше, чем сумма стоимостей деталей в розницу, поэтому самостоятельная сборка смысла не имеет, а значит и схема, в общем-то, не нужна (потому и не привожу ее). На блоке написано, что номинальное входное напряжение 220В, выходное 11,4В, номинальная мощность 10-50W, сила тока 0,23А. Если не задумываться, то параметры кажутся очень привлекательными для такого габарита: 60 Вт мощности! Однако, если задуматься, заметно противоречие: для тока 0,23А и номинального напряжения 11,4В получается мощность 2,6 Вт... Откуда 60?!

 

Я решил провести испытания, чтобы разобраться с реальностями и выяснить, насколько целесообразно применять эти «трансформаторы». Прежде всего, я снял осциллограмму напряжений на холостом ходу.

Опыт холостого хода
Опыт холостого хода

Не обращайте внимание на частоту, показанную на скриншоте дисплея осциллографа (465,94 Гц) - она не имеет отношения к реальности, т.к. форма сигнала весьма хаотична. Видно, что на холостом ходу трансформатор вырабатывает на выходе некую смесь импульсов, максимальная амплитуда которых достигает 12-13В, а эффективное напряжение при этом около 2В. Заметна несимметрия «положительных» и «отрицательных» импульсов. Возможно, это связано с различием параметров примененных транзисторов, возможно с чем-то еще...

Затем я нагрузил трансформатор на резистор 47 Ом.

Опыт нагрузки 0,28А
Опыт нагрузки 0,28А

Как видим, форма импульсов резко изменилась. Пиковая амплитуда возросла до 16В, а эффективное напряжение поднялось до 4,5В. Хочу предупредить, что эффективное значение в моих экспериментах вычислено математически по форме сигнала осциллографом. Генерация явно неустойчивая, хотя и более стабильная по сравнению с опытом холостого хода. Однако пока не наблюдается параметров даже близких к обещанным. Ну что ж, попробуем нагрузить трансформатор посильнее!

Опыт нагрузки 1,5А
Опыт нагрузки 1,5А
 

На этом скриншоте мы видим форму выходного напряжения при токе 1,5А. Хочу предупредить, что ток я измерял цифровым тестером средней ценовой категории, и могу предположить, что измеренное значение соответствует средневыпрямленному значению. Эффективное напряжение при такой нагрузке возросло почти до 9В, а амплитуда осталась на уровне 16В. Теперь частота преобразования стала более стабильной, ее импульсы более плотно заполняют форму «полуволн сети» 50 Гц (это и неудивительно, ведь сетевое напряжение выпрямляется и практически не сглаживается, а сразу преобразуется в высокочастотное импульсное). Судя по показаниям осциллографа, частота преобразования 8 кГц, хотя на слух никакого писка не слышно (осталось неясным: или осциллограф привирает из-за нестабильной формы импульсов, или транс проклеен хорошо). Можно было, конечно, рассмотреть и высокочастотные импульсы в деталях, но я счет это лишним, т.к. нас интересует практическое применение готового изделия, а не какие-то особенности его внутренних процессов, не так ли?

Переменное напряжение, какое бы оно ни было - это, конечно, хорошо, но для питания большинства конструкций требуется все-таки постоянное. Я сделал мост из четырех диодов HER801 (быстровосстанавливающиеся выпрямительные диоды) и установил конденсатор 16В 1000 мкФ. И повторил эксперименты.

 

На холостом ходу выпрямленное напряжение не содержало заметных пульсаций и достигало 18В (больше, чем допустимо для примененного конденсатора), поэтому эксперимент был кратким и осциллограммы я не снял. Но можно сделать вывод, что фактически амплитуда импульсов перед выпрямителем была выше ранее обнаруженных осциллографом 12-13В.

После подключения нагрузки 47 Ом напряжение стало 13,8В по осциллографу и 13,1В по мультиметру. Расчетный ток при этом был 0,28А, что близко к обозначенному на корпусе номинальному значению. Форма напряжения при этом была такая:

Нагрузка 0,28А с выпрямителеи и фильтром
Нагрузка 0,28А с выпрямителеи и фильтром

Амплитуда пульсаций до 2,6В.

Под нагрузкой в 1,5А форма ухудшилась, пульсации стали до 8В:

Нагрузка 1,5А с выпрямителеи и фильтром
Нагрузка 1,5А с выпрямителеи и фильтром

При этом эффективное значение напряжения стало 11,2В, а мультиметр показал 10,3В. Я оставил блок с выпрямителем включенными с такой нагрузкой на 15 минут, чтобы выяснить, как ему понравится ток в 1,5А. Нагрева элементов самого «трансформатора» было не заметно, а диоды выпрямителя (без радиаторов, лежали просто на столе, т.е. условия для охлаждения наихудшие были) нагрелись примерно до 50 градусов - прикосновение удовольствия не доставляло, но терпеть вполне можно было.

Приятная особенность этих «трансформаторов» - полная нечувствительность к коротким замыканиям - генерация при этом срывается, и блок может находиться в этом состоянии долго без всякого вреда. Правда, лично я длительные КЗ не устраивал.

Какие же выводы можно сделать по результатам экспериментов?

Во-первых, осталось невыясненным, откуда производители взяли мощность 60 Вт. При токе нагрузки в 1,5А, что почти в 6 раз (!) больше номинальной, мощность составила всего около 15Вт. При номинальном токе 0,28А мощность составила всего 3,6 Вт.

Во-вторых, при изменении тока нагрузки в 5 раз выходное напряжение «просело» всего на 3В, что говорит о весьма неплохой нагрузочной характеристике устройства. Простейшие расчеты позволяют нам прикинуть, что при линейном характере нагрузочной характеристики (свойственной обычным трансформаторам) максимум мощности окажется где-то при токе около 3А (напряжение при этом упадет примерно до 7В) и составит порядка 20 Вт, но никак не 60.

Два этих вывода позволяют сделать третий: устройство с выпрямителем и фильтром вполне аналогично обычному маломощному низкочастотному трансформатору с аналогичным выпрямителем и фильтром. Т.е. термин «электронный трансформатор» вполне оправдан. Для реальной мощности порядка 10-15Вт даже цена оказывается соизмеримой, хотя масса существенно ниже. Для чистоты эксперимента следовало бы снять аналогичные осциллограммы с НЧ-трансформатора, однако как выбрать «аналог»? Ведь вопрос о номинальной мощности остался открытым...

 

Я планирую продолжить эксперименты, в том числе проверить поведение этого устройства в совокупности с интегральным стабилизатором типа КР142ЕН5 или ЕН12. Если результат окажется удовлетворительным (а все предпосылки этого есть) - можно будет сделать окончательный вывод о целесообразности применения таких трансформаторов в любительских конструкциях.


Добавить в любимые (0) | Просмотров: 40931

  Коментарии (13)
 1 Написал(а) Неделев Сергей, в 00:02 09.03.2008
Проводил тоже эксперименты.На холостом ходу мерял вольтметром при подключенной обвязке(мост и кондёр),напряжение плывёт вниз.Нагрузку подключаю(чем больше,тем лучше(до номинала))-вольты стабильны. Мой вывод-использовать можно при подключенной нагрузке, соответствующей номиналу или несколько ниже.А хотелось-бы ниже. Может кто-нибуть сможет переделать схему, чтоб хотя-бы от 100mA Uвых было стабильно? Кстати, я использовал сей девайс в блоке питания с LM7805(нагрузка была постоянной,что-то около 1А),работает по сей день.
 2 Написал(а) Шаповалов А.Н., в 02:07 11.03.2008
Ага,блочок похоже перспективный. С год назад немного покопал его. 
Там есть маленький[U][/U]трансформатор, в цепях ОС, он и определяет нагрузочные и пусковые характеристики. Одна из его обмоток - просто перемычка проходящая через кольцо сердечника если сделать 1-2 витка то запуск происходит при меньшей нагрузке, но что будет тогда с напряжением при номинальной нагрузке, надо проверять. Кто попробует поделитесь?
 3 Написал(а) Шаповалов А.Н., в 02:20 11.03.2008
А что касается "0.28А", так зто ток входной, а не выходной: 220в*0.28А = 60 Вт при ном. нагрузке на выходе. А на выходе иметь должны:60Вт/12V = 5А так вот примерно. ить ;-) Закон Ома.
 4 Написал(а) ARV, в 07:46 11.03.2008
Блин, и правда :) Но в любом случае экспериментальные данные доказывают, что на выходе 60 Вт никак не получается - при 5А тока будет предположительно не более 4В (после моста и фильтра). К сожалению измерить по переменке ток не так-то просто из-за его импульсного характера.
 5 Написал(а) Шаповалов А.Н., в 23:36 12.03.2008
Если на лампочку выдает 50Вт, то и в постоянку должен выдать.
 6 Написал(а) Шаповалов А.Н., в 00:20 13.03.2008
Надо только диоды взять мощные (80-100Вт и высокочастотные Iимп.40-50А)т.к. хоть и сложно Iимп. измерять, но понятно что он сдесь в разы больше выпрямленного постоянного.Тогда и потерь на них будет меньше (греться не будут).Ну может вторичку чуть подмотать(в моем зкз.это был тор,10-12витков)
 7 Написал(а) ARV, в 11:04 13.03.2008
не ясно, откуда импульсный ток в разы больше выпрямленного, и куда он девается под нагрузкой. а диоды я брал HER801 - время восстановления 80 нс - куда еще быстрее-то?
 8 Написал(а) Шаповалов А.Н., в 20:46 13.03.2008
Iзаряда Сф прямоуг. имп., стремиться к бесконечности и ограничен Rвторички(сдесь зто мизер),а Сф - большая,плюс к этому еще и Iнагрузки. Отсюда и разы. И всё это через диоды моста(10000раз в секунду),раз они греются, знач.не те.:-)че тут думать-то!:-)
 9 Написал(а) ARV, в 19:04 14.03.2008
если высокочастотные пульсации напряжения на конденсаторе незаметны, то и импульсных токов громадных нет... хотя дросселек в фильтр надо будет поставить для эксперимента :)а диоды как раз практически не грелись: 50 градусов без охлаждения - разве это нагрев?
 10 Написал(а) Шаповалов А.Н., в 20:57 14.03.2008
Так поэтому имп.U и не видно,Сф для них К.З. устраивает, а где К.З.,там и ток.
 11 Написал(а) ARV, в 21:24 14.03.2008
предлагаю продолжить на форуме, т.к. комментарии - не место для дискуссий. напомню, что изменение напряжения на конденсаторе - это свидетельство протекания через него тока. нет изменения - нет и тока. и прошу больше тут не спорить - форум вас ждет!
 12 Написал(а) Евгений, в 15:57 10.02.2010
Все это хорошо, но когда я попробовал подключить конденсатор после диодного моста к аналогичному трансформатору (я тогда не читал эту статью - сам решил поэспериментировать), то БП приказал долго жить, ибо транзисторы в нем сдохли мгновенно... 
Видимо в процессе зарядки конденсатора ток в цепи пошел огромный (видимо схема того БП, что использовал я, критически относилась к КЗ в нагрузке). 
Потом, пошерстя в инете, нашел статейку про использование таких БП, в которых черным по белому нарисован резистор в цепи 220 В (последовательно) сопротивлением в несколько десятков (не помню точно сколько) Ом. 
Так что, имейте в виду и будьте аккуратны!
 13 Написал(а) Александр, в 13:59 28.09.2010
Всё очень интересно, но где можно посмотреть сам текст программы? 
Кто видел текст программы на этом форуме?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.

 
« Пред.   След. »
Полезные материалы по сходным темам
BannerFans.com