Это значение электрического тока применяется для питания большинства бытовых приборов в доме. Зачастую, они получают заряд от аккумуляторных устройств.
Но если они ломаются, то появляется проблема: как получить 12 Вольт переменного тока?
Это мы и попытаемся разобрать далее, вспомнив самые распространенные варианты.
Получить напряжение 12 Вольт из 220
Это довольно часто применяемое изменение, которое возможно сделать некоторыми путями:
- Снизить напряженность не пользуясь распределителем.
- Воспользоваться распределителем в 50 Гц.
- Подключить импульсный трансформатор, который можно совместить с прямолинейным выпрямителем.
Принцип работы импульсного трансформатора
Поскольку трансформация касается токов высокой частоты, конструкция импульсных приборов отличается малыми размерами сердечника магнитопровода и небольшим количеством трансформаторных обмоток. Это дает возможность существенно снизить размеры и вес данных устройств по сравнению с обычным трансформатором. При этом выходная мощность обоих приборов будет одинаковой.
Для выпрямления напряжения используется диодный мост и сглаживающие конденсаторы. Электрический ток проходит через транзисторный ключ, находящийся в открытом состоянии и далее – через первичную обмотку. В этот момент происходит насыщение магнитопровода сердечника и создание ЭДС на сигнальной обмотке. Ток обмотки заряжает конденсатор, у которого на обкладках повышается напряжение, способное закрыть транзистор.
Постепенно на сигнальной обмотке напряжение уменьшается и пропадает. В результате, через нее происходит разрядка конденсатора и последующее открытие транзистора. Такой цикл повторяется постоянно с высокой частотой, составляющей десятки тысяч Герц.
К обычным лампам накаливания напряжение, поступающее со вторичной обмотки может быть подключено напрямую. Если же требуется запитать электронные устройства постоянным напряжением 12 вольт, то для его преобразования используются выпрямительные диоды. Под влиянием тока вторичной обмотки происходит образование противодействующего магнитного потока. В свою очередь, он способствует росту реактивного сопротивления в первичной обмотке и воздействует на сигнальную обмотку. За счет этого выходное напряжение стабилизируется.
В случае перегорания нити в цепи нагрузки возникает обрыв. Это приводит к нарушению баланса магнитных потоков и сбоям генерации импульсов. Следовательно, электронным трансформаторам необходима нагрузка, подключенная к выходу, при наличии которой они могут нормально функционировать. Отсутствие такой нагрузки быстро выводит прибор из строя. Поэтому при выборе нужной модели трансформатора необходимо знать возможный диапазон мощности ламп, которые требуется подключить. Эти данные должны соответствовать допустимым значениям, указанным в техническом паспорте устройства.
КАК ОСУЩЕСТВИТЬ ПОЛУЧИТЬ ПОНИЖЕНИЕ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ
Это возможно только лишь тремя вариантами:
- Получить понижение при помощи гасящего элемента. Довольно популярный способ, применяется для подпитки маломощных устройств. К минусам относят небольшой коэффициент мощности. Однако оно часто используется в недорогих приборах.
- Ограничит поток резистором. Вариант не лучший, но все равно применяется, годится для зарядки диодов. Основным минусом считается большое выделение тепла на резисторе.
- Воспользоваться автоматическим распределительным трансформатором или катушкой с похожей намоткой.
Что такое понижающий трансформатор?
Итак, трансформатором называется электрический прибор, занимающийся преобразованием электрической энергии, а именно — изменением напряжения. Если выходное, то есть измененное, напряжение получается меньше входного, трансформатор называют понижающим. Если наоборот, в результате преобразование напряжение увеличивается, то трансформатор называют повышающим.
Понижающий трансформатор 220/12
Для чего нужен понижающий трансформатор в быту? Низковольтным электричеством питаются ноутбуки и мобильные телефоны, но они всегда продаются вместе с трансформаторами, именуемыми в обиходе «блоками питания». Иное дело — низковольтное освещение, в котором используются галогенные или ультрасовременные светодиодные светильники.
Обзавестись таковым хотят сегодня очень многие — из-за целого ряда преимуществ:
- отсутствует опасность поражения электротоком и возникновения пожара (особенно желательно оборудовать таким освещением ванные комнаты и другие помещения с повышенной влажностью);
- по сравнению с традиционными низковольтные светильники являются намного более экономичными: к примеру, светодиоды при той же светимости потребляют энергии в 15 раз меньше, чем лампа накаливания на 220 В;
- служат низковольтные светильники гораздо дольше аналогов на 220 В: производители светодиодов обещают 50 тыс. часов работы и при этом на 3 года даже дают гарантию.
Чтобы подключить такую систему освещения, трансформатор приходится приобретать отдельно. Но в самом простом исполнении его можно сделать и самостоятельно.
ЗАГЛУШАЮЩИЙ ТЕПЛОПРИЕМНИК
Перед тем как мы разберем эту тему, расскажем о правилах которые требуется выполнять:
- Питательный блок предназначен для работы только с одним прибором.
- Каждый из внешних элементов должен быть закрыт изоляцией. Не трогайте электронную схему блока, если к ней не подсоединена нагрузка или к нему не подключен стабилизатор для понижения постоянного тока.
Эта последовательность не может привести к смерти, но гарантировано неприятное действие электричества.
Значение уменьшающего охладителя выясняется по уравнению:
Ц (микрофарад)=3200 x I(нагрузки)/ корень из(U вход кв.-U выход кв.) или Ц (мкФ)=3200 x I(нагрузки)/ корень из U вход
Другими способами получать бесполезно, из-за снижения интенсивности с 220 до 12 В, резистором, выделяется очень много тепла, а выполнять обмотку дросселя для получения нужных Вольт не имеет смысла, потому что это очень затратно и трудновыполнимо.
Назначение и принцип работы
Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.
Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.
Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.
Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.
Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.
В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.
Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения
Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии
Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:
- ИН бестрансформаторный мостовой;
- трансформаторный ИН с нулевым проводом;
- мостовая схема с трансформатором.
Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.
Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов «по входу». Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.
При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.
Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.
ПИТАЮЩАЯ КОРОБКА НА СЕТЕВОМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕ
Стандартная и широко используемая последовательность, применяется для музыкальных усилителей и магнитол. Но только при наличии подключения хорошего фильтрующего охладителя, который сможет сделать необходимую пульсацию.
Плюсом, подсоедините стабилизирующего элемента на 12 Вольт. При его отсутствии, интенсивность изменится по скачкам тока в сети: U выхода=U входа* на коэфф. Трансформ.
Запомните, напряженность на выходе можно получить выше на 2-3 значения, чем выходная напряженность БП-12 В, но не выше тридцать, его определяют возможности стабилизатора и его сила балансирует между входящим и выходящим усилием.
Возможности распределителя получить 12-15 вольт меняющегося потока. Прямая напряженность будет немного выше, примерно на 1,41 раз. Оно приблизится к синусоиде на входном напряжении.
Расчет параметров
Для предотвращения пробоя деталей бестрансформаторных схем их необходимо правильно рассчитать. Для каждого устройства существует свой метод.
Транзисторный блок считают по закону Ома: U=I×R. Необходимо рассчитать сопротивления R1, R2, R3 исходя из величины, напряжения и тока, которые выдерживает каждый стабилитрон.
R=U макс/I мин.
Расчет балластного конденсатора для блоков с RC-цепочкой производится по следующей формуле C = I эфф/2*3,14*f *√(Uп²-Uв²), где:
- С — емкость балласта (фарад);
- Uп и Uв — питающее и выходное напряжения (вольт);
- I эфф — ток нагрузки;
- f — частота сигнала на входе устройства (герц).
Так как 1 фарад = 1 млн микрофарад, то формулу можно упростить:
C = 3200*I эфф/√(Uп²-Uв²).
Сопротивление R1 (кОм) примерно равняется 0,025 от величины балластного конденсатора. Его мощность не должна быть ниже 1 Вт (оптимально 2-5 Вт).
Если ручной подсчет неудобен, найдите и используйте калькулятор в режиме онлайн.
ВАРИАНТЫ ПОЛУЧИТЬ ПОНИЖЕНИЯ ПОТОКА ИЗ 24 ДО 12 ВОЛЬТ, ЛИБО СТАБИЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Чтобы получить стабильный поток с двадцати четырех до двенадцати значений, рекомендуется использовать стабилизирующий элемент линейный или пульсирующий.
Нужда в этом появиться, чтобы получить подпитку от автобуса, грузовика, мощность ее составляет 24 Вольта.
Помимо этого, вы приобретете уже стабильную интенсивность, имеющее обыкновение изменяться. Даже в мотоциклетных проводках оно повышается до 14,7 В.
Следовательно данную последовательность возможно использовать для подпитки диодных лент и световых точек на автомобиле.
К ней разрешается подсоединять нагрузку от 1 до 1,5 А. Дабы увеличить поток, добавляют проходной приемник, но после этого входящее напряжение может упасть на 0,5 В.
Также можно воспользоваться LDO-стабилизирующие элементы, они относятся к линейным, но имеют незначительное снижение усилия.
Например пульсирующие: AMSR-7812Z, AMSR1-7812NZ. Их соединение похоже на L7812. Эти же способы использованы для уменьшения интенсива потока от питающего элемента ноутбука.
Лучше всего применять импульсные понижающие ток преобразователи напряженности, к примеру ИМС LM2596. На электронной схеме обозначены вход и выход(In, Out).
В магазинах встречается вариант со стабильным выходящим напряжением, а также с управляемым.
Подведём итоги
Перед приобретением понижающего трансформатора для дома важно высчитать все параметры. Не стоит относиться к этому небрежно, ведь от правильности расчётов зависит долговечность работы преобразователя. Если же решено изготовить подобное устройство самостоятельно, то отнестись к вычислениям нужно ещё более внимательно. Если, конечно, домашний мастер рассчитывает использовать готовый преобразователь.
Надеемся, что наш уважаемый читатель нашёл для себя нужную информацию в сегодняшней статье. Если у вас остались вопросы по теме, задавайте их в обсуждениях ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит. А, возможно, у кого-либо есть опыт изготовления понижающих трансформаторов (неважно − удачный или нет). В этом случае просим поделиться им с начинающими домашними мастерами. А напоследок предлагаем ознакомиться с коротким, но весьма информативным видео по сегодняшней теме.
ПОВЫШАЕМ ПЯТЬ ВОЛЬТ ДО ДВЕНАДЦАТИ
Это возможно осуществить пользуясь литиевыми аккумуляторами с током в 3,7-4,2 В.
Если говорит о питающих блоках, при наличии определенных знаний, можно вмешаться во внутреннюю схему.
Или сделать намного легче и добиться 12 В, подключив увеличивающий преобразователь. В магазине можно приобрести модели со стабильным(12 В) или регулируемым напряжением(от 3,2 до 30 В) на выходе-3 А.
Это преобразующий элемент продается на уже готовой электронной схеме, на которой есть отметки входа и выхода.
Дополнительный способ-взять МТ 3608 LM 2977, возможность поднятия тока до 24 в и переносит выходное напряжение в 2 А. На картинке внизу хорошо видны места входа и выхода.
Пригодность блока питания в быту
У каждого в доме есть различная аппаратура, работающая от батареек или аккумуляторов. Чтобы не менять каждый раз элементы, ее питают от любого источника, подключаемого к сети 220 В.
Большой мощности от полностью бестрансформаторного малогабаритного блока ждать не следует. Аккумуляторные инструменты (шуруповерты, дрели, дисковые пилы), насосы, планшеты и ноутбуки от него работать не будут.
К такому БП можно подключать осветительные приборы и электронную технику, которые потребляют ток до 500 мА:
- малогабаритные приемники;
- светодиодные лампы и гирлянды (но не ленты);
- портативную маломощную медицинскую аппаратуру (наручный тонометр, измеритель пульса и других параметров);
- зарядные модули телефонов;
- детские игрушки;
- моторы магнитофонов, вентиляторы;
- самодельные устройства;
- платы от Arduino.
Как изготовить трансформатор 220 на 12В своими руками
Для самостоятельного изготовления понижающего трансформатора понадобится наличие следующих материалов:
- сердечника, который можно взять из старого телевизора;
- лакоткани;
- толстого картона;
- досок и деревянных брусков;
- стального прута;
- клея и пилы.
Сначала разберём вариант изготовления простейшей машинки для намотки провода.
| Иллюстрация | Выполняемое действие |
| Это наиболее простое приспособление для намотки провода на катушку. На схеме ясно видно, каким образом его можно собрать. Однако существуют и более удобные устройства, которые позволят ускорить процесс. | |
| При помощи обычных тисков, стального прута и коловорота (ручной дрели) можно собрать приспособление для намотки, которое сэкономит силы и время. | |
| Ещё одно устройство, без которого не обойтись. Часто для изготовления трансформатора используют старые катушки. Именно такой станок вместе с одним из предыдущих приспособлений позволит аккуратно перемотать провод с одной катушки на другую. |
Теперь следует рассмотреть изготовление картонного каркаса, непосредственно на который будет наматываться провод.
| Иллюстрация | Выполняемое действие |
| Размеры каркаса вымеряются по сердечнику (он должен входить внутрь довольно плотно). Исходя из того, что сердечник может быть как из обычных пластин, так и с просечкой, предлагаем читателю ознакомиться с обоими вариантами. | |
| По размерам делаем выкройку, которая склеивается. Для фиксации можно использовать любой клей, однако лучше отдать предпочтение водостойкому. Оптимальным вариантом станет эпоксидный. | |
| А здесь можно увидеть соотношение размеров сборного каркаса, который сложнее в изготовлении, но более надёжен и не требует склейки. Помните, что несоблюдение параметров может привести к нестабильной работе трансформатора. |
Когда всё необходимое готово, можно приступать к самой намотке. В этой работе тоже есть свои нюансы, которые следует учитывать.
Иллюстрация Выполняемое действие Разматываться с катушки-«донора» провод должен сверху, а наматываться, наоборот, – снизу вверх. Расстояние между катушками не должно быть меньше метра. Провод придерживается правой рукой, а вращение производится левой.Выводы на различные величины напряжений заделываются с применением изолирующих прокладок. Их можно сделать из наматываемого провода или припаять к нему гибкий вывод, что удобнее. Место спайки изолируется в обязательном порядке. Вывод пропускается через отверстие в щёчке и фиксируется. Чтобы не запутаться впоследствии (при наличии нескольких выводов), лучше его сразу промаркировать.Фиксирующие изолирующие прокладки проклеиваются, однако, даже в этом случае необходима дополнительная фиксация.На рисунке показано, каким образом зажимаются наматываемым проводом фиксирующие изолирующие прокладки
Важно делать всё по инструкции – только в этом случае можно надеяться на положительный результат. Помните, что витки провода должны плотно прилегать друг к другу – это обеспечит стабильное магнитное поле катушки
Расчёт количества витков первичной и вторичной обмотки
Основной работой при изготовлении трансформатора можно назвать расчёт количества витков первичной и вторичной обмотки. В среднем для преобразователя в 90−150 Вт принимается за расчёт количество витков на 1 В, равное 50 Гц / 10 = 5. Общее же количество рассчитаем по формулам:
- W1 = 220 × 5 = 1100;
- W2 = 12 × 5 = 60.
Получаем необходимое количество витков первичной обмотки − 1100, а вторичной – 60.
