Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Как сделать самодельный блок питания из энергосберегающего типа ламп

Как сделать светодиодную лампу

Необходимые материалы

Для того чтобы переделать энергосберегающую лампочку в светодиодную своими руками, необходимо иметь при себе следующий список материалов:

  1. Сгоревшую, вышедшую из строя лампу.
  2. Небольшой кусок стеклотекстолита для соединения деталей между собой. Если есть другие идеи (кроме пайки), можете воспользоваться своей для решения вопроса, как крепить светодиоды.
  3. Комплект радиоэлементов, соответствующих определённой схеме, в том числе светодиоды. Специалисты советуют выбирать для сборки светодиодной лампочки своими руками обычные детали, которые в большом ассортименте представлены на каждом радиорынке, где их стоимость существенно ниже.
  4. Конденсатор объёмом 0,022 Mf, напряжение в котором составляет 400 V, одно сопротивление рассчитано на 1 мОм и пара сопротивлений на 200 Ом.
  5. Светодиоды — дешевле выпаять в нужной численности посредством ленты.

Изготовление схемы

Процесс создания схемы своими руками начинается с вырезания из текстолита окружности, диаметр которой равен 30 мм. Далее нанесите на круге дорожки, хорошо справляется с этой задачей лак для покраски ногтей. После покрытия одного слоя, отставьте деталь в сторону до тех пор, пока она полностью не высохнет.


Схема соединения элементов

В это время можно заняться химией, а именно своими руками изготовить массу, растворяющую медь. Для этого следует смешать медный купорос и обычную кухонную соль в соотношении 1:2. Обязательно добавьте небольшой объём тёплой воды (но не горячей!) и в полученную смесь окуните будущую плату. Уже через сутки вы заметите, как медь исчезла с текстолитового круга, осталась только та часть, которая была обработана лаком.

На завершающем этапе производится пайка. Однако прежде чем переходить к этой фазе, воспользуйтесь специальным растворителем и избавьтесь от слоя лака. Затем пролужите имеющиеся дорожки.


Схема светодиодной лампы

Возьмите миллиметровое сверло и на участках фиксации элементов сделайте отверстия. Наконец переходите к полноценной пайке схемы. Если вы не новичок в работе с паяльником и имеете определённые навыки, для создания светодиодной лампочки с напряжением 220 V своими руками, точнее, платы её драйвера, достаточно выделить 30 свободных минут.

Процесс сборки не обходится без разбора старой энергосберегающей лампы. Пропилите полотнищем по металлу периметр на самом конце пластика. Вытащите все внутренние детали, оставьте только провода, исходящие от цокольной части старого светильника. Снова вооружитесь паяльником и зафиксируйте плату к этим проводам.

Закрепите схему, оснащённую светодиодами, на внутренней поверхности пластика. Перед окончательной поклейкой включите лампу, если она работает — воспользуйтесь термоклеем.

Как обойтись без пайки

Некоторых может не устраивать пайка, в этом случае в качестве альтернативы драйвер для изделия заменяется полноценным блоком питания, предназначенным для фиксации и работы светодиодной ленты. Именно за счёт применения целого куска ленты, а не её отдельных отрезков, пайка и глобальная переделка не требуются.

С чем могут возникнуть проблемы? С размерами блока питания. Здесь понадобится либо переделать электропроводку от А до Я (освещение здания сводится к одной ветке), либо каждый светильник или ряд изделий запитать другим трансформатором. Если дом оснащён точечными осветительными приборами, можно выделить из цепи самый первый и поместить перед ним блок питания, после чего вместо ламп на 220 V установить самодельные светодиодные модели 12 V.

Как собрать лампочки

Сборка освещающих изделий своими руками осуществляется из пластиковых труб, порезанных на отдельные отрезки. По сторонам труб с помощью паяльника закрепляется светодиодная лента, обязательно сверьтесь с параллельной схемой. На конце пучка проводов разместите два штырька, выступающих в качестве цоколя.

Если светильники оснащены традиционным патроном для фиксации лампы, процесс упрощается в разы — достаточно модернизировать старые энергосберегающие приборы, причём применять внутренние платы уже нет необходимости. Как и в предыдущий раз, образец разбирается, а все «внутренности», кроме проводов цоколя, изымаются. Колпачок, из которого выходили люминесцентные трубки, закрывается цилиндром, выполненным из пластика, на котором фиксируются участки светодиодной ленты. Эти ленты подключаются к проводам из цоколя.

При подключении учитывайте «+» и «-». Плюс желательно припаять к нижней составляющей цоколя. Если подключение не дало результатов, разрешить проблему можно, переподключив выход блока питания к проводам.

Рассчитываем ёмкость необходимого напряжения

Для экономии используют конденсаторы с маленьким показателем ёмкости. Именно от них будет зависеть показатель пульсации входящего напряжения. Для снижения пульсации, необходимо увеличивать объём конденсаторов тоже делается для увеличения показателя пульсации только в обратном порядке.

Для снижения размеров и улучшения компактности, возможно, применять конденсаторы на электролитах. К примеру, можно использовать такие конденсаторы, которые вмонтированы в фототехнику. Они обладают ёмкостью 100µF х 350V.

Блок питания на двадцать ватт

Чтобы обеспечить бп показателем двадцать ватт, достаточно использовать стандартную схему от энергосберегающих светильников и вовсе не наматывая дополнительной намотки на трансформаторы. В случае, когда дроссель обладает свободным пространством и может дополнительно уместить витки, можно их добавить.

Таким образом, следует добавить два-три десятка витков обмотки, чтобы была возможность подзаряжать мелкие устройства или использовать ибп как усилитель для техники.

Схема блока питания на 20 ватт

Если вам требуется более эффективное увеличение показателя мощности, можно использовать самый простой провод из меди, покрытый лаком. Он специально предназначен для обмотки. Убедитесь что изоляция на стандартной обмотке дросселя достаточно качественная, так как эта часть будет находиться под значением входящего тока. Также следует оградить её от вторичных витков с помощью бумажной изоляцией.

Действующая модель БП мощность – 20 Ватт.

Для изоляции используем специальный картон толщиной 0.05 миллиметра или 0.1 миллиметра. В первом случае необходимо два слова, во втором достаточно одного. Сечение обмоточного провода используем из максимального больших, количество витков будет подбирать методом проб. Обычно витков необходимо достаточно мало.

Уменьшение поперечного диаметра используемого провода конечно увеличит численность витков, но на мощность это повлияет только в минус.

Стоваттный блок питания

Чтобы иметь возможность поднять мощность бп до сотни ватт, необходимо дополнительно докрутить импульсный трансформатор и расширить ёмкость фильтровочного конденсатора до 100 фарад.

Схема 100 ватт БП

Чтобы облегчить нагрузку и уменьшить температуру транзисторов, к ним следует добавить радиаторы для охлаждения. При такой конструкции, КПД получится в районе девяноста процентов.

Следует подключить транзистор 13003

К электронному балласту бп следует подключить транзистор 13003, который способен закрепляться с помощью фасонной пружины. Они выгодны тем, что с ними нет необходимости устанавливать прокладку из-за отсутствия металлических площадок. Конечно, их теплоотдача значительно хуже.

Лучше всего проводить закрепления с помощью винтов М2.5, с заранее установленной изоляцией. Также возможно использовать термопасту, которая не передаёт напряжение сети.

Подключение к сети 220 вольт

Подключение происходит с помощью лампы накаливания. Она будет служить защитным механизмом и подключается перед блоком питания.

В этом случае, лампа служит балластом, который имеет нелинейный показатель и отлично предохраняет ибп от неисправной работы сети. Значение мощности лампы необходимо подбирать таким же образом, как и мощность самого импульсного блока питания.

Так как, возможно, что блок питания будет пропускать сильное напряжение, позаботьтесь о том, чтобы все его соединения и контакты были качественно заизолированы. Тоже касается и всех транзисторов, их так же следует изолировать от внешней среды, ведь они могут пропускать ток через свой корпус.

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку между исследуемым ИБП и осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

А это уже изображение реального стенда для ремонта и наладки импульсных БП, который я изготовил много лет назад по схеме, расположенной выше.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д

Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!

Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!

То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Потенциальные ошибки

Не рекомендуется использовать как выходной выпрямитель стандартный диодный мост на низких частотах. Особенно нежелательно это делать, если источник бесперебойного питания отличается высокой мощностью.

Если используется трансформатор с возрастанием тока нагрузки, повысится и ток в транзисторных базах. Эмпирически установлено, что после того, как показатель нагрузки доходит до 75 Вт, в магнитопроводе наступает насыщение. Результатом этого является снижение качества транзисторов и их чрезмерный нагрев. Чтобы не допустить такого развития событий, рекомендуется самостоятельно обмотать трансформатор, используя большее сечение сердечника. Также допускается складывание вместе двух колец. Еще один вариант состоит в использовании большего диаметра проводника.

Базовый трансформатор, выступающий в качестве промежуточного звена, можно удалить из схемы. С этой целью токовый трансформатор присоединяют к выделенной обмотке силового трансформатора. Делается это с использованием высокомощного резистора на основе схемы обратной коммуникации. Минусом такого подхода является постоянное функционирование трансформатора тока в условиях насыщения.

Нельзя забывать о высокой отзывчивости диодов к повышенным показателям обратного напряжения и тока. К примеру, если поставить в схему на 12 вольт 6-вольтовый диод, данный элемент быстро придет в негодность.

Не следует менять транзисторы и диоды на низкокачественные электронные компоненты. Рабочие характеристики элементной базы российского производства оставляют желать лучшего, и результатом замены станет снижение функциональности источника бесперебойного питания.

Устройство и принцип работы

Выпускаемые отечественной промышленностью энергосберегающие лампы, а также широко распространенные китайские их аналоги имеют схожую электронную схему (ЭПРА), работающую по принципу импульсного преобразования. Такое устройство энергосберегающей лампы обеспечивает ей следующие очевидные преимущества:

  • Входящая в энергосберегающие лампы электронная начинка гарантирует высокую нагрузочную способность изделия, работающего в режиме длительного (непрерывного) свечения;
  • Эффективность использования сетевого напряжения (КПД) в этом случае существенно повышается;
  • Встроенная схема энергосберегающей лампы позволяет получить компактное и лёгкое изделие (за счёт отсутствия громоздкого и тяжёлого трансформатора).

Дополнительная информация. Рассматриваемая энергосберегающая импульсная схема питания имеет только один небольшой недостаток, состоящий в её низкой надёжности и частом выходе из строя.

Суть работы устройства ЭПРА (так называемого балласта) достаточно проста и состоит в следующем:

  • Сначала напряжение 220 Вольт преобразуется в выпрямительном модуле в постоянный потенциал примерно той же величины;
  • Затем в электронной схеме под воздействием выпрямленного напряжения формируется последовательность высоковольтных импульсов частотой от 20 до 40 кГц (точное значение зависит от конкретной модели изделия);
  • На завершающем этапе преобразования электрические импульсы выпрямляются (сглаживаются) выходным дросселем, а получившееся после этого высокое напряжение подаётся непосредственно на осветительную лампу.

Для лучшего понимания принципа, согласно которому работают энергосберегающие лампы, потребуется более тщательное рассмотрение используемой в них электронной схемы.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65ºС, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65ºС, а транзисторов выше 80… 85ºС.

Как сделать блок питания из энергосберегающей лампы

Может показаться, что это дело так называемых радиолюбителей, опытных мастеров работы со схемами, электроприборами.

Но на деле оказывается, что заниматься «оживлением» старой техники может практически любой человек, сталкивающийся в быту с электрическими устройствами. Достаточно работать по плану и иметь схему устройства перед глазами. Мы подготовили наглядную электросхему и поэтапный план работы над блоком из ЭСЛ.

Разбираем лампу

Будьте осторожны, когда разбираете ЭСЛ. Повредив целостность колбы, можно выпустить вредные пары ртути, которые быстро распространяются вокруг. Рекомендуем аккуратно, не спеша поддевать маленькой отверткой в месте шва.

Когда вам открылась схема, соединенная с колбой четырьмя выводами питания, отрежьте их и внимательно рассмотрите состояние элементов. Внешне можно понять, что они вышли из строя, по подгоревшим местам, вздутиям; могут отпаяться концы соединений. После внешнего осмотра необходимо прозвонить электрическую цепь. По опыту радиолюбителей в ЭСЛ часто портятся конденсаторы и резисторы.

Запасные элементы берутся из схем других энергосберегающих ламп, отложенных вами для будущего блока питания. После того, как из нескольких схем соберете одну, можно двигаться дальше.

Вам нужно решить, блок питания какой мощности вы хотели бы собрать. Если мощность блока равна мощности энергосберегающей лампочки, то больших изменений не потребуется; если же захотите увеличить мощность блока питания, то нужно добавить вторичную обмотку, выложенную медным проводником.

Подготовительные работы

Итак, мы уже удалили контакты, идущие до колбы. Красным на схеме изображен удаленный нами узел ЭСЛ. На оставшиеся концы в схеме садим перемычку. Для повышения выдаваемой мощности нужно добавить к дросселю (на схеме L5) дополнительную (вторичную) обмотку. Появится резерв мощности блока питания за счет нее.

Помимо этого, добавляем новые детали в схему:

  • конденсаторы (на схеме C9, С10)
  • мост диодный (VD14-VD17)

Нужное количество витков для вторичной обмотки определяется в несколько этапов:

  1. Укладывается временная обмотка около десяти витков и соединяется с нагрузочным сопротивлением, имеющим характеристики в пределах 30-ти ватт и более, и собственно самим сопротивлением от 5 до 6 Ом;
  2. После подключения питания измеряется напряжение на нагрузочном сопротивлении;
  3. Полученные цифры напряжения делятся на число витков – так узнается, какое напряжение приходит на один виток;
  4. Расчет нужного количества витков для питания постоянной обмотки и подбор диаметра проводника для вторичной обмотки.

Диаметр вторичной обмотки советуем выбрать 0,5 мм.

Количество нужных витков:

X = Uвых (достигаемое напряжение БП) /Uвит (напряжение одного витка)

Кардинальные преобразования

Однако надёжней сделать импульсный блок питания с нуля, поискав трансформатор с нужными характеристиками в старой электронике. Заводские трансформаторы будут гораздо долговечней самоделки. И не нужно к тому же высчитывать количество витков по формуле, достаточно присоединить паяльником концы обмотки трансформатора к схеме.

Если вы хотите сильно увеличить мощность блока питания, в несколько раз, то нужно выпаять старый дроссель и присоединить новый (на схеме ниже обозначен как TV2). Подсоединяем к блоку два диода, составляющих выходной выпрямитель (на схеме VD14, VD15), заменяем диоды на входном выпрямителе с большей мощностью (на схеме RO) и ставим конденсатор с большей емкостью (на схеме CO). Подбирать конденсатор необходимо в пропорциях 1 Ватт выходной мощности = 1 микрофарад. На схеме изображено сто микрофарад на сто ватт.

Опробовать блок питания можно на лампочке аналогичной мощности. Главное следить за тем, чтобы температура трансформатора нашего блока не превышала 60ºС, а транзисторов 80ºС. Измеряется температура ртутными либо спиртовыми термометрами. Также есть так называемые заводские термопары и термосопротивления. Опытный радиолюбитель всегда имеет такие приспособления под рукой.

Советуем посмотреть видео-инструкцию:

Блок питания мощностью 20 Ватт.

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60ºC, а транзисторов – 42ºC. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

На картинке действующая модель БП.

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60ºС
Температура транзисторов – 42ºС

Устройство и принцип работы

Выпускаемые отечественной промышленностью энергосберегающие лампы, а также широко распространенные китайские их аналоги имеют схожую электронную схему (ЭПРА), работающую по принципу импульсного преобразования. Такое устройство энергосберегающей лампы обеспечивает ей следующие очевидные преимущества:

  • Входящая в энергосберегающие лампы электронная начинка гарантирует высокую нагрузочную способность изделия, работающего в режиме длительного (непрерывного) свечения;
  • Эффективность использования сетевого напряжения (КПД) в этом случае существенно повышается;
  • Встроенная схема энергосберегающей лампы позволяет получить компактное и лёгкое изделие (за счёт отсутствия громоздкого и тяжёлого трансформатора).

Дополнительная информация. Рассматриваемая энергосберегающая импульсная схема питания имеет только один небольшой недостаток, состоящий в её низкой надёжности и частом выходе из строя.

Суть работы устройства ЭПРА (так называемого балласта) достаточно проста и состоит в следующем:

  • Сначала напряжение 220 Вольт преобразуется в выпрямительном модуле в постоянный потенциал примерно той же величины;
  • Затем в электронной схеме под воздействием выпрямленного напряжения формируется последовательность высоковольтных импульсов частотой от 20 до 40 кГц (точное значение зависит от конкретной модели изделия);
  • На завершающем этапе преобразования электрические импульсы выпрямляются (сглаживаются) выходным дросселем, а получившееся после этого высокое напряжение подаётся непосредственно на осветительную лампу.

Для лучшего понимания принципа, согласно которому работают энергосберегающие лампы, потребуется более тщательное рассмотрение используемой в них электронной схемы.

Отличия конструкции лампы от импульсного блока

Схема энергосберегающей лампы очень похожа по строению импульсного блока питания, из-за чего сделать импульсный бп можно очень легко и быстро. Для переделки, необходимо установить перемычку и дополнительно установить трансформатор вырабатывающий импульсы и который оснащён выпрямителем.

Для облегчения ибп, удалена стеклянная люминесцентная лампа и некоторые составляющие конструкции, которые были заменены специальным соединителем. Вы могли заметить, что для изменения необходимо выполнить всего несколько простых операций, и этого будет вполне достаточно.

Плата с энергосберегающей лампы

Выдаваемый показатель мощности, ограничен размером используемого трансформатора, максимальным возможным пропускным показателем основных транзисторов и габаритами охлаждающей системы. Чтобы увеличить немного мощность, достаточно намотать ещё обмотки на дроссель.

Это интересно: На что обратить внимание при выборе энергосберегающих ламп для дома — поясняем по порядку

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации