Нестандартное решение
Осветительные изделия на 12 вольт не всегда находят своего потребителя по нескольким причинам. Во-первых, это связано с нестандартным напряжением светильников — всего 12 вольт.
Обратите внимание! В нашей стране стандартные нормы бытового напряжения составляют 220 вольт.
Во–вторых, для установки осветительных приборов на 12 вольт нужен специальный преобразователь (например, блок питания), который будет преобразовывать напряжение в сети из 220 вольт в нужное 12-ти вольтное. В третьих, чтобы освещение на 12 вольт работало, необходимо правильно собрать и подключить электрическую схему, особенно, если все работы будут проводиться своими руками.
Вот по этим причинам, многие сегодня не сильно горят желанием устанавливать в доме или квартире такое освещение. Но если разобраться в ситуации, то здесь сразу будут видны неоспоримые плюсы, о которых мы поговорим несколько ниже.
Освещение 12 вольт в доме: экономия или нет? |
- необходимость покупки и установки в схему питания трансформатора. Он усложняет цепь, трансформатор обладает своим КПД, что приводит к снижению надежности схемы;
- необходимость эффективной маскировки преобразователя напряжения с одновременным его хорошим охлаждением;
- трансформатор следует правильно подобрать, чтобы он мог удовлетворить потребность в мощности подключаемых к нему осветительных приборов. В противном случае освещение как таковое будет невозможным.
Особенности такой подсветки
- у нас есть лампочка с мощностью в 60 Ватт и нам необходимо ее запитать;
- в ситуации с напряжением цепи в 220 вольт с такой лампочкой ток по проводам будет течь примерно в 0.3 ампера;
- а вот при наличии 12-ти вольтного напряжения, при тех же условиях, ток будет иметь уже 5 ампер.
Обратите внимание! Используя светодиодные источники света, вы получите освещение с отличными эстетическими характеристиками.
Устройство и конструкция
Простой 12-вольтовый БП без трансформатора можно сделать из нескольких радиоэлементов. Он представляет собой диодный мост VD1-4 и 3 однотипных транзисторных стабилизатора, включенных последовательно.
C1, подключенный к сети 220 В, гасит большую часть напряжения. Оно выпрямляется диодным мостом VD1-4. Цепочка D1, C2 является параметрическим стабилизатором, с выхода которого снимается постоянное напряжение, питающее нагрузку.
Более продвинутое устройство содержит на входе сопротивление R1 для подавления броска тока и RC-цепочку — подключенные параллельно гасящая емкость C1 и резистор r2 большого номинала для ее разрядки. Средняя часть схемы такая же. На выходе установлен дополнительный неполярный конденсатор C3.
Дальнейшее усовершенствование предполагает установку на выходе БП стабилизатора VR1 на транзисторах или микросхеме.
Эти блоки опасны, так как их детали находятся под напряжением 220 В. При отсутствии нагрузки (если испорчен стабилизатор) потенциал на выходе будет равен сетевому.
Трансформатор 220 на 12 вольт: суть работы, как сделать самодельное понижающее устройство на 10 ампер
- 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.
Рабочие схемы
Все описанные устройства выполнены на распространенных радиоэлементах. Ниже приведены схемы с обозначением всех деталей.
В БП с транзисторными стабилизаторами КТ940А можно заменить на высоковольтный, выдерживающий более 250 В, а КТ815Г — на другой, с минимальным напряжением 80 В. При указанных деталях устройство может выдать до 300 мА. Для увеличения силы тока надо транзисторы установить на радиаторы. Если вместо стабилитрона КС512А поставить Д814Д, то выходной ток устройства уменьшится до 200 мА.
Традиционный бестрансформаторный блок на 12 В с RC-цепочкой выдает всего 20-40 мА. Если после моста установить мощный стабилитрон Д815Ж, который ограничит напряжение до 16-19 В, и дополнить схему стабилизатором на транзисторе, то выходной ток повысится до 120 мА. Для его увеличения до 180 мА необходимо параллельно конденсаторам C1, C2 припаять еще один такой же.
Более стабилен блок на микросхеме 78L08 (российское обозначение КР142Б). При указанных деталях он выдает до 200 мА.
Самостоятельное изготовление
Конструкция трансформатора довольно простая, поэтому его несложно сделать своими руками. Но перед тем как приступить непосредственно к его изготовлению необходимо не только подготовить материал и инструменты, но и выполнить предварительный расчёт.
Сердечник самостоятельно вряд ли получится сделать, поэтому лучше воспользоваться ненужным трансформатором любого типа. Его понадобится аккуратно разобрать и извлечь оттуда «железо».
На следующем этапе стоит изготовить каркас. Можно использовать различные материалы, например, стеклотекстолит. Для его расчёта можно воспользоваться программой Power Trans. При этом стоит отметить, что хотя это приложение умеет рассчитывать также и количество витков, для этих целей лучше её не использовать, из-за не совсем корректных результатов.
В программе можно выбрать тип сердечника, а также задать сечение сердечника, окна и мощность изделия. Затем нажать расчёт и получить готовый чертёж с размерами. Далее, останется перенести рисунок на текстолит и вырезать нужное количество деталей. После того как все элементы подготовлены они собираются в каркас.
На последнем этапе готовится провод. Так как будет необходимо намотать трансформатор 220 В 12 В 10а, то есть понижающий, вторичная катушка будет выполняться толстым проводом, а первичная тонким.
Расчёт конструкции
Расчёт конструкции начинают с нахождения мощности, которую должна выдерживать вторичная обмотка. Подставив в формулу: P = U * I, заданные условиям b значения для вторичной катушки, получится: P 2 = 12*10 = 120 Вт. Приняв, что КПД изделия будет около 80% (среднее значение для всех трансформаторов) можно определить первичную мощность: P = P 2/0,8 = 120/0,8 = 150 Вт.
Ток, протекающий через первичную катушку, будет равен: I = P / U = 150/220 = 0,68 А. Отсюда диаметр провода первичной обмотки вычисляемый по формуле: d = 0,8*(I) ½ будет 0,66 мм, а для вторичной — 2,5 мм. Площадь же поперечного сечения можно взять из справочных таблиц или рассчитать по формуле: S = 0,8* d 2 . Она соответственно составит — 0,3 мм 2 и 5 мм 2 .
Если вдруг провод такого сечения трудно достать, то можно использовать несколько проводников соединённых друг с другом параллельно. При этом их суммарная площадь сечения должна быть немного больше расчётной.
Техника намотки
Теперь останется только подключить трансформатор с 220 на 12 к источнику питания. Соединение с ним происходит по параллельной схеме. С помощью мультиметра можно проконтролировать выходное напряжение. Для этого он переключается в режим измерения переменного сигнала.
Если в дальнейшем необходимо получить постоянный сигнал, то к вторичной обмотке трансформатора подключается диодный мост (выпрямитель) с электролитическим конденсатором (сглаживающий фильтр). Но при этом следует учесть, что для тока 10 ампер понадобится соответственный и выпрямительный блок, способный выдержать такую силу тока с запасом порядка 15%.
Преобразователь напряжения 12 220 В своими руками
- Мощность. Обозначает величину энергии, передающуюся через устройство, не приводя к его повреждению. Определяется толщиной провода, используемого при намотке катушек, а также размеров магнитопровода и частоты сигнала.
- КПД. Определяется отношением мощности, затрачиваемой на полезную работу к потребляемой.
- Коэффициент трансформации. Определяет способ преобразования.
- Количество обмоток.
- Ток короткого замыкания. Определяет максимальную силу тока, которую может выдержать устройство без перегорания обмоток.
