Как своими руками получить из 220 — 12 вольт без трансформатора
Например, «ходовой» трансформатор частоты 50 Гц с относительно небольшой мощностью 200 Вт, выполненный на трансформаторном железе, весит более 1 килограмма и стоит от 9–18 $. Это не только делает блок питания громоздким, но и значительно удорожает стоимость девайса.
На трансформаторах реализована классическая схема понижения и последующего преобразования переменного напряжения (АС) в постоянное (DС) по цепи «трансформатор → выпрямитель → стабилизатор».
Существует более сложная схема построения «выпрямитель → импульсный генератор → трансформатор → выпрямитель → стабилизатор» импульсного блока питания, обладающая меньшими габаритами.
Преимуществом приведенных схем является гальваническая развязка. При замыкании цепи нагрузки на «ноль» она предотвращает выход из строя аппаратуры и снижает опасность поражения человека электрическим током.
Однако самыми миниатюрными источниками питания 12 В являются бестрансформаторные блоки питания, в которых производится:
1. С помощью балластного конденсатора понижение напряжения.
2. При помощи балластного резистора гасится избыточное напряжение.
3. Нерегулируемым автотрансформатором снимается требуемое напряжение и сглаживается дросселем.
1.1 Балластный конденсатор
Схема простого конденсаторного (бестрансформаторного) блока питания с минимальным количеством радиоэлементов и напряжением 12 В мощностью 0,18 Вт выглядит следующим образом:
Заметно снизит зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки БП симбиоз выпрямителя и параметрического стабилизатора с регулирующим элементом. Осуществляется такая доработка впаиванием параллельно P1 стабилитрона на 12 вольт.
1.2 При помощи резистора
1.3 Автотрансформатор или дроссель с подобной логикой намотки
Схема автотрансформатора с фиксированным напряжением U2.
Понижающий трансформатор с 220 на 12 Вольт для освещения
Технические требования к конденсатору
Для бестрансформаторного БП подойдет конденсатор, рассчитанный на амплитудное (или большее) значение переменного напряжения. Если действующее значение напряжения равно 220 В, то амплитудное рассчитывается по формуле 220 * = 311 В (номинальное 400 В). Конденсаторы лучше выбрать плёночные, оптимально подходят емкостные элементы серии К73-17.
В бытовых условиях зачастую используются источники электропитания низкого напряжения. От напряжения 12 или 24В постоянного тока DС запитываются переносные/стационарные электротехнические и электронные устройства, а также некоторые осветительные приборы:
· аккумуляторные электродрели, шуруповерты и электропилы;
· портативные ультрафиолетовые облучатели и портативное медицинское оборудование;
· зарядные устройства мобильных телефонов и повербанков;
· слаботочные сети электропитания в местах с повышенной влажностью и системы ландшафтного освещения;
· различные самодельные радиоэлектронные устройства, в том числе на популярной платформе Arduino.
Поэтому в местах с доступом к бытовой сети 220 В 50 Гц для питания электроприемников с амперажом больше 0,1 А рациональнее использовать блок питания.
Особенности конструкции
Проводник, он же магнитопровод или сердечник, бывает закругленным, прямоугольным (шина). По вариантам намотки изделие может быть концентрическим (на стержне), дисковым (намотанное чередованием). Есть модели с 1 катушкой, включающей 2 типа витков (один поверх другого) или с 2 (чаще) и больше, размещенными на отдалении.
Нужный нам ТН на маркировке должен иметь обозначение для входных контактов 220 В, на выходе — двенадцать вольт или другой вольтаж под наши запросы. Другие модели могут быть предназначены, для 380 В, для 2-, 3-фазных сетей.
При подборе надо сложить мощности всех потребителей на обслуживаемой линии и сопоставить с той цифрой (кВа), на которую рассчитан трансформатор, добавив 20 % запаса.
Трансформатор 220 на 24 вольт — купить недорого
- медная проволока в шелковой/бумажной изоляции: для первички — сечение 0.3 мм², для вторички — 1 мм². Для последней цифры подключаемая нагрузка в цепи должна иметь до 10 А. В продаже есть также специальный обмоточный провод (эмальпровод), его также можно снять с других трансформаторов. Также допустимо применить обычную медную жилу в пластиковой изоляции;
- 5–6 шт., или больше по потребности, консервных банок: их жесть применим для создания сердечника;
- картон — толстый, жесткий;
- лакоткань (ленточная изоляция);
- парафинированная бумага.
Как подключить понижающий трансформатор
- Удостоверяются, что используемый аппарат именно трансформатор напряжения (есть еще токовые). Для подсоединения нагрузки выбирать надо катушку с самим большим числом витков и сопротивлением.
- У анодно-накальных вариантов устройств есть обмотки всех видов. Узнать первичку можно, посмотрев на ее выводы — они обычно на отдалении от остальных. Иногда такие витки обособлены в другом сегменте каркаса, тогда узнать ее еще проще. Также в интернете есть много тематических форумов, поэтому уточнить там параметры прибора и где какой вывод не составит труда.
- Обязательно проверяют величину напряжения, частоту ТН — должно быть 220 В и 50 Гц.
- Иногда у сетевой обмотки есть 3 вывода, один из них для сети 110 или 127 В. Наша цель — скомбинировать их так, чтобы сопротивление было максимальным, и именно на них надо подавать 220 В.
- Если ввода не 3, а 4, то это модель с 2 катушками, которые соединяют перемычкой из проводка последовательно, синфазно. Вначале делают его, затем обмотки подключаются к вольтметру с пределом 500 В. Далее, на одну из нагрузочных обмоток дают несколько Вольт (можно применить батарейку). Нельзя касаться выводов сетевых витков при этом.
- Записывают результаты тестера, отключают его, меняют местами выводы любой из первой катушки, повторяют процесс.
- Выбирают вариант с наибольшим значением.
Если обмотка одна, ее желательно присоединять к сети через предохранитель. Номинал по току подбирается под трансформатор — не больше 0.05 А на 10 Вт.
Порядок подсоединения
Само включение элементарное. Достаточно помнить главные правила:
- К контактам вторичной катушки подсоединяют нагрузку, затем на первичку подают 220 В. Аппарат для этого можно подключить напрямую к проводке (скруткой, клеммами), в том числе и непосредственно в щитке, или снабдить его выводы шнуром с вилкой к розетке 220 В и наружной розеткой для подключаемых приборов.
- Нагрузка идет к обмотке с большим сопротивлением.
Главное в подключении — не перепутать обмотки и выводы, учесть принцип работы понижающего трансформатора 12, 24, 36 В: нагрузка идет к вторичке и если она имеет несколько контактов, то на выходе можно получить разный вольтаж, например, не 36, а 24 В. Поэтому требуется проверка вольтметром, мультиметром, как описано в предыдущем разделе.
Наглядный пример с иллюстрациями
Вход — это первичка, туда подается 220 В. Как видно на схеме, у некоторых ТН есть выводы и на 110 В. С выхода снимается уже 36 В или иной уменьшенный вольтаж.
Потребители, запитываемые постоянным током, должны иметь выпрямитель, диодный мост и прочее, — это будет уже блок питания, для ламп накаливания этого не нужно.
Расчет должен учесть, что у некоторых трансформаторов есть две раздельные обмотки на выходе, которые нужно соединить внешним проводом.
В нашем случае модель обычная, на изображении ТН расположен соответственно схеме: большая катушка — вход (тут два контакта для 220 В), меньшая — выход.
