Понижающий трансформатор 220 на 12 вольт: особенности выбора и самостоятельного изготовления

Выбор БП по характеру расстановки.

Маломощные – такие блоки, как правило имеют пластиковый корпус, применяются для запитывания небольшого количества видеокамер из одного места, например находясь возле видеорегистратора. Как правило такие БП с одного конца имеют вилку для подключения к 220в, а с другой кабель с переходником “папа”. Для удобства подключения например 4-х камер, можно либо отрезать фишку и скрутить провода либо подключить камеры через клемную колодку “мама”.

Мощные – такие БП имеет перфорированную металлическую оболочку, которая позволяет отводить излишнее тепло. Использовать такие источники очень удобно ввиду большого количества свободных клем ±, для подключения кабелей от каждой видеокамеры. Для подключения к сети 220 необходимо подсоединить кабель с вилкой в разъем АС. Фиксацию проводов обеспечивает винтик с небольшой пластиной, достаточно лишь оголить контакт кабеля и зажать винтом.

Импульсный источник имеет подстрочный резистор, с помощью которого можно уменьшить или увеличить выдаваемое напряжение. Это очень удобно когда камера находится на большом расстоянии, а возможности поставить бп возле камеры нет. Из-за большого расстояния происходит падение напряжения в сечении кабеля, и на камеру может прийти не 12, а например 10,7 вольт, в таком случаем мы подкручиваем резистор до 13 вольт и на камеру приходит, например 11,7 вольт, что идеально для ее работы.

Недостатком импульсных источников является – большая выдача помех, зачастую видеорегистратор заземляют с БП, чтобы избежать излишней грязи на видеокадре.

Бесперебойный БП – сделан в виде металлического шкафа для размещения в нем аккумулятора. Когда на объекте установки имеется электричество 220, БП конвертирует его в напряжение 12 вольт и отдает его системе наблюдения, а так же держит в полной зарядке аккумулятор. При отсутствии света напряжение поступает за счет аккумулятора.

Как подключить понижающий трансформатор 220/12В

Существует определённый порядок подключения понижающего трансформатора. Сначала к вторичной обмотке подключаются потребители, и только затем на первичную подаётся напряжение. Монтаж производится по схеме, которая содержится в технической документации. Заземление может подключаться различными способами. Если корпус устройства металлический, то он также может быть заземлён. Ниже представлены фото различных типов трансформаторов.

Очень важно! Все работы, связанные с электромонтажом, производятся исключительно при снятом напряжении. Помните, что поражение электрическим током опасно для жизни и здоровья.. Если планируется подключение светодиодных ламп, то необходимо приобретать трансформатор со встроенным выпрямителем либо отдельно включать в схему диодный мост, который обеспечит постоянное напряжение, необходимое для стабильной работы световых диодов

Если планируется подключение светодиодных ламп, то необходимо приобретать трансформатор со встроенным выпрямителем либо отдельно включать в схему диодный мост, который обеспечит постоянное напряжение, необходимое для стабильной работы световых диодов.

Типы трансформаторов

Есть разные виды понижающих ТН. Привычный и наиболее распространенный — однофазный для сети 220 В. Есть также двух- и трехфазные для 380 В. Самый стандартный состав: две обмотки и шихтованная сердцевина с электротехнической стали.

Отдельные типы ТН снабжены 1 обмоткой — это автотрансформаторы, они также могут понижать/повышать. В таком случае есть как минимум 3 вывода. К одной паре контактов делают подключение 220 В, съем выходного значения — с одной из входных пар клемм и из другой оставшейся свободной. Но во влажных помещениях автотрансформаторы применять нельзя, так как катушки в них соединенные, то есть потребитель также подключен к 220 В.

Особенности выбора трансформатора

В процессе выбора трансформатора для галогенных светильников на 12 вольт обязательно учесть определённые факторы. В первую очередь определяют тип устройства: электронный или электромагнитный адаптер

. В последнее время предпочтение отдают электронным преобразователям для галогенных источников света, которые благодаря своей незначительной массе и габаритам могут использоваться в любой сфере электротехники.

Как это достигается через понижающий трансформатор. И этот тип схемы очень распространен. Вот почему понижающие трансформаторы еще более распространены и используются, чем повышающие трансформаторы. И, конечно же, понижающие трансформаторы также используются, когда вам нужно преобразовать энергию из страны, которая использует меньшую мощность для страны, которая использует большую мощность.

Таким образом, зная все это использование трансформаторов, будь то повышение или понижение, показывает, насколько важны трансформаторы. Они жизненно важны для многих, многих схем, практически всех схем, имеющих вилку. Таким образом, в этой схеме очень просто, мы демонстрируем, как подключить силовой трансформатор, чтобы мы могли работать в цепи.

Главным параметром понижающего трансформатора вне зависимости от типа устройства является мощность прибора

. Из-за того, что в большинстве случаев используется параллельная схема подключения галогенных ламп, то мощностные показатели трансформатора должны приравниваться к суммарной мощности всех осветительных приборов. Например, если подключается две лампы по 40 Вт, то мощность преобразователя составляет 80 Вт плюс запас 10-15%.

В этой схеме мы будем использовать понижающий трансформатор. Поэтому трансформаторы жизненно важны. Схема, которая демонстрирует, как включить трансформатор в схему, показана ниже. Ниже представлен макет схемы выше. Это низкочастотное устройство с огромной эффективностью преобразования. Преобразование постоянного тока в переменный ток достигается с помощью мощного тороидального трансформатора. Энергосберегающий режим с приоритетом потребления батареи.

Контроллер защищает перезаряжаемую батарею и используется для всех типов батарей. Если электрическая мощность 220 В больше не доступна, инвертор автоматически переключается на аккумулятор. Приоритет батареи — работа панели солнечных батарей Если приоритет установлен на батареях, инвертор сначала потребляет батарею, хранящуюся в батареях, до тех пор, пока минимальное напряжение батареи не достигнет 5 В, а затем автоматически переключится на сеть или генератор. Аккумулятор автоматически заряжает до 13, 3 В выпрямитель, а затем переключается обратно в режим работы от батареи.

Естественно, приобретение трансформатора с чрезмерным мощностным запасом нецелесообразно по той простой причине, что в значительной степени возрастает стоимость прибора. Помимо этого, такое несоответствие приводит к поломке преобразователя, а часто и галогенных ламп. Каждый адаптер имеет минимальные показатели нагрузки

, необходимые для стабильной работы прибора.

Выходные параметры напряжения трансформатора должны соответствовать номинальным показателям галогенных ламп. Стандартные источники света выпускаются с номинальными параметрами напряжения 6, 12 и 24 В. Но самую большую популярность получили 12 вольтовые источники света

. Если галогенное освещение монтируется в помещениях с высокой влажностью, то нужно приобретать преобразователь, имеющий гальваническую развязку.

Для подключения к адаптеру большого числа осветительных приборов на 12 вольт не всегда целесообразно использовать один дорогой прибор

с большими мощностными показателями. Зачастую лучше приобрести несколько бюджетных устройств с меньшей мощностью и использовать их для подключения отдельных групп галогенных источников света.

Такой вариант более практичен, так как в случае выхода из строя одного из нескольких адаптеров гореть не будет только одна группа светильников, в то время как все остальные лампы будут и дальше освещать квартиру. При этом замена одного маломощного прибора для ламп будет значительно дешевле

, чем покупка дорогостоящего мощного понижающего трансформатора, так как его цена пропорциональна его мощностным показателям.

Принцип работы трансформатора: общие сведения

Все подобные устройства, независимо от вида, выполняют схожую работу. На трансформатор подаётся напряжение, которое понижается при помощи катушек или определённых электронных составляющих до нужного показателя. Такие устройства могут быть понижающими (напряжение на выходе меньше, чем на входе) или повышающими (выходное напряжение выше, чем входное). Для бытовых нужд повышающие трансформаторы неактуальны, т.к. 220 В вполне достаточно для работы всех электроприборов.

Понижающий преобразователь производства СССР – они ещё работают

Рассмотрим виды трансформаторов, используемых сегодня в быту.

Как самому собрать понижающий трансформатор

Первым этапом сборки для ТН будет расчет. Затем рассмотрим сам процесс.

Исчисления

Задаем исходные данные для преобразователя 220/12 В:

  • вход/выход — 220/12 В;
  • площадь попер. сечен. сердечн. S = 6 кв. см.

Расчет числа витков катушки:

Первичка N1 = 60×220/6 = 2200 витков

Вторичка N2 = 60×12/6 = 120 витков.

Сборка

Подготовка материалов:

  • 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.

Этапы

Порядок как сделать трансформатор своими руками:

  • из банок вырезают 80 полос 30×2 см. Жесть подвергают отжигу: раскаливают в печи, оставляют остывать там. Суть именно в постепенном, как можно более медленном охлаждении: сталь размягчается и теряет упругость;
  • пластины очищают, покрывают лаком, каждая оклеивается с одной стороны тонкой бумагой — папиросной, с парафином, калькой;
  • из картона делают каркас под обмотки. Он состоит из ствола и щечек, обматывается несколькими слоями парафинированной бумаги, ее можно заменить на чертежную кальку;
  • виток к витку наматывают проволоку, через каждые 2–3 слоя прокладывают пропарафиненную изоляцию;
  • после окончания намотки первички фиксируют концы жилы на щечках, катушка обматывается 5 слоями бумаги;
  • намотка на вторичике по направлению должна совпадать с таковым на первичке;
  • зафиксировав на второй каркасной щечке выводы нагрузочных катушки, ее также заматывают в бумагу;
  • пластины помещают на половину в катушку, затем ними огибают каркас (зазор между этими элементами обязательный), чтобы концы сошлись под ней;
  • ТН закрепляют, например, скобами на куске деревянной доски. Последний этап — концы выводятся на основу, оснащаются контактами.

Можно сделать расчет по аналогии как описано и создать ТН одновременно для двенадцати и двадцати четырех вольт, что затребовано при использовании разных светильников. Наматывают 240 витков, но со 120-го выводят контакт в форме петли.

Как выбрать понижающий трансформатор

В продаже появились импортные электроприборы, работающие от сети 110 вольт. Отечественные электросети подают ток напряжением в 220 вольт. Использовать иностранный бытовой или другого назначения прибор проблематично. Но есть выход. Можно приобрести трансформатор 220 с понижающими клеммами на 110 вольт.

Выбирая понижающее изделие, важно высчитать максимальную нагрузку, на которую оно рассчитано. Результат получают следующим методом

Умножают вольты на силу тока и получают мощность. Формула выглядит так: V x A=W. Выбирают мощный потребитель электрической энергии, высчитывают пиковую нагрузку по формуле, прибавляют к ее значению 20%.

Приведем пример. Домохозяйка приобрела импортный кухонный комбайн, работающий от сети 110 вольт, рассчитанный на силу тока 3 А. Умножаем показатели. Получим мощность 330 W. Это нормативная мощность, при которой работает комбайн. Но во время приготовления заправки, например для борща, в комбайн попала косточка, которую прибор должен измельчить. За секунду мощность подскочит до 1400 W. Производитель электроприборов в техническом паспорте указывает максимальную мощность.

Устройство, понижающее ток, несложно сделать самому. Алгоритм действий следующий: ассчитывают количество витков металлической проволоки на катушках. Расчет первичной начинают с обмотки на 220 вольт. После вычислений определяют число витков. Получают 2200 витков при сечении провода 0.3 мм и площади стержня в 6 кв. см.

После рассчитывают количество витков для катушки на 12 вольт. Вторая катушка, вырабатывая напряжение в 12 вольт, будет иметь 120 витков при сечении провода в 1 мм. Витки одной обмотки по количеству не должны равняться другой. В идеале могут, если медная проволока разного сечения.

Напряжением в двенадцать вольт питаются светодиодные ленты, лампы, освещение галогенное. Галогенным лампам требуется небольшая мощность. Важным моментом является изготовление сердечника. От его качества зависит мощность трансформатора.

Если под рукой нет специальной электротехнической стали, используют металлические емкости из-под пива, хлебного кваса, других жидких продуктов. Из банок нарезают полосы длиной 3 дм и шириной 0.2 дм. Заготовки подвергают обжигу, после удаляют налет окалины. Лакируют, обворачивают бумагой с одной стороны.

Вторую обмотку заполняют провода сечением 1 мм. Катушечную основу изготавливают из картонного материала повышенной прочности. Обворачивают картонную заготовку бумагой, пропитанной парафином. На приготовленные сердцевины наматывают проволоку, не забывая намотанные витки разделять бумагой. Готовые к использованию обмотки закрепляют на компактном деревянном или металлическом каркасе. Фиксируют скобами или другим крепежом.

Watch this video on YouTube

Понижающий трансформатор с 220 на 12 вольт


Трансформаторы такого вида нашли большое применение в быту и на производстве. Основное их назначение — это запитывание низковольтных устройств, таких, как приборы освещения, рассчитанные на питание 12 вольт, или применение в блоках питания.

Вместе с тем изготовители при производстве всё чаще добавляют защиту от короткого замыкания и превышения напряжения, что оказывает положительное воздействие на срок службы как всего устройства, так и подключаемой к нему нагрузки. Правда, при этом следует понимать, что в таком случае под трансформатором понимается уже не один электронный элемент, а некоторая совокупность.

Необходимость применения источников с напряжением 12 вольт

Существуют такие места, в которых низковольтное напряжение предпочтительнее. Это объекты с повышенной влажностью, повышенным требованием к безопасности. А в сырых и пожароопасных помещениях применение сети 220 вольт вообще запрещено нормами правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Электросеть с применением понижающего трансформатора не требует дорогостоящих защитных материалов и считается условно безопасной для жизни и здоровья человека. Использовать лампочки 12 вольт в осветительной сети не только дешевле их аналогов, но и выгоднее в том плане, что срок их службы в несколько раз выше, так как они дополнительно защищены понижающим трансформатором от бросков напряжения и шумов.

Применение для источников света

Всё чаще в качестве источников света в квартирах и офисах, а также при создании интерьерных подсветок применяются галогенные и светодиодные лампы. Благодаря своей конструкции они обладают большой яркостью свечения и сроком службы.

Маленькие размеры таких источников освещения позволяют использовать их в разноплановых местах, а малый вес светильников не утяжеляет всю конструкцию, что даёт свободу действия при их монтировании как одиночных, так и в люстре. Изготавливаются галогенные светильники с разной величиной рабочего напряжения, оно составляет 6, 12, 24 вольт. Для питания галогенных ламп применяют понижающие трансформаторы двух видов — тороидальные и импульсные.

В тороидальном преобразователе в качестве основы используется магнитопровод кольцевого типа, представляющий собой геометрическую фигуру тор. Такой вид магнитопровода является практичным и обладает наибольшим КПД. Но есть и недостатки. В первую очередь — это их габариты и вес, во вторую — повышенный нагрев при работе.

Меньшими размерами, возможностью плавного запуска, наличием стабилизации обладают электронные трансформаторы, которые применяются в цифровых блоках питания. Принцип работы этих устройств отличается от тороидальных моделей, так как, кроме трансформатора, здесь применяются дополнительные электронные детали. Участвуя в преобразовании электроэнергии, он практически не нагревается. Часто такое устройство производится со встроенными защитами, что вносит дополнительные удобства при использовании и продлевает срок службы. Единственный недостаток импульсного трансформатора — его цена.

Как выбрать трансформатор для галогенных ламп?

Выбор трансформатора следует начинать с определения его типа. Для создания системы освещения рекомендуется использовать более современные электронные устройства, так как они имеют компактные размеры, большую надежность и идеально подходят для использования в домашних условиях.

Следующий шаг — выбор мощности трансформатора. В данном случае главное — правильно рассчитать будущую нагрузку, которую будут создавать подключенные к нему электроприборы. Слишком большая мощность будет нецелесообразной, а низкая мощность может привести к постоянным перегревам и повышению шанса на возникновение короткого замыкания.

Для определения оптимальной мощности трансформатора следует просуммировать мощности ламп, которые будут к нему подключены. К примеру, вы планируете создать систему освещения в ванной, которая должна состоять из четырех галогенных ламп (мощностью 35 Вт каждая). Суммарная мощность в данном случае будет составлять 140 Вт. Не рекомендуется брать трансформатор с мощностью «впритык» к требуемой, лучше оставить некоторый запас на тот случай, если потребуется подключение дополнительного освещения или нужно будет установить дополнительную лампу. В данном случае принимаем коэффициент запаса 0.15, что означает добавление минимум 15% к мощности трансформатора. В результате получаем показатель 161 Вт. Так как стандартные мощности выпускаемых устройств составляют 50, 60, 70, 105, 150, 200, 250, 300 и 400 Вт, оптимальное значение для нас — 200 Вт.

Для проверки общей надежности системы часто используют трансформатор нагрузочный НТ-12, позволяющий определить максимальную нагрузку на систему, при которой срабатывает автоматическая защита от короткого замыкания. Но для приборов небольшой мощности (с правильно подобранными параметрами трансформатора) угроза короткого замыкания очень незначительна.

Мультивибраторы – генераторы импульсов

Очевидно, что для снижения массы трансформатора и помещения его в столь малый корпус требуется повысить рабочую частоту с 50 Гц до ультразвука. Конкретное значение выбирает производитель. Мультивибратор из транзисторов позволяет задать любое значение, ограничиваемое лишь имеющейся на руках элементной базой. Часто электронные трансформаторы с корпусом из стали. Это экран, препятствующий излучению высокочастотной волны в пространство.

Структурно мультивибраторы относятся к усилителям класса D (хотя бы один элемент работает в импульсном режиме). Работа в ключевом режиме требует от транзисторов известного быстродействия. В запертом состоянии ток между коллектором и эмиттером близок к нулю. Импульсный режим вдобавок повышает КПД мультивибратора. Первые устройства указанного класса описаны Генри Абрахамом в журнале Annales de Physique за 1919 год. Считается, что устройство стало предшественником цифровой техники, годом спустя появился первый триггер Экклза-Джордана.

Мультивибраторы бывают управляемыми и неуправляемыми, но все – генераторы импульсов заданной частоты, близких по форме к прямоугольной. Нагрузкой им служит малогабаритный трансформатор

В первом случае допустимо менять скважность и прочие параметры, но электронный трансформатор обычно не предоставляет подобных сложных возможностей, иначе сильно увеличивается цена

По теории мультивибратор допустимо построить на любом типе активных элементов, но по вполне понятной причине используются транзисторы. Специфические особенности работы достигаются за счёт внедрения цепи обратной связи ёмкостного или индуктивного типа (для смещения фазы), оба активных элемента по очереди управляют друг другом.

Большего размаха колебаний достигают, используя составные транзисторы: последовательно включённые по определённой схеме. На рисунке представлена схема, где RC-цепочка с заданной постоянной времени управляет парой транзисторов, формируя импульсы заданной частоты. Это типичный электронный трансформатор на 12 В для галогенных (газоразрядных) лампочек. Выпускаются номиналы 6 и 24 В, питаемые от промышленной сети 110 или 220 В. Принцип действия представленной схемы:

  1. Входное напряжение 220 В выпрямляется диодным мостом, производя заряд конденсатора. Эта входная цепочка задаёт частоту переключения диака. Ставя подстроечный конденсатор, возможно добиться эффекта диммирования лампочек.
  2. Диак открывается и заряжает RC-цепочку второго транзистора, провоцируя начало колебаний.
  3. Диод не даёт напряжению упасть окончательно, чтобы транзистор Т2 закрылся в конце периода.
  4. На точке насыщения сердечника дросселя обратной связи транзистор выключается.

Верхняя частота переключений ограничивается только конструкцией сердечника импульсного трансформатора и переходными характеристиками транзисторов. Типичная частота переключений составляет 35 кГц

Скважность импульсов задаётся RC-цепочками на базах транзисторов. На второй схеме представлен вариант реализации защиты от короткого замыкания

Неисправные галогенные лампочки, потребляющие слишком большой ток, становятся причиной перегрева транзисторов и выхода из строя. Полупроводниковые p-n-переходы необратимо теряют свойства.

При слишком высоком потреблении включается транзистор цепи защиты, RC элементы которой задерживают срабатывание транзистора Т1. Ситуация наблюдается при розжиге дуги. Холодный катод обнаруживает малое сопротивление и легко пропускает ток. По мере прогрева металлического электрода ток снижается, и транзисторы трансформатора выходят на нормальный режим. Этим продлевается срок службы изделия. По истечении времени задержки (задаётся через Rs и Cs) устройство пробует запуститься снова, и если ток не превышает заданного значения, схема входит в нормальный режим.

Виды и строение трансформаторов на 12В

Современная промышленность выпускает два основных типа трансформаторов:

  1. Электромагнитные, или, как их еще называют, тороидальные. Такое название возникло из-за их формы, то есть кольца (или тороида), на котором установлена обмотка из большого количества витков медной проволоки. Они обладают значительным запасом надежности, а их цена достаточно невысока. Главный недостаток — большие размеры и вес (около 3-3,5 кг), что ограничивает их использование в системах освещения подвесных потолков, мебели и компактных лампах. Для них также характерны сильная восприимчивость к скачкам напряжения и перегрев.
  2. Электронные, или импульсные. Их явное преимущество — небольшие размеры, малый вес и наличие стабилизатора напряжения, что увеличивает срок службы подключенных к нему приборов. Большинство моделей импульсных трансформаторов обладает защитой от короткого замыкания, плавным пуском и отсутствием перегревания. Вследствие своих параметров такие приборы чаще всего используют для монтажа систем освещения в подвесных и натяжных потолках и мебели.

Принцип действия электронных трансформаторов заключается в преобразовании 220 вольт в 12 посредством электроники и полупроводниковых элементов.

Один из незначительных недостатков трансформаторов такого типа состоит в том, что их запрещено включать в сеть, если к ним не подключена достаточная нагрузка. Данный параметр указывается на корпусе изделия и в большинстве случаев составляет от 40 Вт.