Схема переделки импульсного трансформатора для питания шуруповерта. Источник питания дрели-шуруповерта из «электронного трансформатора» - Блоки питания (импульсные) - Источники питания. Подключение к внешнему блоку питания
Знакомый попросил собрать внешний блок питания для шурупоповёрта. Вместе с шуруповёртом (рис.1 ) принес трансформатор питания от старого советского выжигателя-гравёра «Орнамент-1» (рис.2) – посмотреть, нельзя ли его использовать?
Сначала, конечно, разобрали аккумуляторный отсек, посмотрели на «банки» (рис.3 и рис.4 ). Проверили зарядным устройством на работоспособность каждую «банку» несколькими циклами заряда-разряда – из 10 штук только 1 хорошая и 3 более-менее нормальные, а остальные совсем «сдохли». Значит, точно придётся делать внешний блок питания.
Чтобы собирать блок питания, надо знать какой ток потребляет шуруповёрт при работе. Подключив его к лабораторному источнику, узнаём, что двигатель начинает вращаться при 3,5 В, а при 5-6 В появляется приличная мощность на валу. Если нажать пусковую кнопку при подаче на него 12 В, срабатывает защита у блока питания – значит, ток потребления превышает 4 А (защита настроена на это значение). Если шуруповёрт запустить на низком напряжении, а потом его повысить до 12 В – работает нормально, ток потребления около 2 А, но в тот момент, когда вкручиваемый шуруп входит наполовину в доску, защита у блока питания опять срабатывает.
Чтобы посмотреть полную картину потребляемых токов, шуруповёрт подключили к автомобильному аккумулятору, поставив в разрыв плюсового провода резистор сопротивлением 0,1 Ом (рис.5 ). Напряжение падения с него подавали в компьютерную , для просмотра использовали программу . Получившийся график показан на рисунке 6 .
Первый импульс слева – пусковой при включении. Видно, что максимальное значение достигает 1,8 В и это говорит о протекающем токе 18 А (I=U/R). Затем, по мере набора двигателем оборотов, ток падает до 2 А. В средине второй секунды головка шуруповёрта зажимается рукой до срабатывания «трещётки» - ток в это время возрастает примерно до 17 А, затем падает до 10-11 А. В конце 3-ей секунды пусковая кнопка отпущена. Получается, что для работы шуруповёрта требуется блок питания с возможностью отдавать мощность 200 Вт и ток до 20 А. Но, учитывая, что на аккумуляторном отсеке написано, что он на 1,3 А/ч (рис.7 ), то, скорее всего, всё не так плохо, как кажется на первый взгляд.
Вскрываем блок питания выжигателя, меряем выходные напряжения. Максимальное – около 8,2 В. Мало, конечно. Учитывая падение напряжения на диодах выпрямителя, выходное напряжение на фильтрующем конденсаторе будет около 10-11 В. Но деваться некуда, пробуем собрать схему по рисунку 8 . Диоды использованы марки КД2998В (Imax=30 А, Umax=25 В). Крепление диодов VD1-VD4 выполнено навесным монтажом на лепестках контактных гнёзд выжигателя (рис.9 и рис.10 ). В качестве конденсатора большой ёмкости использовано параллельное включение 19-ти штук меньшей ёмкости. Вся «батарея» обмотана малярным скотчем и конденсаторы подобраны таких размеров, чтобы вся связка с лёгким усилием входила в аккумуляторный отсек шуруповёрта (рис.11 и рис.12 ).
В выжигателе очень неудобно стоит предохранительная колодка, поэтому она была убрана, а предохранитель подпаян «напрямую» между одним из проводов 220 В и выводом помехоподавляющего конденсатора С1 (рис.13 ). При закрывании корпуса сетевой провод туго обжимается проходным резиновым кольцом и это не позволяет проводу болтается внутри при изгибании его снаружи.
Проверка работоспособности шурупововёрта показала, что всё работает нормально, трансформатор после получасового сверления и закручивания саморезов нагревается примерно до 50 градусов по Цельсию, диоды нагреваются до такой же температуры и в радиаторах не нуждаются. Шуруповёрт с таким блоком питания имеет меньшую мощность в сравнении с запиткой его от автомобильного аккумулятора, но это понятно – напряжение на конденсаторах не превышает 10,1 В, а во время увеличения нагрузки на валу ещё дополнительно уменьшается. Кстати, прилично «теряется» на питающем проводе длиной около 2 метров, даже применяя его сечением 1,77 кв.мм. Для проверки падения на проводе была собрана схема по рисунку 14 , в ней контролировалось напряжение на конденсаторах и напряжение падения на одном проводнике питающего провода. Результаты в виде графиков при разных нагрузках показаны на рисунке 15 . Здесь в левом канале – напряжение на конденсаторах, в правом – падение на «минусовом» проводе, идущем от выпрямительного моста к конденсаторам. Видно, что во время остановки головки шуруповёрта рукой, напряжение питания просаживается до уровней ниже 5 В. На шнуре питания при этом падает примерно 2,5 В (2 раза по 1,25 В), ток носит импульсный характер и связан с работой выпрямительного моста (рис.16 ). Замена шнура питания на другой, с сечением около 3 кв.мм привела к повышению нагрева диодов и трансформатора, поэтому вернули назад старый провод.
Посмотрели ток в цепи между конденсаторами и самим шуруповёртом, собрав схему по рисунку 17 . Получившийся график – на рисунке 18 , «лохматость» - это пульсации 100 Гц (то же, что и на предыдущих двух рисунках). Видно, что пусковой импульс превышает значение 20 А – скорее всего, это связано с меньшим внутренним сопротивлением источника питания за счёт использования параллельного включения конденсаторов.
В конце замеров посмотрели ток через диодный мост, включив между ним и одним из выводов вторичной обмотки резистор 0,1 Ом. График на рис.19 показывает, что при торможении двигателя ток достигает значения 20 А. На рис.20 – растянутый по времени участок с максимальными токами.
В результате, пока решили поработать с шуруповёртом с описанным блоком питания, если же будет "не хватать мощности", то придётся искать более мощный трансформатор и ставить диоды на радиаторы или менять на другие.
И, конечно же, не стоит воспринимать этот текст как догму - абсолютно нет никаких препятствий для изготовления БП по любой другой схеме. Например, трансформатор можно заменить на ТС-180, ТСА-270, или можно попробовать запитать шуруповёрт от компьютерного импульсного БП, но, скорее всего, понадобится проверка возможности отдачи цепи +12 В тока 25-30 А...
Андрей Гольцов, г. Искитим
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Рисунок №8 | |||||||
| VD1-VD4 | Диод | КД2998В | 4 | В блокнот | |||
| C1 | Конденсатор | 1.0 мкФ | 1 | 400 В | В блокнот | ||
| C2 | Конденсатор | 0.47 мкФ | 1 | 160 В | В блокнот | ||
| C3 | Конденсатор электролитический | 2200 мкФ | 15 | 16 В | |||
Импульсные преобразователи имеют высокий КПД, малые размеры и вес.
Стоят данные изделия не дорого, примерно 1рубль за один ватт. Их после доработки вполне можно использовать для питания радиолюбительских конструкций. В сети есть немало статей по этой теме. Хочу поделиться своим опытом переделки электронного трансформатора Taschibra 105W.
Рассмотрим принципиальную схему электронного преобразователя.
Напряжение сети через предохранитель поступает на диодный мост D1-D4 .
Выпрямленное напряжение питает полумостовой преобразователь на
транзисторах Q1 и Q2. В диагональ моста, образованного этими
транзисторами и конденсаторами С1, С2, включена обмотка I импульсного
трансформатора Т2. Запуск преобразователя обеспечивается цепью,
состоящей из резисторов R1, R2, конденсатора С3, диода D5 и диака D6.
Трансформатор обратной связи Т1 имеет три обмотки - обмотка обратной
связи по току, которая включена последовательно с первичной обмоткой
силового трансформатора, и две обмотки по 3 витка, питающие базовые цепи
транзисторов.
Выходное напряжение электронного трансформатора представляет собой
прямоугольные импульсы частотой 30 кГц, промодулированные частотой 100
Гц.
Для того, чтобы использовать электронный трансформатор в качестве источника питания, его необходимо доработать.
Подключаем на выходе выпрямительного моста конденсатор, для сглаживания
пульсаций выпрямленного напряжения. Емкость выбирается из расчета 1мкФ
на 1Вт. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 400В.
При включении в сеть выпрямительного моста с конденсатором возникает
бросок тока, поэтому нужно в разрыв одного из сетевых проводов включить
терморезистор NTC или резистор 4,7 Ом 5Вт. Это ограничит пусковой ток.
Если необходимо другое выходное напряжение, перематываем вторичную обмотку силового трансформатора. Диаметр провода (жгута из проводов) выбирается исходя из тока нагрузки.
Электронные трансформаторы имеют ОС по току, поэтому выходное напряжение
будет изменяться в зависимости от нагрузки. Если нагрузка не
подключена, трансформатор не запустится. Для того чтобы этого не было,
нужно изменить схему обратной связи по току на ОС по напряжению.
Обмотку обратной связи по току удаляем и вместо нее на плате ставим
перемычку. Затем пропускаем гибкий многожильный провод через силовой
трансформатор и делаем 2 витка, далее пропускаем провод через
трансформатор обратной связи и делаем один виток. Концы, пропущенного
через силовой трансформатор и трансформатор обратной связи провода,
соединяем через два параллельно соединенных резистора 6,8 Ом 5 Вт. Этим
токоограничивающим резистором устанавливается частота преобразования
(примерно 30кГц). При увеличении тока нагрузки частота становится
больше.
Если преобразователь не запустится необходимо изменить направление намотки.
В трансформаторах Taschibra транзисторы прижаты к корпусу через картон,
что небезопасно при эксплуатации. К тому же бумага очень плохо проводит
тепло. Поэтому лучше установить транзисторы через теплопроводящую
прокладку.
Для выпрямления переменного напряжения частотой 30кГц на выходе электронного трансформатора устанавливаем диодный мост.
Наилучшие результаты показали, из всех опробованных диодов,
отечественные КД213Б (200В; 10А; 100кГц; 0,17мкс). При больших токах
нагрузки они греются, поэтому их необходимо установить на радиатор через
теплопроводящие прокладки.
Электронные трансформаторы плохо работают с емкостной нагрузкой или не
запускаются вообще. Для нормальной работы необходим плавный запуск
устройства. Обеспечению плавного запуска способствует дроссель L1.
Совместно с конденсатором 100мкФ он также выполняет функцию фильтрации
выпрямленного напряжения.
Дроссель L1 50мкГ наматывается на сердечнике Т106-26 фирмы Micrometals и
содержит 24 витка проводом 1,2мм. Такие сердечники (жёлтого цвета, с
одной гранью белого цвета) применяются в компьютерных блоках питания.
Внешний диаметр 27мм, внутренний 14мм, и высота 12мм. Кстати, в убитых
блоках питания можно найти и другие детали, в том числе терморезистор.
Если у вас есть шуруповерт или другой инструмент, у которого аккумуляторная батарея выработала свой ресурс, то в корпусе этой батареи можно поместить блок питания из электронного трансформатора. В результате у вас получится инструмент, работающий от сети.
Для стабильной работы на выходе блока питания желательно поставить резистор приблизительно 500 Ом 2Вт.
В процессе наладки трансформатора нужно быть предельно внимательным и аккуратным. На элементах устройства присутствует высокое напряжение. Не касайтесь фланцев транзисторов, чтобы проверить греются они или нет. Необходимо также помнить, что после выключения конденсаторы остаются заряженными некоторое время.
Опытный мастер в сфере строительства всегда имеет под рукой свой незаменимый инструмент – шуруповерт. Это объяснимо тем, что это устройство многофункционально и существенно облегчает работу, чего нельзя сказать про вкручивание шурупов с помощью отвертки. Однако, со временем любая техника, включая аккумуляторный шуруповерт, утрачивает свою эффективность при работе и уже работает не так как прежде. Как быть и что предпринять, если вы столкнулись с такой проблемой? Разумеется, можно приобрести новый аккумулятор, но мы не ищем легких путей, да и цена новой батареи «кусается», поэтому предлагаем следующую альтернативу. Одним из выходов из сложившейся ситуации является конструирование самодельного блока питания для инструмента.
Прежде чем начать переделывать устройство, нужно подобрать подходящий по размеру сетевой блок питания для шуруповерта, чтобы он поместился в корпус аккумулятора.
Помимо этого, нужно убрать все в середине, и померить внутреннее пространство, размеры внутреннего и наружного содержимого отличаются между собой.
Далее следует изучить маркировку либо конструкцию на корпусе рабочего инструмента, чтобы определить напряжение питания. Если показатель отличен от 12в – поиски прибора-заменителя продолжаются. Затем надо произвести подсчет тока потребления шуруповерта, такой параметры не указывается производителем. Для этого нужно знать мощность.
Для того чтобы исключить какие-либо вычисления, можно также подобрать блок питания на глаз. В процессе покупки, помимо тока «зарядки» поинтересуйтесь емкостью батареи. Возьмем, к примеру, емкость 1,2 Ампер, а зарядка- 2,5, то получаемый ток должен колебаться примерно между этими значениями. Перед тем как найти недостающий блок питания, рекомендовано на бумаге отобразить следующее:
- Габариты
- Минимальный ток
- Требуемое напряжение питания
Электрическая схема аккумулятора шуруповерта
Поочередность действий при наличии необходимого блока:
- После того как вы найдете оптимальный блок питания и проверите его на сходство с заявленными характеристиками, шуруповерт разбирается, а старый накопитель извлекается. Если корпус склеен, можно немного простучать по периметру шва молотком. Или брать тоненький нож, поставив на шов острием, аккуратно постучать молотком. Проблема решится.
- Шнур, а также выводы от вилки отделяются посредством паяльника.
- Место, ранее занятое блоком питания аккумуляторного шуруповерта, располагает в себе прочее содержимое корпуса.
- Шнур, подсоединяемый к сети, выходит через проем в корпусе, впоследствии подключается к блоку питания паяльником.
- Снова пайкой объединяется выход блока питания вместе с клеммами батареи. Важным правилом является соблюдение полярности.
- Блок питания подсоединяется к прибору, после этого происходит тестирование.
- Если габариты нового блока превышают прежний, имеется возможность встраивания его в середину рукоятки шуруповерта.
- Параллельным питающим выходом устанавливается диод необходимой мощности изнутри разрыва провода «+» между гнездом батареи, в том числе ее выводом, но полюсом «-» в сторону движка. Это выполняется для того, чтобы напряжение не поступало от сети к батарее.
Преимущества обновления
Трансформация аккумуляторного инструмента в устройство, работающее непрерывно от сети имеет следующие плюсы:
- Необходимость в подзарядке устройства полностью отпадает, сокращается время простоя в ходе длительных работ.
- Обеспечение постоянной силой тока, благодаря чему крутящий момент получает неизменное значение.
- Шуруповерт можно долгое время не использовать, его технические параметры не ухудшаются.
Единственным недостатком усовершенствования прибора является наличие электрической розетки возле выполняемых работ. Эта проблема легко решается подключением удлинителя.
Список материалов и рабочих инструментов
Трансформировать аккумуляторный шуруповерт в сетевой довольно легко и познавательно. При наличии необходимых навыков и всех составляющих потребуется немного времени. Вам пригодится:
- зарядное приспособление от шуруповерта;
- устаревший («заводской») аккумулятор;
- мягкий электрокабель (многожильный);
- паяльник, припой;
- кислота;
- лента для изоляции.
Способы модификации
Использование блока питания от старого ноутбука + (Видео)
Батарея для ноутбука вполне сгодится для внедрения блока питания для шуруповерта.
Последовательность действий:
- Полностью разбирается корпус шуруповерта. Старый источник убирается, проводки разбираются паяльником.
- Подключение проводки нового блока к проводке старого, которая удерживала прошлый. Соблюдайте полярность!
- Активировав кнопку «пуск», проверить работоспособность шуруповерта, а также правильность подсоединения.
- Корпус шуруповерта предусмотрен отверстием, куда помещается штекер с разъемом для зарядки. Теперь инструмент не только работает от 220в, но и подзаряжается как ноутбук (компьютер).
- Новый источник питания устанавливается в середине с помощью клея.
- Другие корпусные элементы возвращаются обратно на место. Вот и все, можно приступать к работе!
Автомобильный аккумулятор + (Видео)
Аккумулятор может служить отличным вариантом для подключения шуруповерта, особенно если речь идет о работах вдали от электросети. Для реализации задуманного, вам необходимо отсоединить от рабочего инструмента зажимы и запитать к «аккуму». Предостережение! Не рекомендуется использование источника в длительном режиме!
Сварочный инвертор + (Видео)
Для превращения старой конструкции в блок питания, нужно проделать некоторое усовершенствование, а именно добавить вторичную катушку.
Достоинство инвертора, если сравнивать с батареей ноута сразу заметно. Конструкция дает возможность получить требуемое напряжение + силу тока на выходе. Метод хорош для тех, кто разбирается в радиотехнике.
Создание трансформаторной катушки + (Видео)
Также существует и другая технология трансформации аппарата в сетевой прибор. Основан на производстве передвижного блока питания. К шуруповерту подсоединяется эластичный провод, на противоположной стороне которого расположена вилка.
Правда, потребуется смастерить отдельный блок питания либо взять готовый трансформатор, оснащенный выпрямителем. Важно, чтобы его параметры совпадали с характеристиками инструмента.
Незнающему человеку будет сложно выполнить трансформаторные катушки своими руками. Есть вероятность ошибиться в числе витков и подборе диаметра проволоки, поэтому не рекомендуется этого делать. Сегодня есть много техники, в которой уже встроены нужный трансформатор. Надо только подобрать подходящий и сделать для него выпрямитель. Для пайки выпрямительного моста применяют полупроводниковые диоды. Их параметры должны совпадать с устройством.
Эксперты изменения шуруповертов, которые с легкостью справляются с установленной задачей, советуют начинающим следовать определенным правилам:
- Сетевой шуруповерт в состоянии функционировать несколько часов подряд, поэтому давайте ему пятиминутные передышки для предохранения от перегрузок.
- Провод должен крепиться в области локтя для предотвращения помех при работе.
- Блок питания систематически надо чистить от пыли и грязи.
- Аккумулятор (новый) предусмотрен заземлением.
- Не рекомендовано употреблять большое количество удлинителей.
- Не применять шуруповерт при высотных работах (начиная от двух метров и выше).
Для работы шуруповерта необходим блок питания на 18 В. Данные устройства работают от сети 220 В. Основным элементом блоков считается преобразователь. На сегодняшний день существует множество модификаций, которые отличаются по параметрам и конструктивным элементам. Как сделать блок питания на шуруповерт 18В своими руками? Для этого рекомендуется рассмотреть конкретные схемы сборки.
Модели с индикацией
Блок питания на шуруповерт 18В для работы от сети с индикаций можно сделать на базе проводного преобразователя. Проводимость у элемента обязана составлять 4,5 мк. Конденсаторы используются на 5 пФ. Большинством специалистов резисторы устанавливаются с однополюсными выпрямителями. Для стабилизации процесса преобразования применяются компараторы.
Универсальные блоки
Сделать универсальный блок питания на шуруповерт 18В своими руками довольно просто. В первую очередь рекомендуется заготовить выходной конденсатор на 5 пФ. Дополнительно потребуется один резистор. Преобразователи для блоков применяются отрицательной направленности. Они могут использоваться в цепи постоянного тока и хорошо подходят для сети 220 В. Специалисты советуют компараторы устанавливать с лучевыми переходниками. Они хорошо устойчивы к импульсным помехам. Также надо отметить, что фильтры для конденсатора подбираются с электродным триггером. В конце работы блок проверяется на сопротивление. При правильной сборке модификация должна выдавать не более 40 Ом.
Схема с двухполюсным резистором
Как сделать блок питания на шуруповерт 18В для работы от сети? Устройства с двухполюсным резистором можно собрать на базе переходного контроллера. Преобразователь стандартно используется с фильтром. Показатель сопротивления элемента должен составлять не более 40 Ом.
Также надо отметить, что при сборке блока используются только канальные фильтры, которые устанавливаются рядом с преобразователем. При замыкании цепи в первую очередь проверяется обкладка. Для повышения параметра перегрузки устройства используются триггеры.
Устройство с трехполюсным резистором
Модификацию с двухполюсным резистором можно сложить на базе операционного преобразователя. Как правило, применяются модификации на 220 В. В начале сборки подбирается триггер. Фильтры для него устанавливаются канального типа. Также надо отметить, что проводимость резистора в блоке не должна превышать 4,5 мк. Сопротивление на выходе преобразователя в среднем равняется 40 Ом. Указанные модификации хороши тем, что они не боятся импульсных помех от сети 220 В. Дополнительно важно помнить, что устройства разрешается использовать с шуруповертами разных торговых марок. Если рассматривать блоки на проводных компараторах, то выпрямители используются только на две обкладки. Дополнительно учитывается проводимость непосредственно компаратора.
Импульсные модификации
Импульсный блок питания для шуруповерта 18В своими руками собирается с интегральными преобразователями. Компараторы для устройств используются на две или три обкладки. Большинство моделей делаются с низкоомными выпрямителями. Показатель перегрузки элементов стартует от 10 А.
Некоторые модификации складываются с канальными фильтрами. Также среди самодельных модификаций часто встречаются модели на приводных преобразователях. У них высокий показатель проводимости. Для них подходят конденсаторы только на 4 пФ. При этом фильтры применяются с лучевыми переходниками. Специалисты говорят, что модели способны работать с шуруповертами на 18 В.
с усилителем
Модификации с усилителями встречаются часто. Собрать блок питания для шуруповерта 18В своими руками можно, используя проводной преобразователь. Также потребуется контакторный триггер. Начинать установку следует с пайки транзисторов. Они используются разной емкости, а проводимость элементов стартует от 4,5 мк. Большинство экспертов рекомендуют фильтры применять канального типа. Они хорошо справляются с импульсными помехами. Также надо отметить, что для сборки потребуется один переходник под преобразователь. Непосредственно выпрямитель устанавливается на две обкладки. В конце работы тестируется сопротивление на блоке. Указанный параметр в среднем составляет 45 Ом.
Устройства на стабилитроне
На стабилитроне 18В своими руками собирается с контактными преобразователями. Выпрямители разрешается использовать с электродными переходниками. При этом проводимость у них обязана составлять не более 5,5 мк. Контроллеры часто встречаются на три обкладки.
Фильтры для них подходят канального типа. Также есть сборки с простым инверторным преобразователем. Они выделяются стабильной частотой, но не могут использоваться в сети переменного тока. На выходе преобразователя устанавливается изолятор. Компаратор для модификации потребуется с дуплексным фильтром.
Модель с одним фильтром
Как сделать блок питания на шуруповерт 18В самостоятельно? Собрать модель с одним фильтром довольно просто. Начинать работу стоит с подбора качественного преобразователя. Далее, чтобы сделать блок питания для шуруповерта 18В своими руками, устанавливается триггер на три контакта. При этом фильтр монтируется за преобразователем. Стабилизатор подходит только низкоомного типа, а приводимость у него обязана составлять не более 4,5 мк. После установки фильтра сразу проверяется сопротивление на блоке. Указанный параметр в среднем составляет 55 Ом. Триоды для устройства подходят однонаправленного типа.
Модификации без стабилизаторов
Существует множество самодельных устройств без стабилизаторов. Проводимость у блоков данного типа составляет около 4,4 мк. Преобразователи в данном случае подвержены импульсным нагрузкам от сети 220 В. Также надо помнить, что устройства сильно перегружаются от волновых помех. Если рассматривать модификации на дипольных триггерах, то у них имеется только один переходник. Дополнительно стоит отметить, что фильтр устанавливается за преобразователем. Обкладка под него припаивается на выходе. Специалисты говорят о том, что тиристор можно использовать низкой проводимости. Однако сопротивление в цепи не должно опускаться ниже уровня 45 Ом.
Если рассматривать устройства на проводных конденсаторах, то для моделей подбираются конденсаторы на 3,3 пФ. Устанавливаются они только с канальными фильтрами, а проводимость у блоков данного типа равняется примерно 50 Ом. Для того чтобы самостоятельно собрать устройства, используются контактные выпрямители на диодах. Коэффициент проводимости у них в среднем составляет 5,5 мк.
Современные электроинструменты популярны тем, что во время работы позволяют не привязываться к электросети, что расширяет возможности их эксплуатации, даже в полевых условиях. Наличие аккумуляторной батереи значительно ограничивает длительность активной работы, поэтому шуруповерты и дрели требуют постоянного доступа к источнику питания. К сожалению, у современных инструментов (чаще китайского производства) питающая батарея обладает небольшой надежностью и часто быстро выходит из строя, поэтому народным умельцам приходится обходиться подручными материалами, чтобы не только собрать импульсный блок питания, но и сэкономить на этом средства.
Примером подобного хэнд-мэйда является импульсный блок питания (ИБП) для аккумуляторного шуруповерта на 18 В, собранный из элементов неработающей энергосберегающей лампы, которая может принести пользу даже после своей «смерти».
Строение и принцип работы энергосберегающей лампы
Строение энергосберегающей лампы
Чтобы понять, чем может быть полезна энергосберегающая лампа, рассмотрим ее строение.
Конструкция лампы состоит из следующих составных частей:
- Герметичной стеклянной трубки (колбы), внутри покрытой люминофорным составом. Колба заполнена инертным газом (аргоном) и парами ртути.
- Пластикового корпуса, изготовленного из негорючего материала.
- Небольшой электронной платы (электронным балластом) с пускорегулирующим аппаратом (ПРА), который отвечает за запуск и исключает мерцание прибора. ПРА современных приборов оснащен фильтром, защищающим лампу от сетевых помех.
- Предохранитель, защищающий компоненты платы от скачков напряжения, которые могут вызвать возгорание прибора.
- Корпуса – в нем «упакованы» ПРА, предохранитель и соединительные провода. На корпусе размещают маркировку, которая содержит информацию о напряжении, мощности и цветовой температуре.
- Цоколя, обеспечивающего контакт лампы с электропитанием (самые распространенные цоколи – Е14, Е27, GU10, G5.3).
К колбе лампы подсоединены две спирали (электрода), которые под действием тока раскаляются и испускают со своей поверхности электроны. В результате взаимодействия электронов с парами ртути в колбе возникает тлеющий заряд, «рождающий» УФ-излучение. Воздействуя на люминофор, ультрафиолет «заставляет» лампу светиться. Цветовая температура «экономки» определяется химическим составом люминофора.
Виды поломок энергосберегающих ламп
Энергосберегающая лампа может выйти из строя в двух случаях:
- разбилась колба лампы;
- вышел из строя электронный балласт (ЭБ) (преобразователь напряжения высокой частоты), отвечающий за преобразование переменного тока в постоянный, постепенный нагрев электродов и предотвращающий мерцание прибора во время включения.
При разрушении колбы, лампу можно просто выбросить, а при поломке электронного балласта – отремонтировать или использовать для своих целей, например, использовать для изготовления ИБП, добавив в схему разделительный трансформатор и выпрямитель.
Комплектация электронного балласта энергосберегающей лампы
Большинство ЭБ ламп являются высокочастотными преобразователями напряжения, собранными на полупроводниковых триодах (транзисторах).
Более дорогие приборы укомплектованы сложной схемой ЭБ, соответственно, более дешевые – упрощенной.
Электронный балласт «укомплектован» следующими электрическими элементами:
- биполярным транзистором, работающем на напряжениях до 700 В и токах до 4А;
- защитными диодами (в основном, это элементы типа D4126L или аналогичные им);
- импульсным трансформатором;
- дросселем;
- двунаправленным динистором, аналогичным сдвоенному КН102;
- конденсатором 10/50В
- некоторые схемы ЭБ комплектуют полевыми транзисторами.
На рисунке ниже приведен состав электронного балласта лампы с функциональным описанием каждого элемента.
Функциональное описание
Некоторые схемы ЭБ энергосберегающих ламп позволяют практически полностью заменить схему самодельного импульсного источника, дополнив ее несколькими элементами и внеся небольшие изменения.
Отдельные схемы преобразователей работают на электролитических конденсаторах или содержат специализированную микросхему. Такие схемы ЭБ лучше не использовать, ведь именно они часто являются источниками отказов многих электронных устройств.
Что общего между электрическими схемами «экономок» и ИБП?
Ниже приведена одна из распространенных электрических схем лампы, дополненная перемычкой А-А’, заменяющей отсутствующие детали и лампу, импульсным трансформатором и выпрямителем. Элементы схемы, выделенные красным, можно удалить.
Электрическая схема «экономки» на 25 Вт
В результате некоторых изменений и необходимых дополнений, как видно из схемы приведенной ниже, можно собрать импульсный блок питания, где красным цветом выделены добавленные элементы.
Конечная электрическая схема ИБП
Каких параметров мощности БП можно добиться от энергосберегающей лампы?
«Вторую» жизнь «экономки» часто используют современные радиолюбители. Ведь для их хэнд-мэйдов часто требуется силовой трансформатор, с наличием которого возникают определенные трудности, начиная его покупкой и заканчивая расходом большого количества провода для обмотки и габаритными размерами конечного изделия. Поэтому народные умельцы приловчились заменять трансформатор на импульсный блок питания. Тем более, если для этих целей использовать электронный балласт неисправного осветительного прибора, это существенно сэкономит средства, особенно для трансформатора мощностью более 100 Вт.
Маломощный импульсный блок питания можно соорудить путем вторичной обмотки каркаса уже имеющейся катушки индуктивности. Чтобы получить блок питания более высокой мощности, потребуется дополнительный трансформатор. Импульсный блок питания на 100 Вт м более можно изготовить на базе ЭБ ламп мощностью 20-30 Вт, схему которых придется немного изменить, дополнив ее выпрямляющим диодным мостом VD1-VD4 и изменив в сторону увеличения сечение обмотки дросселя L0.
Самодельный трансформаторный БП
Если не удастся повысить коэффициент усиления транзисторов, придется увеличить ток их базы, изменив номиналы резисторов R5-R6 на меньшие. Кроме этого, придется увеличить параметры мощности резисторов базовой и эмиттерной цепи.
При малой частоте генерации, придется заменить конденсаторы C4, C6 на элементы с большей емкостью.
Самодельный блок питания
Блок питания
Маломощный импульсный блок питания с параметрами мощности 3,7-20 Вт не требует использования импульсного трансформатора. Для этого будет достаточно увеличить количество витков магнитопровода на уже имеющемся дросселе. Новую обмотку можно намотать поверх старой. Для этого рекомендуют использовать провод МГТФ с фторопластовой изоляцией, которая заполнит просвет магнитопровода, что не потребует большого количества материала и обеспечит необходимую мощность устройства.
Чтобы повысить мощность ИБП, придется использовать трансформатор, который также можно соорудить на основе уже имеющегося дросселя ЭБ. Только для этого рекомендуют использовать лакированный обмоточный медный провод, предварительно намотав на родную дроссельную обмотку защитную пленку во избежание пробоя. Оптимальное количество витков вторичной обмотки обычно подбирают опытным путем.
Как подключить новый ИБП к шуруповерту?
Чтобы подключить импульсный блок питания, собранный на основе электронного балласта, необходимо разобрать шуруповерт, сняв все крепежные элементы. Используя пайку или термоусадочные трубки, провода двигателя устройства соединяем с выходом ИБП. Соединение проводов, путем скручивания – не желательный контакт, поэтому забываем о нем, как о ненадежном. Предварительно в корпусе инструмента просверливаем отверстие, через которое пустим провода. Для предотвращения случайного вырывания, провод необходимо обжать алюминиевой клипсой у самого отверстия внутренней поверхности корпуса электроинструмента. Размеры клипсы, превосходящие диаметр отверстия, не дадут проводу механически повредиться и выпасть из корпуса.
Шуруповерт
Как видно, даже после отработки энергосберегающая лампа может прослужить длительное время, принеся пользу. На ее базе можно собрать маломощный питающий импульсный блок до 20 Вт, который прекрасно заменит аккумуляторную батарею электроинструмента на 18 В или любое другое зарядное устройство. Для этого можно использовать элементы электронного балласта энергосберегающей лампы и технологию, описанную выше, чем и пользуются народные умельцы, чаще всего, чтобы отремонтировать вышедшую строя батарею или сэкономить на покупке нового питающего источника.
Самодельные солнечные коллекторы для бассейнов, процесс установки
