А.Е. Шуфотинский г. Кривой Рог
РА 1'2010
Как известно, «электронный трансформатор» оправдывает свое название. Величина эффективного напряжения на выходе почти линейно зависит от входного напряжения, и этот факт не позволяет использовать возможности низковольтных нагрузок в полной мере, в том числе и галогеновых ламп, но это поправимо. В схему самого «электронного трансформатора» на выходе сетевого моста нужно добавить оксидный конденсатор С доп (рис.1) емкостью (в микрофарадах) примерно соответствующей мощности будущего устройства (в ваттах). Если мощность будущего устройства больше мощности исходного, то желательно заменить транзисторы более мощными и снабдить их радиаторами. Индуктивность L1 представляет собой катушку из нескольких витков обмоточного провода на ферритовом стержневом магнитопроводе диаметром 4...10 мм. Если вторичную обмотку трансформатора перемотать (или добавить такую же), можно использовать диодную спарку, например, СТВ-34. Напряжение устройства без обратной связи должно быть примерно вдвое больше необходимого стабилизированного, а величина последнего ограничена только способностями быстродействующих диодов. В роли «электронного трансформатора» может выступать преобразователь отработанной энергосберегающей лампы или электронный балласт (известно, что колбы у них выходят со строя значительно чаще), причем мощность последней может быть много меньше мощности будущего блока питания, надо только заменить резонансный дроссель трансформатором и установить (если нужно) транзисторы на радиаторы, а конденсатор С доп там уже есть. Первый способ - внешняя стабилизация (рис.1). Компенсация изменения напряжения на выходе от входного напряжения и величины нагрузки производится с помощью симисторного регулятора. При мощности устройства не более 100 Вт, можно обойтись без симистора VS1, подключив фазовый регулятор DA1 непосредственно в разрыв сетевого провода, а при использовании «начинки» от лампы, нет необходимости в термисторе TR1. Магнитопроводом трансформатора может служить ферритовое кольцо, ферритовый горшок или магнитопровод ТВС (без зазора).
Негативом устройства является его недостаточное быстродействие, которое зависит, в первую очередь, от емкости СЗ, но если использовать стабилизатор в качестве зарядного устройства (и как стабилизатор тока, и как стабилизатор напряжения - для ускоренной зарядки аккумуляторов) или как источник высокого напряжения (для люстры Чижевского), то этот недостаток не мешает. Надо заметить, что конденсатор СЗ довольно критичная деталь - при недостаточной емкости устройство ведет себя непредсказуемо и даже возбуждается, а при большой - заметно «тормозит», при наладке, возможно, понадобится зашунтировать его резистором величиной несколько килоом. Несмотря на относительную сложность устройства, у него есть неоспоримое преимущество: можно обойтись без вмешательства в схему самого электронного трансформатора, да и в роли модернизируемого последнего можно использовать обычный трансформатор и даже «черный ящик», питаемый от сети и выдающий какое-то напряжение любой формы. Второй способ - внутренняя стабилизация (рис.2). Обратная связь вводится непосредственно в «электронный трансформатор»: на магнитопровод управляющего трансформатора Т1 наматывают дополнительную обмотку из , 4-6 витков (как правило, место для этого есть), которую подключают к основным электродам оптронного симистора, а сигнал обратной связи (аналогично вышеописанной схеме) подают на фотодиод симистора. Можно для этой цели применить и обычный симистор, но у него заметная асимметричность входной характеристики, поэтому требуется тщательный подбор прибора. Третий способ (рис.3). Вместо симистора лучше использовать пару встречно-последовательно-включенных полевых транзисторов со встроенными диодами. Описанные схемы обладают весьма высокой стабильностью, как по питающему напряжению, так и по току нагрузки. Для построения многоканальных блоков питания эти схемы тоже подходят: один канал (питающий самые ответственные каскады) контролируем обратной связью, а остальные (даже очень мощные) «пляшут» вокруг него. Если мощность будущего блока питания невелика, вместо термистора ТR1 можно использовать ставшие ненужными резонансные дроссели из схем энергосберегающих ламп, которые, кроме ограничения зарядного тока, вместе с конденсаторами С1 и С2 (рис.2) послужат фильтрами радиопомех. Все схемы электронных трансформаторов и электронных балластов строятся по схемам с обратной связью по току, поэтому их нельзя использовать с минимальной нагрузкой, так как они не запускаются. Чтобы использовать модернизированные схемы с малой нагрузкой, нужно организовать обратную связь по напряжению (рис.4), используя ту же обмотку управляющего трансформатора и намотав дополнительную обмотку (3-6 витков) на силовой трансформатор. В этом случае, кроме расширения возможностей блока питания, появляется очень ценное качество устройства - защита от перегрузок и коротких замыканий на выходе - при резком уменьшении напряжения на вторичных обмотках трансформатора срываются колебания автогенератора. После устранения нарушения, устройство, как правило, возобновляет свою работу автоматически. Первое включение устройства необходимо производить при выведенном потенциометре обратной связи - движок внизу (по схеме), через лампу накаливания 220 В/25 Вт. Если лампа не загорится в полный накал, то все в порядке - можно включать без нее (если источник маломощный, то лампа светиться не должна вообще). На рис.5 показана практическая схема мощного (порядка 200 Вт, что далеко не предел) блока питания, основой которого служит электронный трансформатор мощностью всего 50 Вт.
Заменены только диодный мост, транзисторы и тороидальный трансформатор более мощными. Транзисторы установлены на радиаторы с площадью поверхности 100 кв. см каждый, диодная спарка - на радиаторе с площадью поверхности 200 см2. На схеме не отображен второй канал (не регулируемый), который можно назвать условно стабилизированный. Цепочка R7C7 служит для защиты от перенапряжения при отсутствии нагрузки. С помощью подстроенного резистора R6 производят точную установку выходного напряжения. Входной дроссель L1 представляет собой 5 витков спаренного изолированного гибкого провода, намотанного на ферритовом кольце с наружным диаметром 12 мм. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с наружным диаметром 10 мм и содержит соответственно 3, 3, 9 и 5 витков монтажного изолированного провода. Трансформатор Т2 намотан на магнитопроводе от ТВС-110ПЦ15 (без зазора), первичная обмотка содержит 50 витков гибкого изолированного провода сечением 0,5 кв. мм. Вторичные обмотки тоже можно намотать гибким изолированным проводом подходящего сечения (в данном случае - 2x4 и 7 витков провода сечением 2,5 кв. мм). С тем же успехом в качестве Т2 можно применить ферритовое кольцо (например, два сложенных вместе размерами 45x28x8 мм) или ферритовый горшок диаметром 48 мм.
Характеристики устройства показаны на рис.6, а (зависимость выходного напряжения от входного) и на рис.6, б (зависимость выходного напряжения от тока нагрузки). Пунктиром обозначено напряжение второго канала. Для уменьшения уровня пульсаций на выходе устройства (на частоте регулирования канала обратной связи) можно добавить еще одно звено LC-фильтра на выходе (рис.4). Для желающих повторить конструкцию необходимо напомнить о безопасности: схема имеет гальваническую связь с сетью - любые манипуляции с паяльником производят после отключения от сети, а потенциометр обязательно должен быть с изолированной ручкой. Литература 1. Цибульский В. Экономичный блок питания // Радио. -1981.-№10. -С.56. 2. Барабошкин Д. Усовершенствованный экономичный блок питания // Радио. - 1985. - №6. -С.51. 3. Нечаев И. Регуляторы мощности на КР1182ПМ1 // Радио. - 2000. - №3. - С.53. 4. Титаренко А. «Сага» о регуляторах мощности//Радиоаматор. - 2002. - №2. - С.39. 5. Справочный лист «Оптотриаки» // Радиоаматор. - 2003. -№1.-С.ЗО. 6. Гайно Е., Москатов Е. Импульсный источник питания // Радио. - 2005. - №3. - С.30.
