Соединение магнитолы и трансформатора сопротивления 1
Своими руками
Во многих электронных устройствах (радиоприемниках, телевизорах, компьютерах, магнитофонах, плеерах, мобильных телефонах) присутствует усилитель мощности. Независимо от вида оборудования его задача заключается в преобразовании внутреннего сигнала в звук. Мощность трансформаторов, используемых для усилителя мощности, зависит от того, какая громкость требуется на выходе.
Устройство и принцип работы усилителя звука
Усилителем звука называется комплект деталей, установленный на плате, с входом и выходом, для работы которого необходим внешний источник питания. Усилитель мощности (УМ) всегда расположен на выходе, поэтому его называют оконечным.
Такое устройство может усиливать:
- частоту звука в целом (УЗЧ);
- низкую частоту (УНЧ);
- мощность высокой частоты (УМЗЧ).
Выполняется как часть (функциональный блок) аппаратуры или самостоятельное устройство.
Для больших антенн и громкоговорителей требуются усилители с высоким коэффициентом усиления (десятки или даже сотни кВт). Он достигается одновременным повышением тока и напряжения. Эти устройства бывают бестрансформаторные и трансформаторные.
Самый распространенные в быту ламповые трансформаторные усилители. В профессиональном оборудовании трансформатор используется, если необходимо сгладить звенья длинной проводки, разведенной по сравнительно большой площади.
Трансформаторным называется усилитель, в котором это устройство установлено на выходе для гармонизации низких частот и предохранения оборудования от короткого замыкания.
Основной недостаток использования в усилителе звука трансформатора – увеличение габаритов и веса.
УМЧЗ усиливает сигналы, содержащие информацию о звуке в телемеханике, вычислительной и измерительной технике, дефектоскопии. В этот вид усиливающей аппаратуры кроме УМ устанавливается предварительный усилитель с эквайзером или регулятором тембра и громкости. Его предназначение – доведение напряжения и мощности до показателей, необходимых для функционирования оконечного УМ, подключенного к модулятору приемника, наушникам, колонкам.
УНЧ встраиваются в радиотрансляционное, звукозаписывающее и звуковоспроизводящее оборудование, в том числе в транспортных средствах.
Выход усилителя звука (УЗ) может быть одно- или двухкаскадный, работающий в одном из трех режимов:
- А (однотактный) – транзисторы и лампы расположены в линейном порядке, УЗ без режимов ограничения тока, перенасыщения;
- В (двухтактный) – все активные элементы воспроизводят однополярный сигнал практически без искажений, нелинейные искажения компенсируются транзисторами или лампами;
- АВ (двухтактный) – промежуточный режим между А и В;
- D – для работы в ключевом режиме путем преобразования входного сигнала в ШИМ-импульсы, управляемые выходным ключом, звук восстанавливает выходной LC-фильтр.
Варианты схематических решений
Самый простой усилитель класса низких частот состоит из двух одинаковых транзисторов, подключенных через эмиттер (биполярный транзистор), и выходного трансформатора, первичная обмотка которого состоит из 2-х одинаковых половин. Питание из внешнего источника на транзисторы подается через первичную обмотку.
На один транзистор подается положительное, на второй – отрицательное напряжение, которое периодически меняется на противоположное. Транзисторы работают поочередно, поэтому прибор называется двухтактным. Токи суммируются к обмотке, оконечный трансформатор выдает более низкие и мощные колебания.
Для повышения мощности в схему включаются резисторы, снимающие напряжение смещения с транзисторов. На трансформатор ток подается через половинки вторичной обмотки, соответствующие половинкам первичной. Высокие частоты на выходе отделяет конденсатор. Для питания такого УЗ можно использовать сетевой блок питания или батарейки.
В двухтактном УМЧЗ 2 трансформатора: входной (предварительный) и выходной (оконечный), напряжение на транзисторы подается из первого. Один транзистор открывается, второй остается закрытым, через какое-то время положение меняется на противоположное. Для питания требуется блок из резисторов, конденсаторов, сетевого фильтра, силовых транзисторов, переключающих напряжение.
Какой трансформатор нужен
При покупке, аренде или изготовлении УЗ учитывается требуемая мощность и вид акустической системы.
Какая мощность лучше, определить достаточно сложно. Все зависит от личных предпочтений. Кому-то в квартире требуется 500 Вт, кто-то способен озвучить большой зал при 200 ваттах. Важна так же чувствительность акустики и грамотность специалиста, который будет сидеть за пультом.
Не менее важны такие параметры, как чистота звука и надежность оборудования, но определить их можно только косвенно.
При выборе достаточно учесть, что мощность усилителя должна быть выше мощности акустической системы. В противном случает УЗ не сможет обеспечить необходимые для работы колонок условия.
Расчет параметров
Усилители и акустика для использования в быту работают на комфортной громкости, равной 5-10% от мощности, указанной в техдокументации. При использовании профессионального оборудования показатель увеличивается до 40-60%.
Слушать что-то при максимальной мощности просто невозможно, так как звук сильно искажается. То есть, при покупке профессионального усилителя на 1 киловатт необходимо учесть, что во время работы будет использоваться примерно 300 Вт на усиление звука, при потреблении электроэнергии 700 Вт.
Бытовой прибор на 200 Вт отключится при мощности 100 Вт (если имеется встроенная система защиты). На максимуме он способен работать всего несколько секунд при озвучивании громких звуков (например, выстрелов при просмотре фильма).
Цена будет зависеть от качества колонок: чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.
Как выбрать подходящий
При питании от электросети выбор шире, так как ограничивается качеством акустики, площадью и личными предпочтениями. Цена будет зависеть от качества колонок – чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.
Изготовление тороидального трансформатора своими руками
Тороидальный трансформатор является лучшим вариантом для усилителя благодаря сильному выходному сигналу, небольшим габаритам, невысокого сопротивления и высокого КПД.
Выбор материала сердечника
Тор обязательно должен быть изготовлен из специальной стали, если усилитель подключается к бытовой электросети. При питании от постоянного тока 12 В сердечник может быть ферритовый.
Как рассчитать
Для расчета мощности используется формула:
U – напряжение холостого хода
cos f = 0,8 (коэффициент мощности)
n =0,7 (коэффициент КПД)
Для определения площади сечения сердечника, соответствующего рассчитанной мощности, используется специальная таблица. Далее нужно найти другую таблицу, по которой определяется количество витков в зависимости от площади сечения тора.
Как изготовить: пошаговая инструкция
Каркас нужно сделать из прочного диэлектрика. Провода лучше всего выбрать медные в эмалевой изоляции с сечением 1-2 мм (для первичной обмотки) и 5-7 мм (для вторичной) при токе 25 А на первичной и 150-200 А на вторичной обмотке. Обе обмотки распределяются по всему тору.
Особое внимание уделяется первичной обмотке. Каждый слой необходимо заизолировать строительным скотчем или лакотканью, нарезанной полосками с шириной 1,2 см.
Проверка
Первая проверка (измерение тока холостого хода) проводится после того, как закончена намотка первички. Тестер в режиме амперметра подключается последовательно вместе с лампочкой накаливания на 40 Вт. Источник света горит, если витков недостаточно, если все в порядке, нить накала розовая. Чем меньше ампер показывает прибор, тем лучше (оптимально ниже 10 мА).
После намотки второй обмотки необходимо проверить трансформатор на обрывы и замыкание между обмотками и на корпус. О разрыве свидетельствует единица на экране тестера при измерении сопротивления обмотки. При замыкании между витками первой обмотки слышится треск и появляется дым. Вторичная обмотка неисправна, если результат на экране на 20 или более процентов ниже контрольного.
Немного теории и общей информации
На сегодняшний день существуют магнитолы двух размеров: 1-DIN (180 × 50 мм) и 2-DIN (180 × 100 мм). Различие этих типов заключается в размере и поддерживаемых функциях. Так, многие 2-DIN автомагнитолы работают под управлением OC Android, благодаря чему могут поддерживаться навигатор, карты, воспроизведение видео, а также вывод изображения с камеры заднего вида.
Сейчас основными поставщиками автомагнитол являются компании Pioneer (для внутреннего рынка Японии — Carrozzeria), Alpine, Prology, Digma, KENWOOD и Sony. Также недавно на рынок вышла компания Aura, которая стала известна благодаря выпуску качественных магнитол за доступный ценник.
Что понадобится для установки магнитолы в автомобиль?
Для подключения автомагнитолы понадобятся:
- Непосредственно автомагнитола.
- Фишка питания или ISO-разъем (обычно идет в комплекте).
Подключение магнитолы. Пошаговая инструкция
После выбора автомагнитолы и подготовки всех необходимых инструментов можно переходить непосредственно к практической части.
1. Сборка проводов питания
Для начала необходимо сделать (или купить готовые) провода для питания магнитолы от аккумулятора. Для самостоятельной сборки берем два провода сечением 2,5–4 мм 2 и длиной около 3 м, а также две клеммы как на рисунке ниже.
Далее зачищаем изоляцию провода на расстоянии примерно 15 мм от начала, продеваем термоусадку (если есть) и отодвигаем ее подальше, чтобы не мешалась. После чего соединяем провод с клеммой и обжимаем пресс-клещами или пассатижами. Для повышения надежности конструкции можно запаять место соединения провода и клеммы, но это необязательно. Теперь остается только изолировать провод и клемму термоусадкой или изолентой.
В конечном итоге должен получиться провод как на рисунке ниже.
К слову, клемма может быть и другого вида, например, такого:
Вне зависимости от вида клеммы, принцип ее соединения с проводом будет практически одинаковый.
2. Установка предохранителей на провода
Предохранитель является защитой провода. Если вдруг пройдет короткое замыкание от аккумулятора, то предохранитель примет ток на себя и сгорит, тем самым защитив провод от возможного возгорания.
На рисунке ниже показано, как выглядит предохранитель.
Предохранитель ставится в обрыв провода за 30 см от начала провода со стороны аккумулятора на плюсовой провод. Для установки предохранителя провод питания отрезается, а затем этот отрезок по обе стороны запаивается с проводами предохранителя в одно целое. Важно не забыть загерметизировать места пайки изолентой или термоусадкой, а также проверить сохранность оболочки (изоляции) кабеля после окончания процедур.
3. Подсоединение проводов к клеммам аккумулятора
Подключение получившихся проводов питания осуществляется только на снятые (!) с аккумулятора клеммы, чтобы избежать короткого замыкания. Снять клеммы с аккумулятора можно с помощью гаечного ключа.
После снятия клемм нужно отвернуть болты (обведены на рисунке красным) на распределительной площадке и присоединить получившиеся провода. Теперь остается только обратно закрутить болты, чтобы зафиксировать провода на клеммах.
4. Протягивание проводов к месту установки автомагнитолы
Провода питания подготовлены и автомагнитола ждет своего часа. Перед непосредственной установкой автомагнитолы необходимо протянуть провода в салон.
Для удобства протягивания проводов можно воспользоваться проволокой.
Под передней панелью автомобиля со стороны водителя, над педалью сцепления есть технологическое отверстие для гидрокорректора фар, а так же штатных проводов. Нужно протянуть в это отверстие проволоку и вывести ее под капотом:
После чего необходимо поочередно крепко обмотать каждый провод питания проволокой, и потянуть за проволоку изнутри салона. Таким образом можно легко вытянуть провода в салон.
Далее приступаем к разборке боковых панелей, дабы открыть доступ к посадочному месту для магнитолы. Чтобы снять боковой пластик, необходимо открутить несколько винтов.
5. Установка и подключение автомагнитолы
После снятия боковых панелей и протяжки проводов можно устанавливать автомагнитолу на посадочное место. Далее находим инструкцию к магнитоле и, в частности, к ISO-разъему. В инструкции должна быть распиновка ISO-разъема. По этой распиновке смотрим, за что отвечает конкретный провод.
Ниже изображена схема автомагнитол Pioneer (распиновка всех автомагнитол от Pioneer одинакова).
После ознакомления с инструкцией можно приступать к подключению проводов:
Красный и желтый провод соединяем с плюсовым проводом питания, который был протянут из под капота в салон, а затем изолируем место соединения. Ту же процедуру проделываем с черным проводом от магнитолы и минусовым проводом питания.
После подключения питания необходимо подключить динамики к магнитоле. Провода от динамиков протягивать не нужно, так как они уже протянуты в салон с завода, поэтому остается только подключить по схеме. Однако важно следить за полярностью при подключении динамиков.
Если нет уверенности в том, какой из проводов динамика минус, а какой — плюс, можно воспользоваться нехитрым способом для проверки полюсов:
Нужно взять обычную батарейку и присоединить к ее полюсам провода от динамика. Если диффузор динамика начал двигаться вверх, то полярность соблюдена правильно и минус батарейки соответствует минусу провода, а плюс — плюсу. В ином случае диффузор будет вдавливаться.
После того, как правильная полярность найдена, подключаем динамики к магнитоле по инструкции от самой магнитолы, либо по данной схеме:
Когда все провода подключены, можно приступать к проверке работоспособности аудиосистемы автомобиля. Для этого подключаем клеммы из пункта 3 инструкции к аккумулятору, включаем зажигание и пробуем включить магнитолу.
Что такое iso
Распиновка стандартного евроразъема
Евроразъемом называют стандартный штекер, который используют в большинстве стран мира. При подключении оборудования можно столкнуться с запутанными в пучок нестандартными проводами. Решается эта проблема приобретением переходников и распиновкой фишек магнитолы.
Стандарты 1din и 2din
Разъемы акустических систем бывают двух видов: нестандартные от компании-производителя в основном штырькового вида и стандартизированные европейские, которые находятся сзади. Установка оборудования со специальным аудиоразъемом от производителя потребует использование специального фирменного коннектора. Если штекер ISO, то подключиться нему можно напрямую. Евроразъемы бывают двух видов 1din и 2din, разница в высоте автомагнитол. Двухблочный в два раза выше, подсоединяется не ко всем автомобилям, потому что на панели нет места под нужные размеры.
Магнитолы с европейским 1din самые распространенные.
При установке автомагнитол применяют провода с маленьким диаметром 1,5-2 мм, для силовых линий – с большим сечением. Несоблюдение этих простых правил исказит звук, выведет оборудование из строя.
| № 1 | — |
| № 2 | — |
| № 3 | — |
| № 4 | Постоянное питание |
| № 5 | Питание антенны |
| № 6 | Подсветка |
| № 7 | Зажигание |
| № 8 | Масса |
Производители в Японии, США и некоторые китайские применяют стандарт 2din.
Верхний силовой разъем А
Штекер используют для питания электричеством ресивера, антенны и усилителя, а также при необходимости управления подсветкой или при отключении сигнала звука. Применяют стандартную маркировку по цветовой гамме. Выходы 1-3 и 6 в акустике низкого и среднего ценового сегмента не используются, они предназначены для дополнительных опций продукции высокого класса.
Типы подключения
- Первый – соединение в цоколе проводов двух цветов желтого и красного, включение/выключение ресивера не зависит от зажигания. Способ не удобен тем, что предрасполагает к разрядке АКБ, если не выключить акустику;
- Второй – провод подключают через замок зажигания, желтый – к бортовому компьютеру.
Функциональное назначение выходов ресивера
| ANT | Разъем применяется, если в автомобиле имеется выдвижная антенна |
| Remote | Возможно подключение несколько динамиков |
| Illumination | Позволяет менять интенсивность свечения устройства |
| Mute | Регулировка звука |
| А4 | Включение/выключение |
Распиновка ISO-разъема магнитолы
| А 4 | Цв. желтый | Аккумулятор + Питание |
| А 5 | Цв. синий | Антенна. |
| А 6 | Цв. оранжевый | Подсветка |
| А 7 | Цв. красный | Зажигание, 12В. При отключении сброс параметров к заводским. |
| А 8 | Цв. черный | Акустика |
Нижний акустический разъем В
Применяют для подключения усилителей (2 кабеля на каждый). Звучание аппаратуры зависит от того, правильно ли подключены все разъемы. Главное – не перепутать, иначе акустика будет некачественной.
Правила подключения колонок по цветовой маркировке проводов
| Цв. белый | Левая передняя |
| Цв. серый | Правая передняя |
| Цв. зеленый | Левая задняя |
| Цв. фиолетовый | Правая задняя |
Двойной ИСО разъем
Штатные аудиосистемы некоторых автомобилей подключаются двойным штекером. Распиновка разъемов для них стандартная. Половинки контактов соединяются между собой прочной пластиковой перемычкой, фиксируются специальным зажимом. Для корректного монтажа используется направляющий паз, который исключает установку штекера в неправильном положении.
Черный присоединяет к магнитоле источник тока, коричневый – для акустики .
Переходники для iso разъемов
Срезка нестандартного штатного штекера и присоединение проводов напрямую не рекомендуется, потому что со временем соединение разболтается, может окислиться, придется спаивать не только проводку, потребуется дополнительный ремонт, замена перегоревших предохранителей. Иногда встречается акустика с тремя выходами, но она имеет стандаризированную маркировку и электросхемы, позволяющие соединить с помощью распиновки штатные кабели с устройством. Можно купить любой тип переходника для ИСО разъёмов от одной модели к другой.
Автомобиль может быть не оснащен коннекторами, тогда нужно подключать разъем магнитолы к кабелю напрямую. Это делают скручиванием, пайкой либо применяют клеммную колодку, которая не требует последующей изоляции. При скручивании и пайке используют термоусадочные трубки для безопасного использования оборудования.
Распиновка для различных марок авто и магнитол
Приступая к работе, ознакомьтесь с инструкцией к ресиверу, а также обратите внимание на маркировку и фишки самого изделия. На распиновку магнитол влияют штатные разъемы в разных автомобилях.
Схема распиновки iso разъемов к магнитолам pioneer
Чтобы не сжечь акустику, перед подключением динамиков нужно подсоединить магнитолу, проверить, чтобы она светилась и переключалась.
toyota
Распиновку акустики этой марки осуществляют по стандартным схемам. Оптимально выбрать систему питания от АКБ, в этом случае нет риска его разрядки.
| № 1 | А+ |
| № 2 | GND |
| № 3 | BAT+ |
| № 4 | Подсветка |
| № 5 | Антенна |
| № 6 | Динамики (RR+, RR-, RF+, RF-, LF+, LF-, LR+, LR-) |
При подключении магнитолы используются стандартные схемы.
| № 1 | ANT |
| № 3 | LR. Линейный выход |
| № 4 | GND. Линейных выход |
| № 5 | RR. Линейный выход |
| № 6 | CD – LCH |
| № 7 | CD – GND |
| № 8 | CD – RCH |
| № 9 | CD – Reset |
| № 10 | CD – CD clock out |
| № 11 | CD – DSPL select |
| № 12 | CD – data out |
| № 13 | CD – clock in |
| № 14 | CD – data in |
| № 16 | A+ |
| № 17 | GND |
| № 18 | ANT GND |
| № 22-27 | Динамики (LF-, LR+, RF-, RR+, LF+, LR-, RF+, RR-) |
| № 28 | Mute |
| № 29-30 | Динамики (LF-, LR+, RF-, RR+, LF+, LR-, RF+, RR-) |
| № 31 | ANT CONT |
| № 32 | CD ACC Постоянный |
| № 33 | AMP Постоянный |
| № 34 | B UP |
nissan
| № 1-6 | Динамики (LR+, RR+, LR-, RR-, LF+, RF+) |
| № 7 | А+ |
| № 8 | Подсветка |
| № 9 | BAT+ |
| № 10 | Динами LF- |
| № 11 | динамик RF- |
| № 12 | Антенна |
| № 13 | GND |
honda
Все модели автомобильных магнитол оборудованы универсальным европейским штекером для подключения к гнезду.
| № 1 | Динамик RR+ |
| № 2 | Динамик LR+ |
| № 3 | Подсветка |
| № 4 | BAT+ |
| № 5 | A+ |
| № 6 | Антенна |
| № 7-10 | Динамики LF+, RF+, RR-, LR- |
| № 13 | GND |
| № 14-15 | Динамики LF-, RF- |
Стандартная европейская разводка выводов.
| № 1 | А+ |
| № 2 | BAT+ |
| № 3 | GND |
| № 4 | — |
| № 5-12 | Динамики RR+, RR-, LF+, LF-, RF+, RF-, LR+, LR- |
alpine
Alpine TDE-7823W: 1 – BAT+,
| № 2-5 | Динамики LR-, LR+, RR-, RR+ |
| № 7 | Усилитель |
| № 8 | Антенна |
| № 9 | GND |
| № 10-13 | Динамики LF-, LF+, RF-, RF+ |
| № 5-12 | А+ |
mitsubishi
Во всех моделях используется стандартная европейская распиновка акустической системы.
| № 1-2 | Динамики RR+, LR+ |
| № 3 | Управление антенной |
| № 4 | Управление подсветкой |
| № 5-8 | Динамики LF+, RF+, RR-, LR- |
| № 10 | А+ |
| № 11 | BAT+ |
| № 12 | Управление подсветкой |
| № 13-14 | Динамики LF-, RF- |
| GND |
Видео разбор распиновки автомагнитолы
Все больше и больше радиолюбители переходят на питание своих кострукций импульсыми источниками питания. На прилавках магазинов сейчас размещено очень много дешевых электронных трансформаторов (дальше просто ЭТ).
При небольших размерах они обеспечивают большую выходную мощность, да и малые размеры хорошо — это на тот случай, если упадет на ногу:) Радиолюбители пытаются использовать эти ЭТ, но у них есть определённые недостатки, такие как: нежелание запуститься без нарузки, выход из строя при КЗ, и сильный уровень помех. В этой статье хочу поделиться с вами переделками электронных трансформаторов, чтобы избавитса от вышеуказанных недостатков. Вот типовая схема ЭТ:
Проблема заключаетса в том, что в трансформаторе применена цепь обратной (дальше ОС) связи по току, то есть чем больше ток нарузки — тем больше ток базы ключей, поэтому трансформатор не запускается без нагрузки, или при малой нарузке напряжение меньше 12В, да и при КЗ базовый ток ключей растет и они выходят из строя, а часто еще и резисторы в базовых цепях. Устраняется всё это довольно просто — меняем ОС по току на ОС по напряжению, вот схема переделки. Красным отмечено то, что нужно изменить:
Итак, удаляем обмотку связи на коммутирующем трансформаторе и ставим вместо нее перемычку.
Потом наматываем 1-2 витка на силовом трансформаторе и 1 на коммутирующем, используем резистор в ОС от 3-10 Ом мощностью не меньше 1 ватта, чем выше сопротивление — тем меньше ток защиты от КЗ.
Если вас пугает нагрев резистора, вместо него можно использовать лампочку от карманного фонарика (2,5-6,3В). Но при этом ток срабатывания защиты будет очень мал, так как сопротивление горячей нити лампы довольно большое.
Трансформатор теперь спокойно запускается без нагрузки, и есть защита от КЗ.
При замыкании выхода ток на вторичке падает, соотвественно падает ток и на обмотке ОС — ключи запираются и срывается генерация, только во время КЗ очень сильно греются ключи, так как динистор пытаетса запустить схему, а ведь на ней КЗ и процес повторяетса. Поэтому данный электронный трансформатор может выдержать режим замыкания не болле 10 секунд. Вот видео работы защиты от КЗ в переделанном устройстве:
Сорри за качество, снимал на мобильник. Вот еще одно фото переделки ЭТ:
Но помещать фильтрующий конденсатор в корпус ЭТ не советую, я делал так на свой страх и риск, так как температура внутри и так немаленькая, да и места мало, может вздуть конденсатор и возможно вы услышите БА-БАХ:) Но не факт, пока что все работает отлично, время покажет… Позже мною были переделаны два трансформатора на 60 и 105 Вт, вторичные обмотки были перемотаны под свои нужды, вот фото, как разделить сердечник Ш-образного трансформатора (в блоке питания 105 Вт).
Также можно передлать импульсный блок питания малой мощности под большую, заменив при этом ключи, диоды сетевого моста, конденсаторы полумоста и конечно же трансформатор на феррите.
Вот немного фоток — переделан ЭТ на 60 Вт под 180Вт, транзисторы заменены на MJE 13009, конденсаторы 470 nF и трансформатор намотан на двух сложенных кольцах К32*20*6.
Первичка 82 витка в две жилы 0,4 мм. Вторичка по вашим требованиям.
И еще, чтоб не сжечь ЭТ при экспериментах или любой другой внештатной ситуации — лучше подключить его последовательно с ламой накаливания аналогичной мощности. В случае КЗ или другой поломки — загоритса лампа, а вы сбережёте радиодетали. С вами был AVG (Марьян).
В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу. Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на 105 Ватт.
Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль — почему бы не попробовать?
Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до 150 Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на 105 Ватт. Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок.
Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.
Доработка №1
Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).
Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя. Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ порядка 2,5$).
Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.
Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце (трансформаторе ОС). Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,4-0,8мм.
Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ. Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем 3-5 ватт (можно использовать от 1 до 10 ватт).
Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи). Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС. Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются.
Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно. Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более 5-8 секунд.
Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ.
Доработка №2
Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор. В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Данный дроссель был снят от ИБП DVD проигрывателя, хотя можно использовать и самодельные дросселя.
После моста следует подключить электролит с емкостью 200мкФ с напряжением не менее 400 Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на 105 Ватт, почему же конденсатор использован на 200мкФ? Это поймете уже совсем скоро.
Доработка №3
Теперь о главном — умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок.
Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.
Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью 150 Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт.
Планируется увеличить мощность до 200 Ватт. Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше.
Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Биполярные ключи MJE13007 заменяем на MJE13009.
Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.
Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,22-0,47мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).
Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.
Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.
Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром.
Дросселя намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.
Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением 25-35 Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки (диодные сборки из компьютерного блока питания). Можно использовать любые быстрые диоды с током 15-20 Ампер.
Как сделать самостоятельно?
Сделать электронный трансформатор своими руками можно легко. Для этого важно использовать проводное реле. Расширитель для него целесообразно подбирать импульсного типа. Для увеличения параметра чувствительности устройства используются конденсаторы. Многие специалисты рекомендуют резисторы устанавливать с изоляторами.
Для решения проблем со скачками напряжения припаиваются фильтры. Если рассматривать самодельную однофазную модель, то модулятор целесообразнее подбирать на 20 Вт. Выходное сопротивление в цепи трансформатора должно составлять 55 Ом. Непосредственно для подключения устройства припаиваются выходные контакты.
Немного о трансформаторах
У трансформатора имеется как минимум одна первичная и одна вторичная обмотка. Питающее напряжение подключается на первичную обмотку, ко вторичной обмотке подключается нагрузка, либо снимается выходное напряжение. В понижающих трансформаторах провод первичной обмотки всегда имеет меньшее сечение, чем провод вторичной. Это позволяет увеличить количество витков первичной обмотки и как следствие её сопротивление. То есть при проверке мультиметром первичная обмотка показывает сопротивление в разы большее, чем вторичная. Если же по какой-то причине диаметр провода вторичной обмотки будет небольшим, то по закону Джоуля-Лэнса вторичная обмотка перегреется и спалит весь трансформатор. Неисправность трансформатора может заключаться в обрыве и или КЗ (коротком замыкании) обмоток. При обрыве мультиметр показывает единицу на сопротивлении.
Варианты и схемы подключения
Следует сразу оговориться, что будет практичнее, если в схемах подключения вы будете использовать параллельное соединение ламп, чтобы к каждому прибору освещения подводилось напряжение от низковольтного импульсного источника. Первый вариант питания галогенных светильников будет предусматривать одинаково параллельное включение к одному трансформатору всех приборов освещения.
Рис. 2. Схема параллельного включения
Как видите на схеме, питание от внешней сети подводится к входу трансформатора, который обозначается как Input, а с выходных клемм (Output) снимается пониженное напряжение 12В. Далее вывод каждой из клемм подводится к точкам A и B на схеме, от которых они соединяются с контактами ламп, как показано на рисунке. В этом случае каждая лампа имеет независимое питание и при перегорании любой из них остальные продолжат светиться, но все они будут зависеть от исправности источника.
Также существует схема включения нескольких групп от разных импульсных блоков. В качестве примера мы рассмотрим схему из двух устройств и четырех низковольтных галогенных ламп для каждого из них.
Рис. 3. Схема включения на несколько групп
Как видите на рисунке, здесь применяется два трансформатора, между которыми разделяется потребляемая мощность от ламп. Преимуществом этой схемы является возможность независимого включения каждой группы осветительных приборов. Выключатель рассчитан на две клавиши, отдельно для каждого преобразователя, но можно использовать один сразу для обеих групп. Такой метод позволяет взять трансформатор для галогенных ламп вдвое меньшей мощности для каждой группы, но и требует больших затрат на реализацию схемы.
Читайте также: