Понижающий трансформатор на 12 В: как выбрать и правильно подключить

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор для LED-ламп

Стандартный срок службы светодиодных ламп в соответствии с характеристиками, заявленными производителями, составляет 4000 рабочих часов. Если не использовать в работе таких устройств специализированные понижающие трансформаторы, оставляя в качестве основы работы диод, период эксплуатации сокращается  до 1200 часов бесперебойной работы.

Если лампы устанавливаются в помещения с повышенной концентрацией влаги или постоянными перепадами температуры (сауны, бассейны), нужно использовать специальный понижающий трансформатор, оснащенный защитой от воздействия воды

Также важно убедиться в том, что общая нагрузка светодиодных ламп находится в пределах 60%

Как выбрать

В выборе понижающего трансформатора для светодиодных ламп нет ничего сложного. При возникновении каких-нибудь трудностей всегда можно проконсультироваться с менеджерами компаний, которые продают такое оборудование. Самое главное – правильно рассчитать мощность.

Вычисляется сумма всех светодиодных светильников, установленных в помещении, к полученному результату добавляется 20%, так как в преимущественном большинстве случаев трансформатор используется только один.

К примеру, в комнате будет шесть ламп 12В, их сумма 72В. Устройства, имеющие номинал 60В, уже не могут использоваться. Нужно приобретать оборудование на 100В или сокращать количество источников света. Если поставить мощный трансформатор, можно добавить еще лампу.

Как самому собрать понижающий трансформатор

Первым этапом сборки ТН будет расчет. Итак, давайте посмотрим на сам процесс.

Расчет

Зададим исходные данные для преобразователя 220/12 В:

• вход / выход – 220/12 В;
• сердечник квадратный граненый S = 6 кв.

Расчет количества витков катушки:

Первичный клапан N1 = 60 × 220/6 = 2200 оборотов

Вторичный N2 = 60 × 12/6 = 120 витков.

Сборка

Подготовка материалов:

• медный провод в шелковой / бумажной изоляции: для первичной – сечение 0,3 мм², для вторичной – 1 мм². На последнюю цифру подключаемая в схему нагрузка должна иметь до 10 А. В продаже также есть специальный обмоточный провод (эмалированный провод), который также можно снять с других трансформаторов. Также допустимо использование обыкновенной медной жилы в пластиковой изоляции;
• крашеная ткань (изолента);
• вощеная бумага.
• банок по 5-6 шт и больше в зависимости от потребности: банку можно использовать для создания души;
• картон – плотный, твердый;

Фазы

Порядок изготовления трансформатора своими руками:

• из банок получается 80 полосок 30 × 2 см, сковорода рикотта: нагревается в духовке, оставляется остывать. Суть заключается в постепенном охлаждении, максимально медленном: сталь размягчается и теряет эластичность;
• закрепление выводов загрузочной катушки на второй щеке каркаса, которая также обернута бумагой;
• пластины ставятся посередине катушки, затем их загибают вокруг каркаса (пространство между этими элементами обязательно) так, чтобы концы сходились под ним;
• посуда чистая, покрыта лаком, каждая обклеена с одной стороны тонкой бумагой – папиросной бумагой, керосином, калькой;
• на катушку наматывается провод, через каждые 2-3 слоя укладывается парафиновая изоляция;
• после окончания намотки первичные устройства фиксируют концы сердечника на щеках, катушка наматывается 5 слоями бумаги;
• рамка для упаковки сделана из картона. Он состоит из туловища и щек, обернутых несколькими слоями вощеной бумаги, их можно заменить калькой;
• TH фиксируется, например, скобами на куске деревянной доски. Последний этап – концы подводятся к основанию, снабженному контактами.
• направление обмотки вторичной обмотки должно совпадать с направлением первичной обмотки;

можно произвести расчет по аналогии, как описано, и одновременно создать телевизор на двенадцать и двадцать четыре вольта, что необходимо при использовании разных ламп. Намотано 240 витков, но из 120 контакта выведено в виде кольца.

Как проверить понижающий трансформатор

Для того чтобы проверить исправность и работоспособность понижающего трансформатора, понадобится мультиметр (тестер) – комбинированный электроизмерительный прибор. Если на трансформаторе отсутствует маркировка, то изначально определяются концы обеих обмоток. Для этого щупы тестера прикладываются к выводным клеммам (проводам) проверяемого устройства, при этом мультиметр используется в режиме измерения сопротивления. Когда концы обмоток обозначены, определяется, какая из них первичная, а какая − вторичная. Для этого изучаются значения сопротивлений в обмотках, в первичной оно будет больше, во вторичной – меньше.

Использование мультиметра для проверки работоспособности трансформатора напряжения

При наличии большего количества обмоток работы выполняются аналогично, с той лишь разницей, что появляется необходимость в прозвонке большего количества выводов. Для проверки работоспособности на первичную обмотку подаётся напряжение, а ко вторичной подключается нагрузка в виде источника света соответствующего класса напряжения.

Статья по теме:

Примерная схема

На входе у вас будет либо 220 вольт, либо 380. В первом случае, если все сделано по уму, проводов будет три – фаза, ноль и земля. Во втором – пять (три фазы, ноль и земля).

Рассмотрим подключение на 220 В. Вводный автомат на 25 А ставится на провод фазы. Далее на провода нуля и фазы ставится УЗО (40А, 100 мА), после чего провод нуля подсоединяется к шине N. Затем на три группы потребителей ставятся три автомата – последовательно на провод фазы. К каждой группе потребителей с шин N и РЕ идет свой провод, так, чтобы к потребителю шло по три провода – фаза, нуль и земля. Ниже картинка, иллюстрирующая приведенную схему.

Приведенная схема очень простая, не рассматривающая варианты с подключением трансформатора.

Подключение на 380 В ненамного сложнее. На входе делается заземление и ставится на три фазы вводный автомат. Из последнего три провода фазы и ноль подаются на УЗО, после чего ноль подключается к шине, а уже оттуда – ко всем автоматическим выключателям, предшествующим группам потребителей. Также к каждому из выключателей подключается одна из трех фаз (выбор распределяется равномерно).

Групп потребителей может быть произвольное количество, но обычно выделяют три – группа освещения, группа розеток и силовая группа (приборы с большой мощностью). В сауне принято выделять в отдельную группу электропечь. В нашем случае для нее специально установлены автомат нуля и выключатель.

Все описанное наглядно показано на следующей схеме:

Если захотите сделать цепь с напряжением 12, 24, 36 вольт, ставьте трансформатор в группу освещения – ее можно поделить на подгруппу потребителей 220 В и подгруппу низкого напряжения, которая будет питать парилку (и, возможно, моечную).

Предназначение и классификация трансформаторов

Главное предназначение блока питания или трансформатора заложено в его названии – преобразование сетевого напряжения с 220 вольт до 12В. На практике используются четыре основных вида блоков:

1. В пластиковых корпусах. Главным их достоинством закономерно является компактность, презентабельный внешний вид и малый вес. Можно также упомянуть и герметичность, но она одновременно приводит к возникновению главного недостатка таких систем – сложности теплообмена. Это прямо ограничивает мощность осветительного прибора, какой можно подключить. На рисунке справа можно видеть блок на 12 вольт,

2. В алюминиевых корпусах. В сравнении с предыдущим видом, более дорогой и увесистый. Но герметичный металлический корпус напротив не утрудняет, а способствует теплообмену. Такие приборы более прочные, надежные и долговечные. Они устойчивы к негативному влиянию внешней среды, поэтому используются во внешней рекламной продукции,

3. Открытого типа. Наиболее массовый и дешевый, ввиду своей простоты, вариант трансформатора. Более габаритный, нежели предыдущие модели, к тому же имеет менее презентабельный внешний вид. Также имеют довольно низкий уровень пыле- и влагозащищенности (если они вообще предусмотрены конструкцией),

4. Компактного типа. Маленький, простой конструктивно и в эксплуатации прибор, где реализован принцип нестационарного монтажа. Мощность их не превышает 60 Вт. Используются для питания лент стандартной длины (не более 5 м). Такой блок очень просто подключить, что является главным его достоинством.

Виды трансформаторов

Существует несколько видов опускаемых телевизоров. Обычный и самый распространенный – однофазный на сеть 220 В. Бывают также двухфазные и трехфазные на 380 В. Самый стандартный состав – две обмотки и ламинированный сердечник из электротехнической стали.

Некоторые типы телевизоров оснащены 1 обмоткой – это автотрансформаторы, они тоже могут увеличиваться / уменьшаться. В этом случае выводов минимум 3. К одной паре контактов подключается 220 В, снимается выходное значение – с одной из пар входных клемм, а с другой оставшейся свободной. Но во влажных помещениях автотрансформаторы применять нельзя, так как катушки в них подключены, то есть потребитель тоже подключен к 220 В.

Простой способ расчета вторичных обмоток

А теперь о том, как произвести расчет вторичных обмоток, если первичная уже имеется или готова. Использовать можно такой трансформатор 220 на 12 Вольт для светодиодных лент, только обязательно установите стабилизатор напряжения. В противном случае яркость будет непостоянной. Итак, что нужно для расчета? Несколько метров провода и только, наматываете определенное количество витков поверх первичной обмотки. Допустим, вы намотали 10 (а больше и не нужно, этого предостаточно).

Дальше необходимо собрать трансформатор и подключить первичную обмотку к сети через автоматический выключатель (для подстраховки). Ко вторичной обмотке подключаете вольтметр и щелкаете автомат. Смотрите, какое значение напряжения показывает прибор (например, он показал 5 В). Следовательно, каждый виток выдает ровно 0,5 В. А теперь просто ориентируетесь на то, какое напряжение вам нужно получить (в нашем случае это 12 В). Два витка – это 1 Вольт напряжения. А 12 В – это 24 витка. Но рекомендуется взять небольшой запас – около 25 % (а это 6 витков). Потери напряжения никто не отменял, поэтому вторичная обмотка на 12 В должна содержать 30 витков провода.

Как подобрать материалы

При изготовлении понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт важно использовать качественные материалы – это обеспечит высокую надежность устройства, которое впоследствии соберете на нем. Нужно отметить тот факт, что трансформатор позволяет сделать развязку с сетью, поэтому его допускается устанавливать для питания ламп накаливания и прочих приборов, которые находятся в помещениях с высокой влажностью (душевые, подвалы, и т

д.). При самостоятельном изготовлении каркаса катушки нужно использовать прочный картон или текстолит.

Рекомендуется использовать провода отечественного производства, они намного прочнее китайских аналогов, у них лучше изоляция. Можно использовать провод со старых трансформаторов, главное, чтобы не было повреждений изоляции. Чтобы слои изолировать друг от друга, можно использовать как простую бумагу (желательно тонкую), так и ФУМ-ленту, которая используется в сантехнике. А вот для изоляции обмоток рекомендуется применять ткань, пропитанную лаком. Поверх обмоток обязательно нужно нанести изоляцию – лаковую ткань или кабельную бумагу.

Особенности установки

Правила техники безопасности регламентируют правильную установку понижающих трансформаторов для их стабильной долгой работы

Важно устанавливать устройство в местах, максимально защищенных от попадания воды, пыли и различных масел. Большинство мастеров монтируют трансформаторы в защитные кожухи или шкафы

Также важно убедиться, что человек не сможет дотронуться к трансформатору во время его работы. В обязательном порядке специалист должен заземлить трансформатор медным проводом

Старайтесь выбирать провод с минимальным сечением 2,5 мм. Также во избежание серьезных поломок время от времени придется осматривать и чинить устройство.

Практическая значимость

Практическая значимость вышесказанного становится более очевидной, когда рассматривается альтернатива: до появления эффективных трансформаторов, преобразование уровней напряжения и тока могло быть достигнуто только за счет использования установок, содержащих моторы и генераторы.

В то время, как и мотор и генератор являются достаточно эффективными устройствами, использование их в связке не обладает достаточной эффективностью, так что общий КПД установки находится в диапазоне 90% или менее.

Схема трансформатора в простом зарядном устройстве.

Кроме того, движущиеся части данных установок подвержены трению и механическому износу, а это, в свою очередь, влияет как на срок службы, так и на производительность. Трансформаторы же, с другой стороны, способны преобразовывать переменное напряжение и ток с очень высокой эффективностью без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся.

Если трансформаторы явно превосходят моторы/генераторы в преобразовании переменного напряжения и тока, то они не могут преобразовать одну частоту переменного тока в другую, а также преобразовать (сами по себе) постоянное напряжение в переменное или наоборот.

Будет интересно Трансформаторы для светодиодных лент, мнение специалистов

Установки мотор/генератор могут все это делать относительно просто, хотя и с некоторыми ограничениями эффективности, описанными выше. Эти установки также обладают уникальным свойством сохранения кинетической энергии.

То есть, если по какой-либо причине источник питания мотора мгновенно отключается, его угловой момент (инерция вращательного движения) будет еще некоторое время поддерживать вращение генератора, изолируя тем самым нагрузку (питаемую генератором) от «сбоев» в основной энергосистеме.

Порядок сборки

Конструирование трансформатора начинается с расчета его параметров. Задаемся следующими величинами:

1. Напряжение на входе: 220 В.
2. Напряжение на выходе: 12 В.
3. Площадь поперечного сечения сердечника: принимаем S = 6 кв. см.

На основании этих данных нужно рассчитать число витков в катушках. Используется следующая формула:

N = K*U/S,

Где

• N — количество витков;
• K — эмпирический коэффициент. Можно принять К = 50, но для того, чтобы избежать насыщения трансформатора, лучше принять К = 60. При этом несколько увеличится число витков и сам трансформатор станет чуть больше, но зато уменьшатся потери.
• U – напряжение в обмотке, В.
• S — площадь поперечного сечения сердечника, кв. см.

Автомобильный преобразователь напряжения 12-220 В своими руками

Таким образом, в первичной катушке число витков составит:

N1 = 60*220/6 = 2200 витков,

во вторичной:

N2 = 60*12/6 = 120 витков.

Далее нужно подготовить следующие материалы:

• медный провод, заключенный в шелковую или бумажную изоляцию: для первичной катушки — сечением 0,3 кв. мм, для вторичной — 1 кв. мм (при силе тока в цепи нагрузки менее 10 А);
• несколько консервных банок (жесть пойдет на изготовление сердечника);
• плотный картон;
• лакоткань (ленточная изоляция);
• пропитанная парафином бумага.

Схема мощного инвертора

Процесс изготовления трансформатора выглядит так:

1. Из банок нужно вырезать 80 полос размером 30х2 см. Жесть нужно подвергнуть отжигу: ее помещают в печь, нагревают до высокой температуры, а затем оставляют остывать вместе с печью. Суть обработки состоит именно в постепенном остывании, в результате которого сталь размягчается и теряет упругость.
2. Далее пластины нужно очистить от копоти и покрыть лаком, после чего каждая из них с одной стороны оклеивается тонкой бумагой — папиросной или пропарафиненной.
3. Из плотного картона необходимо изготовить каркас для обмоток, состоящий из ствола и щечек. Он должен быть обмотан в несколько слоев пропитанной парафином бумагой, также можно воспользоваться чертежной калькой.
4. На каркас виток к витку нужно намотать провод. Для ускорения этой операции можно сделать простенький намоточный станок: надеть каркас на стальной прут, вставить последний в пазы, проделанные в двух досках, и затем согнуть один конец в виде ручки. При укладке провода через каждые два-три витка нужно прокладывать бумагу с парафином — для изоляции. Когда намотка первичной катушки будет завершена, нужно зафиксировать концы провода на щечках каркаса и обмотать катушку бумагой в 5 слоев.
5. Направление намотки вторичной катушки должно совпадать с направлением первичной.

Можно изготовить трансформатор, способный понижать напряжение и до 12-ти, и до 24-х вольт, которые требуются некоторым светильникам и другим приборам. Для этого на вторичную катушку нужно намотать 240 витков, но со 120-го сделать вывод в виде петли.

Далее:

1. Закрепив на второй щечке каркаса выводы вторичной катушки, ее (катушку) также обматывают бумагой.
2. Жестяные пластины на половину длины нужно вставить в катушку, после чего ими огибают каркас, так чтобы концы соединились под катушкой. Обязательным является наличие зазора между пластинами и каркасом.
3. Теперь самодельный трансформатор нужно закрепить на основе — фрагменте деревянной доски толщиной порядка 50-ти мм. Для крепления следует использовать скобы, которые должны охватить нижнюю часть сердечника.

В завершении концы обмоток выводятся на основание и оснащаются контактами.

Для подключения проводов заземления не обойтись без клеммы заземления. Смотрите обзор разных вариантов клемм.

Как проверить варистор мультиметром и как установить прибор, читайте тут.

Схема подключения проходного выключателя с 2-х мест представлена в этой статье.

Как подобрать материалы

При изготовлении понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт важно использовать качественные материалы – это обеспечит высокую надежность устройства, которое впоследствии соберете на нем. Нужно отметить тот факт, что трансформатор позволяет сделать развязку с сетью, поэтому его допускается устанавливать для питания ламп накаливания и прочих приборов, которые находятся в помещениях с высокой влажностью (душевые, подвалы, и т

д.). При самостоятельном изготовлении каркаса катушки нужно использовать прочный картон или текстолит.

Рекомендуется использовать провода отечественного производства, они намного прочнее китайских аналогов, у них лучше изоляция. Можно использовать провод со старых трансформаторов, главное, чтобы не было повреждений изоляции. Чтобы слои изолировать друг от друга, можно использовать как простую бумагу (желательно тонкую), так и ФУМ-ленту, которая используется в сантехнике. А вот для изоляции обмоток рекомендуется применять ткань, пропитанную лаком. Поверх обмоток обязательно нужно нанести изоляцию – лаковую ткань или кабельную бумагу.

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.

Трансформатор для галогенных ламп

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.

Как проверить понижающий трансформатор 220 на 12В при помощи мультиметра

Если имеется понижающий трансформатор, и неизвестно работает ли он, и каково его выходное напряжение, можно воспользоваться мультиметром. Однако следует понимать, что неправильная проверка может вывести измерительный прибор из строя. Разберём алгоритм действий:

1. Находим визуально первичную и вторичную и вторичную обмотки. Сделать это просто. Жилы первичной обмотки всегда тоньше.
2. Выставляем переключателем мультиметра показатель переменного тока на минимальный (обычно это 200 В).
3. Подаём напряжение на первичную обмотку.
4. Снимаем показания со вторичной обмотки. Если контактов более двух, проверяем их попеременно. Возможно, что, помимо 12 В, трансформатор способен выдавать 24 и 36 В.

В чем проблема?

Обычно светодиодные лампы берутся в габаритные огни наших с вами автомобилей, реже в подсветку или панель приборов. И вроде срок службы у них должен быть в разы больше ламп накаливая, однако получается все совсем наоборот. Дешевые варианты через пару месяцев начинают моргать, а через 3-4 могут вообще перегореть (наверное, все такое наблюдали на дорогах города, когда в «противотуманках» или габаритах, просто светомузыка).

Так почему такое происходит? Все банально и просто автомобильные варианты нормально работают при 12В и даже небольшой перепад в большую сторону начинает изнашивать их (как я писал выше идет разогрев и быстрая деградация).

А если вспомнит бортовую сеть автомобиля, то там практически никогда нет ровно 12В, даже если двигатель не запущен исправный аккумулятор дает 12,7В (это его нормальное напряжение). А вот после того как машина запускается генератор дает в бортовую сеть 13,8 – 14,2В (а в некоторых современных авто, где электроники навалом, может доходить до 14,5В).

Конечно есть нормальные ДОРОГИЕ фирмы, которые выпускают качественные варианты, например PHILIPS, OSRAM и т.д. НО стоимость ламп, скажем в габариты, может доходить до 1500 рублей за пару, не дешево! Зато гореть будут долго.

Подведём итоги

Перед приобретением понижающего трансформатора для дома важно высчитать все параметры. Не стоит относиться к этому небрежно, ведь от правильности расчётов зависит долговечность работы преобразователя

Если же решено изготовить подобное устройство самостоятельно, то отнестись к вычислениям нужно ещё более внимательно. Если, конечно, домашний мастер рассчитывает использовать готовый преобразователь.

Надеемся, что наш уважаемый читатель нашёл для себя нужную информацию в сегодняшней статье. Если у вас остались вопросы по теме, задавайте их в обсуждениях ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит

А, возможно, у кого-либо есть опыт изготовления понижающих трансформаторов (неважно − удачный или нет). В этом случае просим поделиться им с начинающими домашними мастерами

А напоследок предлагаем ознакомиться с коротким, но весьма информативным видео по сегодняшней теме.