Преобразователь  от  энергосберегающей  лампы,  без переделок,  в режиме максимальной мощности. Часть 1 2 3 4.

  Следующие эксперименты по детски простые, но позволяют получить представление о том, что можно ожидать от конкретного преобразователя и какую мощность можно получить на выходе.
  Итак. Имеем преобразователь от энергосберегающей лампы мощностью 23W. Вместо дросселя, подключаем входную обмотку трансформатора от компьютерного блока питания (200W), который работал на пару биполярных транзисторов. В оригинальной схеме этот трансформатор работал с емкостью 1 мкФ. В нашей схеме он работает в паре с конденсатором  0,47 мкФ. Нагрузка подключена к выходной обмотке, которая использовалась для  выпрямителя 12 Вольт. К 5-ти вольтовой обмотке подключен осциллограф (справа) и частотомер (слева).
  Нагружаем преобразователь максимальным током нескольких ламп. Расчетный ток, при 12V -- 0,54 А+ 0,54А + 0,64А + 0,64А + 2А = 4,4А , что в сумме дает около 53W. На следующей фотографии смотрим как это работает.

  Напомню, что мы хотим не "спалить" схему, а посмотреть что можно из нее «выжать». Поэтому постоянно контролируем температуру транзисторов. На подъем температуры до 100 градусов Цельсия, уходит около 3-х минут.

  Понятно, что с такой нагрузкой уже нужно ставить транзисторы на радиатор и кое-что добавить и изменить. Но интересно, какую реальную мощность удалось получить в нагрузке. Для того, что бы приблизительно оценить ошибку в наших расчетах, переключим осциллограф на обмотку 12V к которой подключена нагрузка. В качестве нагрузки выбрем лампу, кторая, по результатам на постоянном токе, должна потреблять при напряжении 13V 2,15+0,6= 2,75А (36W). Стоит сказать, что с такой нагрузкой схема может работать бесконечно долго. 

  По данным с экрана осциллографа, мы имеем ток 3,53 Ампера, при напряжении 14,06 Вольт. Это 50 Ватт. Лампочка потребляет 35 Ватт, при напряжении 13 Вольт. Думаю, что истинная мощность находится где то в середине. Абсолютно точных приборов не бывает, поэтому предположим, что осциллограф ошибается на 20% в плюс. Тогда реальная мощность 50W – 20% = 40W. Цифра хоть и занижена, но абсолютно реальная.
  Попробуем сделать еще одно измерение, но с другой лампой в качестве нагрузки.

  В таком варианте преобразователь может работать долго, но температура транзисторов поднимается до 60 град. Цельсия. Это не удивительно, ведь 13,8V при токе 4,8А , это 66 Ватт. Отнимем 20% на погрешность осциллографа, и получим около 53 Ватт, которым можно доверять.

  На этом все. Добавляете выпрямитель (для зарядного устройства) и если нужно, стабилизатор (для чего то более серьезного), и блок питания на 40 Ватт у Вас в кармане!


    Немного о «граблях» на которые не стоит наступать.


  Попытка применить на выходе низкочастотный диодный мост, который используется в обычных сетевых выпрямителях, обречена на неудачу. На частоте 50 кГц он разогревается до температуры плавления припоя, даже без нагрузки.

  Желание упростить схему и намотать базовые обмотки, прямо на силовом трансформаторе – не работает. Без нагрузки, в базы транзисторов будет течь максимальный ток, при чем совершенно бесполезно. По мере увеличения нагрузки, он будет уменьшаться, что не имеет никакого смысла. В схеме применен трансформатор тока, который увеличивает ток в базах транзисторов по мере увеличения тока нагрузки.

  Проверено, что при увеличении нагрузки до 75 Ватт, сердечник этого трансформатора входит в насыщение. При этом транзисторы плохо открываются, но хорошо греются. Что бы этого избежать, намотайте то’ковый трансформатор на сердечнике в два раза большего сечения или сложите два кольца вместе. Диаметр провода можете смело удвоить.

  В такой простой схеме, избавиться от промежуточного (базового) трансформатора не удается. Можно сделать обратную связь по напряжению, подключив то'ковый трансформатор к отдельной обмотке силового трансформатора. Это работает. Но обратите внимание, что во всех схемах этот трансформатор работает в режиме насыщения. Обмотки обязательно соединяются через мощный резистор (который греется тем больше, чем меньше нагрузка).

  Динистор, который используется в системе начального запуска – весьма нежная штука. По размеру он не больше нашего диода КД522. В схеме он работает не больше секунды после включения преобразователя. Если переход в режим самогенерации не происходит (к примеру КЗ в нагрузке), то он пытается запустить схему до победного конца. Обычно ему хватает трех минут, что бы перегреться и сгореть.

  Отсутствие «запуска» происходит когда нагрузка забирает больше энергии, чем может произвести система начального пуска. К примеру, электролитический конденсатор, на выходе выпрямителя разряжается нагрузкой скорее, чем его может зарядить система предварительного запуска. Что бы этого избежать необходимо добавить небольшой дроссель за выпрямителем, как это сделано в компьютерных блоках питания.

  Не включайте трансформатор параллельно дросселю, который стоит на плате преобразователя. При включении катушек в параллель их общая индуктивность уменьшается, что приводит к увеличению частоты, на которой работает преобразователь. И дело не в том, что можно выскочить за пределы 100 кГц и делать помехи в длинноволновом вещательном диапазоне. На более высоких частотах увеличиваются потери везде, в том числе в трансформаторе. С этим можно как то мириться, но выпрямительные диоды, даже Шоттки, рассчитаны на работу до 100 кГц, после чего они начинают неприлично нагреваться.

  Так же, не надо применять 5-ти вольтовые диоды Шоттки, для выпрямления более высокого напряжения, скажем 12-ти Вольт. Эти диоды очень чувствительны к превышению обратного напряжения, которое сопровождается повышенным обратным током. Если Вам повезет, то они будут беспричинно греться, если сильно не повезет, то сгорят сразу.

  Старайтесь не использовать отечественные транзисторы, типа КТ812А, и диоды, типа КД213, в таких схемах. По ряду причин это возможно так же, как установить двигатель от Запорожца в современный Мерседес.




30.05.2011 SKootS

 

 _

Make a free website with Yola