Как сделать простой электрошокер
ЭШУ – электрошоковое устройство, относится к спецсредствам, призванным для самообороны в ситуации, угрожающей жизни или здоровью.
Применяется для отражения нападения. Например, одичавших псов, при холостом использовании устройства, молниеносно распространяется сильный запах озона, который может отпугнуть животное, так как запах озона ассоциируется у животных с грозой и молнией, и вызывает чувство тревоги. В виду этой самой угрозы одичавших собак, я, собственно, и соорудил эту вещицу. С моей тягой к путешествиям и походам по лесам, довольно часто в последнее время, я сталкиваюсь лицом к лицу (точнее, лицом к морде!) с этими животными. Пока везло, но дальше испытывать судьбу, я не горю желанием. Купить в специальном магазине электрошокер – удовольствие недешевое. Более-менее нормальный и не дорогой и, как правило, не самый мощный, стоит от 4000р. Потому и пришла идея собрать шокер самостоятельно, из купленных составляющих. А купить надо было только лишь саму катушку-усилитель, контроллер заряда для аккумулятора, и сам аккумулятор 18650. Корпус же собрать самостоятельно. Если аккумулятор и однотактный замыкатель у меня были, то плату контроллера заряда с микро usb входом на 5 вольт, и саму катушку пришлось заказать во всем известном китайском интернет магазине.
В чём я, конечно, очень сильно сомневаюсь! Недолгое изучение (просмотр видео и чтение литературы на эту тему) показало, что в продаже, подобного рода спецсредства (для гражданских), идут от 50 000 до 80 000 вольт. У силовых структур (полиции, и т.п.), спецсредства по мощнее – от 100 000 до 200 000 вольт. А тут 400 000! Да нет, вряд ли. Тем более, всем известно, что наши уважаемые китайские соседи любят, мягко говоря, преувеличить качество своего товара. Но, как минимум, пятьдесят-семьдесят тысяч вольт, я думаю, в этом устройстве быть должно. Меньше делать просто не имеет смысла – не будет пользоваться спросом. Так или иначе, прибора, для проверки таких величин напряжения я не имею, потому, буду довольствоваться тем, что имею.
Понадобится
- Труба пластмассовая, длиной 17см.
- Труба того же диаметра 4-5 см, для колпачка.
- Трубка, или баночка с дном, чуть меньшего диаметра.
- Катушка-преобразователь.
- Контроллер заряда с Micro USB входом (для стандартного зарядника).
- Аккумулятор 18650.
- Однотактный замыкатель (желательно с откидным предохранительным кожухом).
- Контакты от электро вилки.
- Проводка, соответствующая проводам на катушке.
Инструмент и расходный материал:
- Бор машинка с набором сверл и режущим диском.
- Паяльник, с оловом и флюсом.
- Клей типа холодной сварки.
- Клей секундный с содой.
- Изолента.
- Маркер.
- Надфиль.
- Канцелярский нож.
- Плоскогубцы.
Изготовление простого электрошокера
Для начала нужно собрать «рабочую» часть устройства, а именно; контакты. Контакты я взял от электро вилки. Толстые. Хромированные. Нужно заострить их кончики с помощью шлифовального круга.
Далее, нужно сделать подходящие отверстия для этих контактов, в верхушке будущего устройства. В качестве верхушки я взял тубу от фотоплёнки; она идеально подходит под внутренний диаметр трубы. Итак, нагреваем паяльником контакты, и прожигаем ими отверстия в верхушке. Друг против друга, как можно ближе к стенкам.
Далее, чуть ниже середины длинны контактов, сверлим в них отверстия под разветвления, по которым в дальнейшем будет бегать электродуга.
Вставляем в отверстия ответвления, сделанные из латунных штырьков чуть тоньше, и припаиваем их оловом, для большей надёжности. Как на фото:
Теперь вставляем в верхушку катушку, укорачиваем выходные провода, лудим, припаиваем к ним контакты, продеваем контакты в отверстия, и приклеиваем их с помощью соды и клея.
Если катушка оказалась слишком мала по диаметру, можно обмотать её изолентой, до нужной толщины. Верхушка готова. Примеряем ее к трубе. Вырезаем в трубе отверстие для замыкателя. Сразу за тем местом, где будет расположена внутри катушка.
Далее, укорачиваем минусовой (здесь он, почему-то, зелёный!) провод, чтоб его хватило до отверстия. Плюсовой, наоборот; наращиваем, чтоб он торчал из «хвоста» трубы.
Припаиваем к одному из контактов замыкателя кусок зелёного провода, которого хватит до конца трубы. Ко второму контакту замыкателя, припаиваем торчащий из отверстия конец укороченного от катушки зеленого провода.
Вставляем замыкатель в отверстие.
Теперь займёмся контроллером заряда. Мой контроллер имеет два выхода: один на зарядку аккумулятора, второй – на работу устройства. Но я хочу подключить устройство напрямую к аккумулятору, потому как выход на устройство в контроллере даёт меньше току, чем нужно. Это не повлияет на зарядку аккумулятора – мы же не будем пользоваться устройством во время зарядки!
Итак, припаиваем аккумулятор к соответствующему выходу, и к этому же выходу паяем провода устройства. Не забываем про полярность.
Обматываем аккумулятор изолентой до нужной толщины, чтобы он не болтался внутри, изолируем спаянные контакты, и заталкиваем аккумулятор внутрь.
Еще момент: во избежание получить разряд нечаянным нажатием на замыкатель, перед тем, как подключить аккумулятор к устройству, наденьте на верхушку с контактами колпачок, который будет тем самым, коротким отрезком трубы. Как я уже упоминал; внутренний диаметр этой трубы идеально подходит под верхушку, сделанную из тубы фотоплёнки. Теперь, из холодной сварки, вылепим что-то наподобие держателей для контроллера заряда внутри трубы, чтобы он, так же, не болтался внутри. Когда держатели застынут, установим их на контроллер и поместим всё это внутрь трубы (в видео показано всё более детально и понятней). Осталось вырезать из пластмассы крышки для колпачка и для донышка. Для донышка я взял белую пластмассу потому, как сквозь неё видно индикацию заряда на контроллере. Вырезаем в ней, в соответствующем месте, отверстие для micro USB штекера, и приклеиваем к трубе. Для большей надёжности, я просверлил миллиметровым сверлом отверстия внутрь стенок, друг против друга, и посадил крышку ещё и на шурупчики.
Точно так же, только без отверстия, вырезаем из уже чёрной пластмассы крышку для колпачка и приклеиваем ее на место.
Всё, устройство собрано.
При транспортировке обязательно пользуйтесь колпачком – хоть клавиша замыкателя довольно упруго нажимается, но осторожность никогда не бывает излишней.
Помните о правилах безопасности. Помните про уголовную ответственность за превышение пределов допустимой самообороны. Никогда не применяйте электрошокер против детей, инвалидов, и беременных женщин. Никогда не применяйте ЭШУ ради развлечения, без угрозы здоровью и жизни.
Так же, если силовой конфликт неизбежен на 100%, может быть использовано как превентивная мера, дабы «успокоить» агрессора на то время, пока можно будет спокойно ретироваться на безопасное расстояние, и тем самым избежать более серьёзных последствий конфликта. Категорически запрещается использовать это спецсредство против детей, инвалидов, и беременных женщин, какая бы угроза от них не исходила. Убить таким устройством, конечно же, никого невозможно, в силу малой мощности тока – напряжение огромное, но сила ничтожно мала. Однако очень неплохо должно останавливать оно (кроме распоясавшегося гопника, буйного алкаша, или грабителя), еще и взбесившееся животное.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Электрошокер для автовладельцев своими руками
Статья посвящена всем автовладельцам, в ней будет рассмотрена конструкция, которая выручит вас всегда, независимо от сложности ситуации. Длинная дорога, ночь, попутник… никогда не знаешь кто сидит рядом с тобой, честный гражданин или убийца, может грабитель? Поэтому любой человек, особенно автолюбитель должен быть надежно защищен. Газовый баллон, огнестрельное оружие, всевозможные ножи – все они не безопасны, последними двумя можно и убить, а первый в первую очередь навредит хозяину, так как же быть?
Мощный Электрошокер своими руками
Электрошокер – надежный помощник в любой ситуации. На сегодня он является вполне законным оружием для самообороны, не требующей лицензии и специальных сертификатов. Электрошоковое устройство по законам нашей страны может приобрести любой человек, которому исполнилось 18 лет без каких-либо проблем.
Но тот же закон не разрешает гражданским лицам носить электрошоковые устройства с допустимой мощностью более 3-х ватт. Опыты, тесты и реальные применения гражданских электрошоковых устройств показывает, что 3-х ватт явно мало для самообороны. Тем временем для представителей органов разрешены электрошокеры с выходной мощностью 7-10 ватт, а за океаном (США) до 30 ватт!
В таком случае возникает вопрос – если гражданский шокер не на столь мощный, как тогда быть? Ответ очень прост – создать электрошоковое устройство в домашних условиях! Реально ли такое? спросите вы? разумеется реально, даже очень просто!
Конструкций электрошоковых устройств в интернете море, но все они как право имеют ничтожную мощность 1-3 ватт, даже знаменитая схема ПАВЛА БОГУНА (злой шокер) имеет мощность 7-10 ватт. Ниже будет представлен способ изготовления карманного электрошокового устройства с выходной мощностью в целых 45 ватт!
Корпус – от китайского светодиодного фонарика, но чуть переделанный.
Высоковольтная часть – применен симметричный умножитель напряжения. В качестве емкостей использованы высоковольтные конденсаторы отечественного производства с емкостью 2200мФ при рабочем напряжении 5кВ. Опыт доказывает, что это самый лучший вариант. Выпрямительные диоды серии КЦ123Б или КЦ106Г.
Такой умножитель обеспечивает высокий кпд девайсу, потери в нем минимальные. Готовый умножитель заливается эпоксидной смолой, ее можно найти в любом строй магазине, продаются в шприцах.
Импульсный трансформатор – самая ответственная часть этой конструкции. В качестве сердечника был использован феррит от электронных трансформаторов для питания 12-Вольтовых галогенных ламп. Такие электронные трансформаторы продаются по 40-50 руб.
Первичная обмотка (силовая) намотана двумя жилами провода 0,6 мм (каждая). По всему каркасу мотается всего 6 витков. Таким образом, у нас получается 4 вывода. Начало первой обмотки припаивают с концом второй, к месту их соединения припаивают провод, который является отводом от средней точки.
Схема из себя представляет мощный блокинг-генератор, который был разработан несколько лет назад. В качестве силового ключа был использован мощный полевой транзистор серии IRF3205, можно заменить на другой, с аналогичными параметрами.
Именно по такой схеме были собраны множество аналогичных устройств. Но использование электрошокеров повышенной мощности не совсем законно.
Принцип работы, схемы и намотка трансформаторов для шокера
ЭШУ (электрошоковым устройством) называют прибор для самообороны, который воздействует на нападающего электрической дугой, вызывающей шок. При самостоятельном изготовлении проблемы создает трансформатор для шокера, поэтому процесс достаточно сложный и долгий. Эффективность повышается, если прибор дополняется картриджем, позволяющим пользоваться прибором дистанционно.
- Принцип работы
- Схемы
- Процесс намотки трансформаторов
- Первый вариант
- Второй вариант
- Высоковольтная катушка на выходе
Принцип работы
По внешнему виду электрошокер промышленного изготовления может быть прямой или Г-образный. Ни одна из этих форм не лучше и не хуже. Все зависит от предпочтений пользователя. Одни покупают прямые ЭШУ, чтобы получить свободу движений за счет увеличенной длины. Другие считают, что Г-образным прибором к противнику прикоснуться проще.
Работа ЭШУ основана на преобразовании имеющегося напряжения до 50-110 тыс. вольт и образовании дуги, способной пробить слой одежды. Для оптимального воздействия требуется правильный высоковольтный импульс, поражающий мышечные ткани и вызывающий состояние шока и дезориентацию.
Принцип работы стандартной схемы:
- ток с аккумулятора протекает на преобразователь, на выходе примерно 2 тыс. вольт;
- выпрямление осуществляет диодный мост, от скачков напряжения защищает конденсатор;
- чтобы конденсатор не вышел из строя и не перезарядился, перед ним ставится резистор;
- при достижении на конденсаторе оптимального уровня заряда ток перетекает в высоковольтный трансформатор, во вторичной обмотке напряжение достигает почти сотни киловольт, воздух пробивается на примерно 3 см (этого достаточно, если на человеке зимняя одежда).
Трансформатор на входе двухобмоточный, стабильная работа обеспечивается транзисторами и дросселем. Для гашения импульсов на выходе высоковольтный трансформатор для шокера дополняется диодами.
При соприкосновении с кожей дуга преобразуется в переменное напряжение. Частота рассчитывается специально. Она должна вызывать сверхактивное сокращение мышц, сводящее к минимуму их способность двигаться. Импульсы, проходящие параллельно, блокируют нервные волокна, используемые мозгом для управления мышцами.
Если нет желания наматывать высоковольтный трансформатор или хотя бы катушку, лучшим вариантом считается преобразователь из блока питания ксеноновых фар автомобиля.
Схемы
Шокер можно использовать не только для самообороны, но и для защиты стальных дверей, замков, металлических сейфов. Схемы настолько простые, что все можно сделать своими руками. Даже трансформатор для электрошокера можно изъять из неисправных электроприборов или намотать самостоятельно (если есть свободное время и терпение).
Схемы существуют разные. Некоторые пользуются теми, которые применяются в промышленном производстве.
Самая простая схема состоит из:
- двух реле на 8-12 кОм;
- конденсаторов (двух 2 на 20-6- пФ, одного – на 180 нФ, двух – на 3300 пФ и 3,3 кВ);
- двух диодов (КЦ 106 В);
- двух транзисторов (КТ 837).
Источниками питания могут служить:
- батарейки крона;
- аккумуляторы от мобильных телефонов;
- блоки питания ДВД проигрывателей, компьютеров, автомобильных ксеноновых фар;
- литий-полимерные аккумуляторы, доступные в интернет-магазинах (заряжаются током 45 мА от электросети)
Важно, чтобы напряжение блока питание было от 8-12 В.
Для того, чтобы осуществить намотку входного и высоковольтного трансформатора для шокера, требуются магнитопроводы (стержни) и обмоточные провода с различным сечением. Корпус можно изготовить самостоятельно или использовать старый фонарик.
Процесс намотки трансформаторов
Высокофункциональные промышленные шокеры стоят дорого. Их может купить любой, кому исполнилось 18 лет, но законом разрешается использование приборов с мощностью до 3-х Вт. Высокое напряжение значения не имеет, так как всего лишь пробивает одежду. Небольшая мощность превращает промышленный прибор в бесполезную игрушку (кроме «полицейских» моделей). Именно поэтому приходится искать ответ на вопрос, где взять или как намотать высоковольтный трансформатор для шокера своими руками.
Сначала выясним, где взять готовый к использованию трансформатор для шокера. Радиолюбители утверждают, что лучший вариант – преобразователь блока питания ксеноновых фар. Подавая на него напряжение 1500 В с конденсатора 1 мФ, дуга достигает 7-и см.
Электрошокер из строчного трансформатора можно сделать, если дома имеется старый советский телевизор, в котором этот элемент использовался для строчной развертки. Нужен только стержень – на него можно наматывать другие провода. Так же для новой намотки походят ферритовые сердечники преобразователей, изъятых из блоков питания старых компьютеров. Имеющуюся намотку нужно полностью срезать.
Намотка своими руками трансформатора для шокера, входящего в инвертор, начинается с выбора магнитопровода. Это могут быть 2 сердечника, уложенные параллельно, или Ш-образные стальные элементы. Количество витков рассчитывается таким образом, чтобы входные 12 В превратились на выходе в 2-2,5 тысячи вольт.
Первый вариант
Провод следует взять медный с сечением 0,4-0,5 мм и сделать из пяти проводков 2 жгутика длиной 20 см. Это соответствует проводу с сечением 2,5 мм. На каркас от одного края до другого нужно намотать 5 витком одновременно двумя жгутиками. Первичная обмотка изолируется скотчем (не менее 10-и слоев), выводы (их получается 4) нужно обрезать, зачистить и залудить.
Вторая обмотка повышающая, провод 0,08-0,1 мм, витков 1000-1200, поэтому мотается слоями. После каждых 80-и витков наматывается 3 слоя скотча. Вторичку желательно залить эпоксидкой (не обязательно).
Второй вариант
Провод первичной обмотки 0,5-0,8 мм, мотается 10-14 витков, изолируется пятью слоями скотча. Для вторички провод 0,1-0,8 мм (больше лучше), витков 350-600, изоляция через каждые 50-100 витков.
Чем толще провод вторичной обмотки и чем больше витков, тем мощнее электрошокер.
Готовый преобразователь необходимо испытать, с этой целью собирается схема (до высоковольтной части). Ток на выходе должен быть высокий. Если схема рабочая, припаивается умножитель (конденсатор) для напряжения 3 кВ. При недостаточной емкости снижается мощность щокера, увеличивается частота импульсов. При повышенной емкости мощность прибора повышается, но падают показатели частоты импульсов.
Высоковольтная катушка на выходе
Далее необходимо сделать еще один трансформатор для электрошокера своими руками (можно заменить высоковольтной катушкой).
Если выбирается трансформатор, то сердечник должен быть из пластин с площадью сечения от 450 м 2 , заизолированных пленкой (скотчем) или бумагой. Первая обмотка – 10-15 витков из проволоки 1-1,2 мм, вторая – 1000-1500 витков. Каждый слой обязательно изолируется, готовое изделие заливается эпоксидкой.
Для катушки требуется ферритовый стержень (антенна радиоприемника), обмотанный изолентой. Первая обмотка – это 10 витков из многожильного провода с сечением 1 мм в резиновой изоляции. После намотки конденсаторной бумаги (или скотча) наматывается вторичка (провод 0,15-0,5 мм, витков 100-300). Изоляция ставится через каждые 100 витков.
От витков до краев должно быть 0,5-1 мм.
Для сборки используется самодельный корпус, старый светодиодный фонарик, корпус старого шокера. Припаиваются выводы вторичной обмотки высоковольтного преобразователя и выходные электроды, создающие дугу (на расстоянии 2,5 см друг от друга), все заливается эпоксидкой. Желательно дополнить прибор выключателем, оснащенным не фиксирующейся кнопкой.
KOMITART – развлекательно-познавательный портал
Разделы сайта
- » На Главную
- » Радиолюбителю
- » APEX AUDIO
- » Блоки питания
- » Индикаторы
- » PREAMPLIFIERS
- » Гитарные примочки
- » Своими руками
- » Автомобилисту
- » Service-Manual
- » Бесплатные программы
- » Компьютер
- » Книги
- » Женские штучки
- Готовим вкусно и быстро
- » Юмор
- » Разное – интересное
GNEZDO NEWS
Друзья сайта
Статистика
Мощнейший шокер. Делаем сами.
Мощнейший шокер. Делаем сами.
Электрошокер своими руками
В этой статье мы с вами рассмотрим схему электрошокера, и опишем как его собрать своими руками. Конечно некоторые могут сказать, что их и готовые можно купить, но уж поверьте, то что можно приобрести промышленного производства просто игрушки детские по сравнению с этим монстром. Для начала опишем характеристики, так сказать технические:
● Выходное напряжение. 25. 30 кВ;
● Рmax. 135 Вт;
● Рдолговременная. 70 Вт;
● Частота разрядов. 1000. 1350 Гц;
● Расстояние между контактами. 24. 26 мм;
● Фонарь. имеется.
Схема шокера изображена на рисунке ниже:
В левой части схемы изображено зарядное устройство. Как видите, оно реализовано без понижающего трансформатора. Зарядка осуществляется от бытовой сети переменного напряжения 220 вольт. С такой схемой аккумулятор заряжается током 45 мА, поэтому времени на подзарядку уходит довольно много, поэтому если у вас имеется зарядное устройство для зарядки подобных аккумуляторов, лучше заряжать им, а этот из схемы шокера вообще исключить.
Внешний вид литий-полимерных аккумуляторов смотрите на следующем рисунке.
Плюсом таких аккумуляторов является то, что они выдерживают большие токи короткого замыкания.
Перейдем непосредственно к схеме шокера. Она содержит мощный высоковольтный инвертор, преобразующий 12 вольт в 2500, и умножитель напряжения. В преобразователе стоят мощные N-канальные полевые ключи Т1 и Т2 (IRF3205), и трансформатор, выполненный на ферритовом сердечнике. Трансформатор, это наверно самая трудоемкая часть работы при сборке этой схемы, поэтому о намотке транса расскажем подробнее.
Ищем подходящий сердечник. Нам попался неисправный (производства China) преобразователь, с помощью которого питались 50 ваттные галогеновые лампы, с него и повзаимствовали. Имеющиеся обмотки нам не подойдут, убираем с каркаса все что там намотано. Внешний вид трансформатора изображен на рисунке ниже.
Готово? Теперь нам предстоит намотать первичную и вторичную обмотки заново.
Мотаем первичную обмотку: берем медный провод диаметром порядка 0,4. 0,5 мм, из 5-ти жил этого провода делаем 2 одинаковых жгута длиной примерно по 20 см каждый, т.е. получается что один жгут будет соответствовать проводу диаметром примерно 2,5 мм. Одновременно двумя жгутами наматываем на каркас 5 витков, витки распределяем от края до края каркаса, как показано на следующем рисунке.
Теперь первичную обмотку нужно хорошенько изолировать, можно изоляционной лентой, а можно обычным прозрачным скотчем не менее 10 слоев . Если вывода жгутов обмоток получились слишком длинные, откусите лишнее бокорезами, зачистите каждый провод от лака, скрутите обратно и облудите. Первичная обмотка готова.
Мотаем вторичную обмотку: вторичка у нас повышающая, высоковольтная, поэтому будем мотать ее слоями. Всего намотать нужно 1000. 1200 витков провода диаметром 0,08. 0,1 мм. В каждом слое будем делать порядка 80 витков, между слоями так же делаем изоляцию (не менее 3 слоев). В дополнительной заливке компаундом трансформатор не нуждается.
Важно. Не включайте трансформатор, если у него отсутствует нагрузка.
Собираем умножитель, т.е. высоковольтную часть. В схеме применены диоды КЦ123Б, их возможная замена – КЦ106Г. Это не единственный вариант замены высоковольтных диодов, можно подобрать и другие, главное чтобы они были рассчитаны на Uобр в районе 8. 10 кВ, а рабочая частота лежала в пределах 15 кГц.
Вставляем собранный умножитель в корпус, подпаиваем выходные электроды и выводы вторичной обмотки трансформатора, заливаем умножитель компаундом или эпоксидной смолой.
Корпус для электрошокера
Монтаж элементов в корпус электрошокера
Расстояние между электродами делаем в районе 2,5 см. Хоть шокер и способен пробить до 4,5 см воздушного пространства, большое расстояние между электродами делать не стоит.
Электрошокер смонтирован в корпус светодиодного фонаря производства Китай, отделка пленкой карбон. Контакты кнопки выдерживают ток 3 ампера. Светодиоды HL1 – HL3 сверхяркого свечения, резистор R4 6,8. 10 Ом.
Готовый шокер в сборе изображен на следующем рисунке.
Испытания на людях не проводились.
Уважаемый Пользователь!
О том, как получить нужный материал, прочитайте информацию по кнопке ниже:
Понравилась новость? Не забудь поделиться ссылкой с друзьями в соцсетях.
Чем отличается блок питания для светодиодных ламп и электронный трансформатор для галогенных ламп
При замене галогеновых ламп на 12В в точечных светильниках светодиодными часто возникает вопрос: «нужно ли менять источник питания?».
Из письма с вопросом одного из постоянных посетителей сайта: « Можно ли заменить галогенные лампы на нормальные светодиоды? Я снимаю квартиру, где основное освещение состоит из примерно 30-40 галогенных ламп по 10 Вт каждая, питаемых от 12 В. Лампочки практически дают мало света, а электричество, безусловно, потребляют больше, чем светодиоды. Не говоря уже о том, что эти галогенные лампочки умирают, как мухи, и их нужно довольно часто менять. И еще они шумят. Можно ли эти лампочки заменить на светодиодные не заменяя всю люстру? »
В данном случае просто заменить старые 12-вольтовые галогенные лампы на светодиодные не получится. Нужно разобраться с источником питания.
Для галогенок чаще всего использовали электронные трансформаторы с выходным напряжением 12 вольт, а для светодиодных ламп продаются специальные блоки питания (БП) с выходным напряжением также 12 вольт. В чем же их различие и взаимозаменяемы ли они? Давайте разбираться!
Из этой статьи вы узнаете:
Что такое электронный трансформатор,
Как устроен и работает электронный трансформатор,
Как устроен и работает блок питания для светодиодных ламп 12В ,
В чем отличия блоков питания для LED-лент и ламп от электронных трансформаторов для галогенных ламп.
Что такое электронный трансформатор?
Электронным трансформатором называют схему импульсного источника питания на основе трансформатора и высокочастотного генератора на полупроводниковых ключах. Они питаются от сети 220В переменного тока, а на их выходе переменное напряжение с действующим значением порядка 12В.
Структурная схема устройства изображена на рисунке ниже.
Здесь мы видим, что питание 220В сначала поступает на выпрямитель, после чего выпрямленное пульсирующее с частотой 100Гц напряжение поступает на узел силовых ключей и генератора, рассмотрим пример типовой принципиальной электрической схемы электронного трансформатора.
Здесь изображена типичная автогенераторная двухтактная схема. Её особенностью является то, что для работы ключей в режиме коммутации (переключений) на высокой частоте им не требуется ШИМ-контроллеров или других специализированных ИМС. Говоря простыми словами работа автогенератора заключается в переключении транзистора в результате напряжений, наводимых на обмотках импульсного трансформатора и положительной обратной связи.
Что мы видим на схеме? Первое что бросается в глаза – отсутствие диодного моста на выходе, а значит, что выходное напряжение переменное, а также отсутствие цепей, предназначенных для стабилизации выходного напряжения. Вы можете подробнее ознакомится с принципом их работы посмотрев видео:
Подобная схема лежит и в основе большинства зарядных устройств для мобильных телефонов, ЭПРА для питания люминесцентных ламп, в том числе в энергосберегающих или компактных люминесцентных лампах в некоторых вариациях и некоторыми доработками.
Рассмотрим выходные осциллограммы.
Здесь видно, что переменное напряжение амплитуда которого пульсирует от нуля до + и – 17Вольт. Такие изменения амплитуды с течением времени – повторяют пульсации выпрямленного сетевого(100Гц). Получается интересная ситуация – есть высокочастотное выходное напряжение, изменяющееся с частотой в десятки тысяч герц, при этом его амплитуда изменяется от 0 до 17 вольт с частотой в 100 Гц или выпрямленные 50 Гц. Если растянуть ось времени и рассмотреть форму на уровне периодов, то картинка примет следующий вид.
Здесь видно, что сигнал по форме далёк от синусоиды, а скорее прямоугольник с небольшим уклоном в сторону заднего фронта.
Блоки питания для светодиодных ламп 12В
Их часто называют блоками питания для светодиодных лент, фактически для подключения и лент и ламп нужен любой источник постоянного стабилизированного напряжения 12В с минимальными пульсациями. На практике в современном мире используются импульсные источники питания, рассмотрим типовую схему.
Или другой вариант:
Что общего у этих двух, казалось бы, разных схем? Они построены на интегральном ШИМ-контроллера который управляет силовыми ключами – транзисторами, они могут быть и полевыми, и биполярными. Кроме того, в выходном каскаде схемы вы видите выпрямитель и конденсаторы для сглаживания пульсаций (фильтр). Всё это значит, что на выходе мы получаем стабилизированный DC источник питания. Величина его пульсаций будет зависеть от нагрузки и ёмкости фильтрующих конденсаторов.
Её также можно реализовать на автогенераторной схеме, подобной электронному трансформатору, добавив цепи обратной связи для стабилизации выходного напряжения. В результате получится схема наподобие такой.
Аналогичная конструкция используется в упомянутых выше зарядных для мобильны телефонов здесь за стабилизацию отвечает цепочка обратной связи на 11 вольтовом стабилитроне VD9 и транзисторной оптопаре U1.
Принцип работы подобных ИИП мы рассматривали в статье ранее – Схемотехника блоков питания светодиодных лент.
5 особенностей и отличий БП для LED-лент и ламп от электронных трансформаторов для галогенных ламп
Итак, подведем итоги и ответим на вопрос: «почему нельзя питать светодиодные лампы от электронного трансформатора?». Для этого мы перечислим основные особенности этих источников питания и требования для работы светодиодных изделий.
1. Для включения светодиодных лент и ламп на 12В нужно постоянное напряжение. Так как у светодиодов нелинейная вольтамперная характеристика – они очень чувствительны к отклонениям напряжения питания от номинального, и при его превышении быстро выйдут из строя.
2. Электронные трансформаторы выдают пульсирующее переменное высокочастотное напряжение. Величина всплесков и пиков может достигать и 40 вольт в некоторых случаях. Это может привести к выходу из строя светодиодов или драйверов, встроенных в LED-лампу, а также к их нестабильной работе.
3. У электронных трансформаторов есть такая характеристика как минимальная нагрузка (смотрите рисунок ниже). Это значит, что, если подключить нагрузку меньше указанной на блоке питания он может либо не запуститься, либо выдавать большие пульсации, а также отключаться или другим образом отклоняться от нормального режима работы. Это критично, поскольку галогенные лампы потребляют в разы большую мощность, чем светодиодные, поэтому электронный трансформатор может проявлять себя подобным образом.
Мощность указана от 20 до 105 Вт, что говорит об ограничении по минимальной подключаемой мощности.
4. У блоков питания для ламп на 12В выходное напряжение и постоянное, и стабилизированное при этом.
5. Для питания галогеновых ламп не разницы в роде тока (постоянный или переменный), которым её будут питать. Важно действующее значение напряжения на ней. Поэтому они подойдут под оба варианта источников питания.
Заключение
Нельзя использовать электронный трансформатор для питания светодиодных изделий. Подбирайте блок питания с постоянным стабилизированным выходным напряжением. В противном случае ваши светильники и лампы могут выйти из строя. Также будьте внимательны – сейчас популярны светильники, предназначенные для питания источником постоянного тока – драйвером, это отдельный вид устройств! Об этом читайте здесь – В чем отличие блока питания от драйвера для светодиодов
Расчет мощности понижающего трансформатора для светодиодных ламп 12В
При установке светодиодных ламп на место галогенных часто возникает необходимость замены старого источника питания. Галогенные лампы подключаются к электротрансформаторам на 12В, светодиодные требуют установки специальных блоков питания, имеющих аналогичное выходное напряжение. В связи с этим важно разобраться, можно ли использовать старый трансформатор или следует его поменять.
- Что представляет собой электронный трансформатор
- Почему нельзя использовать ЭТ со светодиодными лампами
- Понижающий трансформатор
- Как выбрать
- Особенности установки
- Трансформатор нагревается при работе
Что представляет собой электронный трансформатор
Электронный трансформатор для галогенных лам не используется для светодиодов
Электронный трансформатор – это схема импульсного источника питания, в основу которой входит высокочастотный генератор, работающий на полупроводниковых ключах, и непосредственно сам трансформатор. Питание такой схемы обеспечивается стандартной сетью переменного тока с напряжением 220В, но на выходе действующее значение находится в области 12В. Сначала питание из электросетей подается на выпрямитель, а затем уже выпрямленное напряжение отправляется в узел генератора и силовых ключей.
Стандартный вариант реализации такой схемы – использование автогенераторного двухтактного типа, ключевой особенностью которого является отсутствие необходимости в использовании каких-либо специальных импульсных источников питания наподобие ШИМ-контроллеров. Автоматический генератор в данном случае переключает транзистор под воздействием напряжений, которые наводятся на обмотки трансформатора, а также обеспечивает положительную обратную связь.
Чтобы обеспечить нормальную работу светодиодных ламп, потребуется любой источник, обеспечивающий стабильное напряжение 12В на постоянной основе и минимизирующий пульсации. Для этого чаще всего используются именно упомянутые выше ИМС.
Обе схемы предусматривают использование интегрального ШИМ-контроллера, которым обеспечивается регулировка работы биполярных или полевых транзисторов. Помимо этого, выходной каскад схемы включает в себя выпрямитель, а также конденсаторы, которыми обеспечивается сглаживание пульсаций — они выступают в роли своеобразного фильтра.
В конечном итоге получается стабилизированный источник питания, пульсации которого соответствуют текущей нагрузке, а также емкости фильтрующих конденсаторов. При необходимости можно обеспечить его реализацию на автогенераторной схеме по аналогии с электронным трансформатором, используя дополнительно цепи обратной связи, чтобы обеспечить необходимую стабилизацию выходного напряжения.
Почему нельзя использовать ЭТ со светодиодными лампами
Есть пять причин, по которым нельзя обеспечивать питание светодиодных ламп, используя стандартные электронные трансформаторы:
- Светодиодные лампы предусматривают необходимость постоянного напряжения, что обусловлено их нелинейной вольтамперной характеристикой и чувствительностью к любым отклонениям от номинального показателя напряжения. При малейшем превышении такие лампы в итоге могут быстро выйти из строя.
- Электронные трансформаторы являются источниками переменного напряжения с высокой частотой, а показатели всплесков и пиков в некоторых ситуациях достигают 40В, что в итоге часто приводит к полной поломке светодиодов или же драйверов, использующихся в конструкции современных LED-ламп. Помимо этого, подобный подход чреват их нестабильной работой.
- Электронные трансформаторы отличаются наличием в них минимальной нагрузки. Таким образом, если нагрузка подключенной лампы не будет достигать уровня, указанного на блоке питания, трансформатор может вообще не начать работать или же будет работать с повышенными пульсациями, отключаться. Это является критичным моментом, так как потребляемая мощность галогенных ламп значительно превышает аналогичные показатели у светодиодных.
- Блоки питания, предназначенные для энергоснабжения светодиодных ламп, обеспечивают стабилизированное и постоянное напряжение.
- Галогенные лампы отличаются непривередливостью к тому, идет через сеть постоянный или переменный ток. Роль играет только его напряжение. В связи с этим их можно подключать к любым источникам питания.
Классические электронные трансформаторы не могут использоваться в качестве источника питания любых светодиодных светильников. При замене ламп нужно будет обязательно подбирать специальный блок, обеспечивающий стабилизированное напряжение. Если проигнорировать это, можно столкнуться с преждевременным выходом из строя всех ламп.
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.
Экономия зависит не от мощности используемых источников света, а от напряжения. Она обеспечивается за счет использования трансформатора, который значительно увеличивает срок службы LED-ламп.
Особенности установки
Трансформатор представляет собой выносное устройство, но такой тип установки не всех устраивает, так как не хочется портить интерьер дополнительным оборудованием. Скрыть такое устройство и при этом обеспечить себе нормальное взаимодействие с ним не составит труда, если в доме есть подвесные потолки или накладные стены.
В идеале устройства закрепляются на бетонной плите. Чтобы обеспечить к ним простой доступ, в поверхности стены или потолка делается маленький люк. Нужно учесть, что с течением времени устройство нужно будет менять, поэтому врезное отверстие должно соответствовать его габаритам.
Решение спрятать трансформатор в кладовке не всегда целесообразно, особенно если будет устанавливаться несколько устройств. До источника нагрузки должно идти не более 2 метров провода, поэтому расположить трансформатор далеко от светильника не получится. Чтобы избежать всех этих проблем, рекомендуется покупать светильники со встроенным трансформатором.
Трансформатор нагревается при работе
Если куплен новый трансформатор, который после подключения и включения начал сильно нагреваться, нужно провести несколько операций:
- Проверить нагрузку энергопотребления в помещении и соответствие допустимого номинала трансформатора количеству подключенных к нему ламп.
- Проверит разводку розеток и освещения по группам.
- Проверить идет ли нагрузка на устройство.
- Посмотреть отзывы в интернете по купленному устройству. Вполне возможно, приобретен некачественный трансформатор.
Если нагревается трансформатор, который используется уже несколько лет, это показатель износа оборудования. Следует поменять его на новый. Лучше не игнорировать эти сигналы, так как можно столкнуться с оплавлением корпуса, а это создаст риск пожароопасной ситуации.
В чем отличие блока питания от драйвера и трансформатора?
В связи с переходом большинства потребителей на современное осветительное оборудование все более актуально получение измененного напряжения для их питания. Для этого могут использоваться различные преобразователи. Однако выходные параметры таких устройств, как и принцип их работы имеют некоторые различия. Для понимания принципов разделения в данной статье мы рассмотрим отличие блока питания от драйвера и трансформатора.
Блок питания
Под блоком питания подразумевается довольно обширный спектр электронных приборов, предназначенных для передачи пониженного выпрямленного напряжения от внешней сети к слаботочным потребителям. Как правило, блок питания состоит из понижающего трансформатора, который снижает привычные 220 В до нужного номинала. Затем передается на выпрямительный блок, преобразующий переменное напряжение в постоянное.
Пример работы блока питания приведен на рисунке ниже:
Рис. 1. Принцип работы блока питания
Современные модели содержат дополнительные блоки, повышающие эффективность агрегата, их применяют для питания:
- всех составляющих компьютерных блоков от сетевого фильтра;
- подзарядки устройств от сети блоком питания;
- организации безопасного электроснабжения через блок питания в помещениях, где недопустимо использование 220В по соображениям безопасности;
- подключения ленты со светодиодами от блока;
- для питания бытовых и промышленных приборов.
Теоретически блок питания это универсальное устройство, которое может подходить сразу для нескольких целей. Однако на практике существует и узкая специализация, к примеру, компьютерные БП оснащаются системой принудительного охлаждения, поэтому блоки питания без куллера не подойдут для этих целей.
В каждом конкретном случае блок питания подбирается не только по назначению, но и должен учитывать номинал питающего напряжения и мощность запитываемой нагрузки. Напряжение блока питания должно точно соответствовать номиналу питаемого устройства, а мощность должна быть не меньше, желательно даже иметь определенный запас.
Классический блок питания обладает целым рядом преимуществ:
- простота конструкции;
- высокая надежность агрегата;
- низкая себестоимость.
Однако вместе с тем блоки питания имеют большие габариты и вес, что усложняет их эксплуатацию в определенных местах, и относительно низкий КПД, так как значительная часть электрической энергии тратится на потери в стали.
Электронный трансформатор
Принцип действия электронного трансформатора схож с классическим – при подаче переменного напряжения на первичную обмотку, с его вторички снимается тоже переменное напряжение, но уже другого значения. Отличие заключается в том, что пониженное напряжение имеет совсем другую частоту и форму кривой, так как его искусственно создает генератор импульсов.
Пример схемы электронного трансформатора и принцип действия приведен на рисунке ниже:
Как видите, в нем напряжение питания от сети 220 В не подается на обмотки трансформатора, а использует диодный мост в качестве основного преобразователя с переменной электрической величины в постоянную. Затем сигнал подается на выходные транзисторы, выступающие в роли электронного ключа, которые производят генерацию импульсов определенного количества и частоты. Следует отметить, что частота от генератора импульсов может достигать нескольких десятков кГц, но затем подается на импульсный преобразователь, который представлен силовым трансформатором.
Импульсные трансформаторы или, как их еще называют, импульсные БП нашли широкое применение в питании люминесцентных ламп. Однако его расположение по отношению к питаемым приборам освещения должно выполняться в непосредственной близи, чтобы сократить потери, нагрузку в сетевых проводах и нагрев. В сравнении с трансформаторным БП, импульсный имеет ряд весомых преимуществ:
- Меньшие габариты для такой же мощности, что снижает и стоимость устройства;
- Обладает лучшими параметрами в регулировке подаваемого напряжения;
- Отличается более высоким КПД.
Но наряду с преимуществами импульсный блок имеет и некоторые недостатки. У электронного трансформатора куда более сложная схема, что влечет за собой снижение надежности. Если продешевить с моделью трансформатора, то выходной ток выдаст в сеть много импульсных помех, способных повлиять на работу смежного оборудования.
Драйвер
Применение драйвера вместо трансформаторного блока обусловлено особенностями работы светодиода, как неотъемлемого элемента современного осветительного оборудования. Все дело в том, что любой светодиод является нелинейной нагрузкой, электрические параметры которого меняются в зависимости от условий работы.
Как видите, даже при незначительных колебаниях напряжения произойдет существенное изменение силы тока. Особенно явно такие перепады ощущают мощные светодиоды. Также в работе присутствует температурная зависимость, поэтому от нагревания элемента снижается падение напряжения, а ток при этом возрастает. Такой режим работы крайне негативно сказывается на работе светодиода, из-за чего он быстрее выходит со строя. Подключать его напрямую от сетевого выпрямителя нельзя, для чего и применяются драйверы.
Особенность светодиодного драйвера заключается в том, что он выдает одинаковый ток с выходного фильтра, несмотря на размер, подаваемого на вход напряжения. Конструктивно современные драйверы для подключения светодиодов могут выполняться как на транзисторах, так и на базе микросхемы. Второй вариант приобретает все большую популярность за счет лучших характеристик драйвера, более простого управления параметрами работы.
Ниже приведен пример схемы работы драйвера:
Здесь на вход выпрямителя сетевого напряжения VDS1 поступает переменная величина, далее выпрямленное напряжение в драйвере передается через сглаживающий конденсатор C1 и полуплечо R1 — R2 на микросхему BP9022. Последняя генерирует серию импульсов ШИМ и передает ее через трансформатор на выходной выпрямитель D2 и выходной фильтр R3 — C3, применяемый для стабилизации выходных параметров. Благодаря введению дополнительных резисторов в схему питания микросхемы, такой драйвер может регулировать значение мощности на выходе и управлять интенсивностью светового потока.
В чем их различие и что лучше выбрать: подведем итог
И так, если говорить в общем, то и блок питания, и электронный трансформатор, и драйвер относятся к категории электрических преобразователей. Но, каждый из них имеет свое назначение в прикладной электронике. Исходя из теоретических рассуждений, они взаимозаменяемы, но большинство оборудования, для которых они предназначены, не будет работать с аналогичными устройствами или будет работать некорректно.
Для чего же можно использовать каждое из них:
- Драйвер – используется, чтобы подключить светодиод, для остальных приборов использовать драйвер нецелесообразно. Драйвер уже установлен в светодиодных лампочках, как обязательный компонент. Однако следует отметить, что конкретный драйвер, используется исключительно для подходящего под его параметры полупроводника или группы полупроводников. Если один из светодиодов перегорит, то драйвер перестанет соответствовать новому току.
- Блок питания – подходит для включения низковольтного оборудования с постоянным напряжением питания на 12 В, 24 В и т.д. Часто применяется для подключения светодиодных лент, так как ленты уже имеют переменные резисторы и не нуждаются в ограничении тока. Но им нужно применять выпрямитель, который и предоставляет блок питания, так как светодиод чувствителен к любым колебаниям питающих величин.
- Электронный трансформатор – часто используется для галогенных ламп, что обуславливается наличием минимальной нагрузки, без которой он попросту не запустится. Светодиодных приборов для электронного трансформатора может быть недостаточно, а вот галогенных более чем хватает. Но сами галогенки можно включать как от трансформатора, так и от блока питания, так как они работают от действующего напряжения.
