Как самому сделать блок питания из энергосберегающей лампы

Цоколь перегоревшей компактной люминесцентной лампы содержит электронную схему, применение которой можно найти в хозяйстве. Для доработки устройства не нужны глубокие инженерные знания, хотя потребуется понимание основ принципа его действия. Сделать блок питания из энергосберегающей лампы своими руками несложно.

Энергосберегающая лампа
Блок питания из энергосберегающей лампы позволяет продлить срок эксплуатации вышедших из строя светильников.

Различия между устройствами на примере схем

Экономные источники света бывают светодиодными и люминесцентными.

Принцип действия ламп первого типа основан на способности полупроводниковых материалов излучать свет при прохождении электрического тока через границу между ними. Схема таких приборов представляет собой последовательное включение излучающих диодов и драйвера, стабилизирующего ток (в бюджетных вариантах исполнения его нет).

Люминесцентные светильники устроены сложнее. Плата, размещенная в цоколе, содержит ряд элементов, обеспечивающих инициацию газоразрядного процесса внутри колбы и его поддержание. Практически готовая схема позволяет после незначительной доработки сделать блок питания из энергосберегающей лампы. Ее можно условно разделить на следующие функциональные узлы:

  1. Выпрямитель с резистором, ограничивающим ток и играющим роль предохранителя. Подключается непосредственно к сети переменного тока 220 вольт промышленной частоты 50 Гц.
  2. Широтно-импульсный преобразователь. Прерывает постоянное напряжение с частотой 20-40 кГц, создавая переменный ток, но не синусоидальной, а прямоугольной формы.
  3. Выводные соединения для подачи напряжения на анод и катод колбы светильника через дроссель.
Схема
Устройство энергосберегающей лампы.

Свечение возникает в результате взаимодействия ионов ртутно-газовой смеси с люминофором, нанесенным изнутри на стекло.

Схема светодиодной лампы
Устройство светодиодной лампы.

Схема блока питания отличается от платы такой лампы наличием импульсного понижающего трансформатора и выпрямителя с оконечным LC-фильтром.

Принцип работы и устройство блока питания

Главное преимущество импульсного БП — его малые размеры. Причина состоит в зависимости способности передавать мощность от частоты. Чем короче период колебаний, тем меньше требуемое сечение ферритового магнитопровода. Трансформатор становится компактным.

Сделать блок питания из энергосберегающей лампы легко потому, что в исходной схеме уже присутствует широтно-импульсный преобразователь. Он представляет собой генератор, собранный на 2 транзисторах, открывающихся и запирающихся десятки раз в секунду. Его выходное напряжение — 220 В. Остается лишь подключить к нему понижающий трансформатор, выпрямительный мост и фильтр.

Устройство блока питания
Устройство импульсного блока питания.

Выбор деталей

Первое, что следует подготовить перед началом сборки ИБП — саму плату. Ее необходимо извлечь из лампы, вышедшей из строя. Возможно, придется перебрать несколько штук, т.к. причина неисправности светильника иногда не в колбе, а в электронике. После вскрытия цоколя нужно аккуратно отсоединить устройство, размотав проводники (они накручены на металлические контактные стойки).

Требуется осторожность: стеклянный сосуд содержит опасные для здоровья пары ртути.

Понадобятся следующие комплектующие:

  1. Диоды для сборки 2-полупериодной мостовой схемы. Этим полупроводниковым приборам предстоит работать в импульсном режиме, что увеличивает вероятность их выхода из строя. Желательно выбрать их с запасом по мощности. Хорошо работают диоды Шоттки.
  2. Электролитическая емкость 470 мФ, рассчитанная на выходное напряжение с запасом.
  3. Монтажный провод — несколько сантиметров.
  4. Керамический конденсатор номиналом 0,1 мкФ.
  5. Намоточный трансформаторный провод длиной 1 м. Сечение большого значения не имеет, но важна целостность лаковой изоляции.
Диоды
Для сборки ИБП понадобятся диоды.

Последовательно на выходе может быть включена схема стабилизации напряжения, хотя она не всегда нужна. Если провод в дросселе занимает весь просвет внутри Ш-образного сердечника, следует запастись трансформатором с нужным соотношением количества витков катушек.

При испытаниях потребуется имитация нагрузки (компьютерный кулер, лампочка или мощное активное сопротивление).

Также желательно иметь патрон с лампой накаливания: первый раз подключать к сети БП лучше через нее во избежание короткого замыкания в результате допущенной при монтаже ошибки.

Расчет мощности ИБП

Мощность устройства без замены деталей соответствует номиналу лампы, указанному на ее цоколе. Она зависит от сечения проводников в цепи нагрузки и предельного тока включенных в нее транзисторов и диодов.

Максимально возможные параметры

Чем меньшее напряжение на выходе блока, тем больший ток он будет способен выдержать. Следует руководствоваться следующей формулой:

P = U x I

Где:

P — мощность, Вт;

U — выходное напряжение, В;

I — наибольшая величина тока, А.

Мощность
Мощность ламп накаливания.

Например, при P = 15Вт 5-вольтовый БП сможет выдать максимум 3А.

Если мощность устройства, для питания которого планируется использовать блок, не превышает номинала лампы, существенных переделок не понадобится.

Емкость входного фильтра

После 2-полупериодного выпрямления входящего переменного напряжения остаются биения с частотой 100 Гц, сглаживаемые конденсатором С1 (самым крупным на плате). Для экономии места в цоколе производители ламп устанавливают небольшую емкость.

Использование схемы для создания импульсного БП снимает габаритные ограничения. Эту деталь лучше заменить на большую, рассчитанную на то же напряжение (350 В) из расчета 1 мФ на 1В мощности. Возрастет пусковой ток, но это нежелательное последствие можно легко устранить включением более мощного дросселя, компенсирующего своей индуктивностью увеличившееся реактивное сопротивление цепи.

Дополнительно для создания ИБП

Для применения блока питания в качестве источника энергии маломощных устройств в его схему не нужно вносить существенных изменений. Детали потребуются, если параметры устройства не удовлетворяют требованиям пользователя.

Импульсный трансформатор

Эту деталь можно изготовить из дросселя, расположенного в центре платы, намотав поверх его катушки несколько витков трансформаторным проводом. Если зазор между ней и сердечником не позволяет этого сделать, следует выпаять изделие. Вместо индуктивности необходимо подключать входную обмотку более мощного импульсного трансформатора. Переменное напряжение на его выходе должно соответствовать требуемому рабочему значению.

Импульсный трансформатор
Импульсный трансформатор предназначен для преобразования тока.

Выбор выпрямителя

Напряжение вторичной обмотки не всегда требует выпрямления. Для питания лампы или другой активной нагрузки может применяться источник переменного тока. Если же устройство будет использоваться в качестве зарядного устройства или БП для приемника, без 2-полупериодного моста не обойтись.

Он может быть любым: в виде готовой сборки или спаянным самостоятельно из 4 диодов. Главное, чтобы схема выдерживала требуемую мощность.

Сборка маломощного блока питания

Энергосберегающий источник света можно переделать в ИБП, произведя следующие монтажные операции:

  1. Замыкание всех выводов на колбу перемычками для устранения разрыва цепи, возникающего после отключения нитей накала.
  2. Намотку 10 оборотов монтажного провода поверх катушки дросселя. По выходному напряжению легко вычислить количество витков на 1В. После расчетов необходимо переделать работу в соответствии с требованиями к устройству.
  3. Подключение выпрямительного моста к вторичной обмотке трансформатора, полученного в результате переделки дросселя.
  4. Монтаж емкостного фильтра. Он состоит из 2 конденсаторов (электролита 470 мФ и керамического 0,1 мкФ). Оба включаются параллельно нагрузке. Импульсный БП готов.
Сборка маломощного блока питания
Энергосберегающую лампу можно переделать в ИБП.

Увеличение мощности

Нагрев устройства при работе до температуры свыше 50°С свидетельствует о том, что оно не соответствует требованиям по токовой нагрузке. Нарастить мощность на четверть ее начальной величины можно, прикрепив к корпусам транзисторов металлические теплоотводящие пластины и заменив провод вторичной обмотки дросселя (теперь уже трансформатора) на более толстый.

Для других модификаций схемы необходима более высокая квалификация. Замене подлежат следующие элементы:

  • трансформатор;
  • транзисторы широтно-импульсного преобразователя;
  • входной LC-фильтр (индуктивность и емкость);
  • диоды входного и оконечного выпрямителя.

Подсчет временных и денежных затрат на приобретение и монтаж деталей может привести к выводу о нецелесообразности столь сложной работы. Самодельные импульсные блоки есть смысл использовать для питания маломощных (до 25 Вт) электронных и электрических устройств или зарядки аккумуляторов небольшой емкости.

Подключение к сети и наладка

Для безопасной проверки полученного ИБП следует произвести следующие действия:

  1. Подсоединить кабель питания последовательно через страховочную лампу накаливания к местам соединения платы с выводами цоколя.
  2. Подключить нагрузку и (параллельно с ней) провода вольтметра.

Затем следует подать на вход устройства напряжение 220В. Если в течение нескольких минут элементы схемы не нагрелись, а напряжение снизилось незначительно, блок питания можно считать пригодным к использованию. При отсутствии уверенности испытания рекомендуется проводить дольше.

Ссылка на основную публикацию