Галогенные лампы на 12 вольт — принцип работы и ведущие поставщики ламп 12 в

 

Среди светодиодных источников света, приобретающих все большую популярность, особое место занимают светодиодные лампы на 12 В. Чем они отличаются от обычных led ламп и светильников? Лучше они или хуже? Сегодня мы постараемся разобраться в этом вопросе.

Виды светодиодных ламп 12 вольт и их цоколей

Все лампочки на 12 вольт можно классифицировать по следующим нескольким критериям:

• конструкция;
• цоколь;
• цветовая температура;
• мощность.

Конструктивное исполнение

Приборы изготавливаются в баллонах различной формы и габаритов в зависимости от назначения. Они могут иметь любой телесный угол покрытия световым потоком – от 100 до 360 градусов.

Герметичные лампы с сектором покрытия 120 (слева) и 360 градусов

Отдельной категорией идут открытые приборы. Они не защищены от воздействий внешней среды и, по сути, представляют собой платы со светодиодами и установленными на них стандартными цоколями.

Открытая конструкция светодиодной лампы на 12 вольт

Цоколь

Светодиодные низковольтные лампочки выпускаются с разнообразными, но стандартными типами цоколей — E27, E14, G4, G13, GU10, Т10, ВА15S, FT10, T10, H1-H11 и др. Это позволяет использовать их в стандартных светильниках без переделки последних.

led лампочки на 12 вольт выпускаются с различными типами цоколя

Цветовая температура

Светодиодные источники света на 12 вольт выпускаются разных цветовых температур. Обычно это холодный, нейтральный и теплый свет. Ты можешь выбрать необходимую тебе цветовую температуру, которая указана на упаковке.

Эта лампа излучает теплый белый свет (цветовая температура 2700 К)

Что такое трансформатор для ламп

Для контроля работы галогенных ламп необходимо использовать понижающий трансформатор на 12 вольт, им обеспечивается защита источников света от перенапряжений и скачков энергии. Это устройство нормализует входящий электрический ток, в основном используется для небольших лампочек, 6, 12 и 24 В. Самые популярные марки: 55-TASCHIBRA, Comtech, Italmac, Relco, SET-110 LV для ламп Krypton 2 Year E60.

Фото – Cхема трансформатора для галогеновых ламп

Есть два вида трансформаторов понижающего типа:

1. Тороидальный обмоточный;
2. Электронный или импульсный.

Принципиальный обмоточный трансформатор наиболее доступен и прост в работе, у него легкое подключение и хорошие показатели мощности. Его принцип работы лежит в связи между катушками прибора. Но у них есть достаточно серьезные недостатки, это значительная масса, вес может достигать нескольких килограмм и обширные габариты. Из-за этого, их область использования очень узкая, чаще всего это либо нежилые помещения, либо здания на производстве (склады, ангары, базы и т.д.). Помимо этого, электромагнитный трансформатор сильно греется во включенном состоянии, что плохо сказывается на галогенных лампочках, и способствует появлению скачков напряжения в квартире, что может повредить прочие электро устройства, в том числе светильники накаливания, оргтехнику и т.д.

Фото – Тороидальный трансформатор

Низковольтный импульсный трансформатор еще называют электронным. Он имеет область применения немного шире за счет своих небольших габаритов и низкого веса. Также он хорошо трансформирует электричество, не нагревается при работе. Его недостатком можно считать высокую стоимость (цена варьируется от 500 до нескольких тысяч рублей). Есть модели таких трансформаторов, которые сразу продаются с защитой встроенного типа от перенапряжений и коротких замыканий, это помогает продлить работоспособность устройств. Их достаточно часто используют, если нужно расположить галогенные светильники в мебели или стенах. Принцип работы этих моделей отличается от тороидальных приборов, они трансформируют энергию за счет специальных устройств полупроводникового типа и универсальных электронных деталей.

Фото – Электронный трансформатор в разборе

Подключение галогенных ламп через трансформатор – это не обязательная мера, но очень желательная, которая способствует экономии семейного бюджета, продлении долговечности лампочек и контролю их работы.

 

Классификация

Трансформаторы бывают электромагнитными и электронными (импульсными). Электромагнитные доступны по цене, надежны, их можно сделать при желании своими руками. У них есть и свои минусы – приличный вес, большие габаритные размеры, повышение температуры при длительной работе. А перепады напряжения значительно сокращают срок работы галогеновых ламп.

Электронные трансформаторы весят намного меньше, у них стабильное напряжение на выходе, они сильно не нагреваются, могут иметь защиту от КЗ и плавный пуск, увеличивающий срок эксплуатации лампы.

Расчет и выбор трансформаторов

Перед тем, как начинать работать с устройством, нужно рассчитать потребную мощность трансформатора. В данный момент в любом электротехническом магазине можно купить приборы с разной мощностью, поэтому очень важно подобрать трансформатор именно по своим параметрам. Нужно быть максимально точным, т.к. покупать мощное устройство не рационально, а слишком слабый прибор может не справляться с поставленной задачей.

Предлагаем рассмотреть, как правильно выбрать трансформатор для галогенных ламп:

Допустим, что у Вас в спальне установлено 7 точечных галогенных лампочек, с мощностью 30 Вт и напряжением 12 вольт. Сумма мощности всех осветительных приборов будет 210 Ватт, для подстраховки добавляем к этому значению 10-15 процентов погрешности или запаса мощности – получится 241 Ватт. Получается, что нужно купить понижающий трансформатор для защиты галогенных ламп не меньше, чем с мощностью 240 Ватт, характеристиками 12v (такие устройства есть марки OSRAM, Feron, Philips). Под эти характеристики подходит круглый электромагнитный трансформатор с мощностью в 250 Ватт (250w), напряжение 220/12.

Фото – Трансформатор для галогенных ламп

Всегда выбирайте ближайшее большее значение, от этого зависит безопасность Вашей семьи и долговечность ламп.

Трансформаторы для галогеновых ламп

Разбор будет проведен на примере блока питания фирмы «Ферон Герман Технолоджи». На выходе этот трансформатор имеет ни много ни мало – 5 ампер. Для такой небольшой коробочки значение потрясающее. Корпус сделан герметичным способом, с отсутствием всякого рода вентиляции. Наверное, поэтому некоторые экземпляры таких блоков питания плавятся от высокой температуры.

Схема преобразователя в первом варианте очень простая. Настолько минимален набор всех деталей, что вряд ли из нее можно что-то выкинуть. При перечислении видим:

• мост из диодов;
• RC цепь с динистором, чтобы запустился генератор;
• генератор, собранный на полумостовой схеме;
• трансформатор, понижающий входное напряжение;
• низкоомный резистор, который служит в качестве предохранителя.

При большом перепаде напряжения такой преобразователь на 100% «сдохнет», приняв весь «удар» на себя. Все выполнено из довольно дешевого набора деталей. Лишь к трансформаторам нет никаких нареканий, потому что они сделаны на совесть.

Второй вариант выглядит очень слабым и недоработанным. В эмиттерные цепи вставлены резисторы R5 и R6 для ограничения тока. При этом совершенно не продумана блокировка транзисторов в случае резкого повышения тока (ее просто нет!). Сомнение вызывает электрическая цепь (на схеме она красным цветом).

Фирма «Ферон Герман Технолоджи» выпускает галогеновые лампы мощностью до 60 ватт. Сила тока блока питания на выходе получается 5 ампер. Это многовато для такой лампочки.

При снятии крышки обратите особое внимание на размеры радиатора. Для выходных 5 ампер они очень маленькие.

Установка трансформатора

Чтобы подключить понижающий трансформатор для нескольких галогенных ламп, можно использовать два метода:

1. Через одноклавишный выключатель;
2. При помощи создания отдельных групп электрических светильников.

При этом нужно провода синего и оранжевого цвета (в зависимости от страны-производителя устройства они могут немного варьироваться по оттенкам), необходимо подключить к первичным клеммам L и N входа трансформатора или «Input». На противоположной стороне трансформатора галогенные осветительные устройства нужно подключить к вторичным клеммам понижающего прибора Output. Это действие нужно осуществлять только медными проводниками небольшого сечения, которые обеспечивают минимальную потерю энергии.

Фото – Электронный трансформатор Feron

Главный совет: чтобы свет галогенных ламп был одинаков, нужно подбирать полностью идентичные друг другу проводники и соединять их только параллельно, сечение должно быть не меньше, чем полтора квадратных миллиметра. Также бывают случаи, кода у трансформатора недостаточное количество клемм, их не хватает для подключения всех нужных ламп. Чтобы решить эту проблему нужно купить специальные дополнительные клеммы, их продажа осуществляется в любом электрическом магазине.

Также нужно подобрать правильную длину проводов, в идеале она находится в пределах полутора трех метров, это оптимальное расстояние для передачи данных без образования помех и энергопотерь в проводниках. Кроме того, если сделать провод длиннее, то он начнет нагреваться при работе, что является плохим фактором для галогенных лампочек, они будут по разному гореть, в одинаковых лампах одной группы будет отличаться яркость. В том случае, если нет никакой возможности укоротить длину провода, нужно увеличить его сечение. К примеру от 3 метров до 4 необходимо применять провод с сечением до 2,5 мм2. Схема подключения питания имеет следующий вид:

Фото – подключение трансформатора к выключателю

Рассмотрим еще один вариант подключения трансформаторов галогенных ламп.

Российский форум электриков считает, что этот метод более практичен и прост в использовании.

Необходимо все светильники, которые находятся в одной комнате (или здании, при надобности), разделить на несколько групп. Допустим, всего есть семь лампочек, получится две группы по 3 и 4 лампы на каждую. В таком случае для каждой группы нужно покупать трансформатор, как для разных приборов отдельные автоматы.

Фото – подключение трансформатора для галогенных ламп

Это очень удобно, т.к. при прекращении работы какого-либо трансформатора, оставшийся будет функционировать без изменений. Исходя из предыдущих расчетов, их общая мощность 210 Вт, получится, что на одну группу приходится 120 Вт (следует купить прибор на 150w), а на вторую 90 (каждая лампочка по 30 Вт). Подбираем трансформаторы, подходящие под эти требования (не забываем суммировать количество запасной мощности – 10-15 %).

Раз в полгода проверяйте работоспособность трансформаторов. При необходимости проводите плановый ремонт в Москве, Санкт-Петербурге и прочих городах есть специальные учреждения, которые предоставляют такие услуги.

Преимущества и недостатки

Как и любые другие осветительные приборы, лампочки на 12 вольт имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести:

1. Электробезопасность. Лампочки питаются напряжением 12 вольт, которое безопасно для человека даже при прикосновении к токоведущим частям. Благодаря этому ни осветители, ни проводка к ним не требует специальных мер защиты: электробезопасных светильников, кабель-каналов, двойной изоляции, гофрированных рукавов, дифавтоматов и пр.
2. Пожаробезопасность. Благодаря низкому напряжению питания ни светильник, ни проводка к нему не создадут опасных токов утечки, способных вызвать замыкание и пожар даже при случайном заливании их водой. Такие источники света идеально подходят для сырых помещений и помещений повышенной взрывоопасности.
3. Стандартный цоколь. Лампы на 12 вольт выпускаются со стандартными цоколями E27, E14, G4, G13, GU10 и пр. Это позволяет использовать светодиодные лампы вместо приборов других типов, к примеру, галогенных источников света без замены светильника. Особенно это актуально для автомобилистов, поскольку заменить тип патрона в фарах или подфарниках бывает не только сложно, но и порой невозможно.

Такую лампочку можно просто установить в фару без переделки последней

При замене обычных ламп на светодиодные аналоги 12 вольт с тем же цоколем необходимо понимать, что без изменений остается только светильник. Схему подключения, скорее всего, придется изменить. Если заменяемые лампы питались другим напряжением, то необходимо установить 12-вольтовый драйвер.

Есть у светодиодных лампочек на 12 вольт и недостатки. Основные из них:

1. Необходимость в дополнительном оборудовании. Если вы не располагаете надежной стабилизированной сетью на 12 В, то при использовании таких ламп придется установить 12-вольтовый блок питания – драйвер.
2. Большое потребление тока. Вспомни формулу расчета мощности: мощность = напряжение * ток. Если 12-ваттная лампа на 220 В будет потреблять ток 12 Вт/220 В = 0.055А (55 мА), то светодиодный светильник на 12 В той же мощности «немного» больше: 12 Вт/12 В = 1 А! Это требует мощной проводки, которая должна быть минимальной длины. При большой длине проводов на них упадет напряжение, и лампы будут светить вполнакала.

 

 

Это необходимо учитывать при замене ламп с большим напряжением питания на 12-вольтовые. Здесь придется не только докупить 12-вольтовый блок питания, но и, возможно, заменить всю проводку на более мощную.

 

Где используются галогенные лампы?

На сегодняшний день галогенки с трудом могут соперничать с LED или энергосберегающими лампочками, однако для замены ламп накаливания они отлично подходят.

Благодаря хорошей светоотдаче и небольшому размеру они используются в автомобильных, мотоциклетных и велосипедных фарах.

Мощные лампы нашли свое применение в прожекторах, оборудовании для кино-, фото- и видеосъемки, в офсетной печати. Кроме того, лампочки с малой мощностью могут применяться в качестве инфракрасных нагревательных элементов.

Расчет мощности трансформатора для ламп и схема подключения

Продаются сегодня различные трансформаторы, поэтому существуют определенные правила подбора необходимой мощности. Не стоит брать трансформатор слишком мощный. Он будет работать практически вхолостую. Недостаток мощности приведет к перегреву и дальнейшему выходу устройства из строя.

Рассчитать мощность трансформатора можно самостоятельно. Задачка скорее математическая и по силам каждому начинающему электрику. Например, необходимо установить 8 точечных галогенок напряжением 12 В и мощностью 20 ватт. Общая мощность при этом составит 160 ватт. Берем с запасом на 10 % примерно и приобретаем мощностью 200 ватт.

Схема №1 выглядит примерно таким образом: на линии 220 стоит одноклавишный выключатель, при этом оранжевый и синий провод подсоединяются ко входу трансформатора (первичные клеммы).

На линии 12 вольт все лампы подключаются к трансформатору (на вторичные клеммы). Соединяющие медные провода обязательно должны иметь одинаковое сечение, иначе яркость у лампочек будет разная.

Еще одно условие: провод, соединяющий трансформатор с галогеновыми лампами, должен быть длиной не менее 1,5 метров, лучше, если 3. Если сделать его слишком коротким, он начнет греться, и яркость лампочек снизится.

Схема №2 – для подключения галогеновых светильников. Здесь можно поступить по-другому. Разбить, к примеру, шесть светильников на две части. Для каждой установить понижающий трансформатор. Правильность такого выбора обусловлена тем, что при поломке одного из блоков питания вторая часть светильников все-таки будет продолжать работать. Мощность одной группы составляет 105 ватт. С небольшим коэффициентом запаса получаем, что приобрести необходимо два трансформатора на 150 ватт.

Совет! Каждый понижающий трансформатор запитайте своими проводами и соедините их в распределительной коробке. Места соединения оставьте в свободном доступе.

Переделка блока питания своими руками

Для работы галогенных ламп начали применяться импульсные источники тока с высокочастотным преобразованием напряжения. При домашнем изготовлении и налаживании довольно часто сгорают дорогостоящие транзисторы. Так как питающее напряжение в первичных цепях достигает 300 вольт, то к изоляции предъявляются очень высокие требования. Все эти трудности вполне можно обойти, если приспособить готовый электронный трансформатор. Он применяется для питания 12-вольтовых галогенок в подсветке (в магазинах), которые запитываются от стандартной электросети.

Существует определенное мнение, что получить самодельный импульсный блок питания – дело нехитрое. Можно лишь добавить выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и стабилизатор напряжения. На самом деле все обстоит куда сложнее. Если к выпрямителю подключить светодиод, то при включении можно зафиксировать только одно зажигание. Если выключить и включить преобразователь в сеть снова, повторится еще одна вспышка. Чтобы появилось постоянное свечение, необходимо к выпрямителю подвести дополнительную нагрузку, которая, отбирая полезную мощность, превращала бы ее в тепло.

Один из вариантов самостоятельного изготовления импульсного блока питания

Описываемый блок питания вполне можно изготовить из электронного трансформатора мощностью 105 Вт. Практически этот трансформатор напоминает компактный импульсный преобразователь напряжения. Для сборки дополнительно понадобится согласующий трансформатор Т1, сетевой фильтр, выпрямительный мост VD1-VD4, выходной дроссель L2.

Схема двухполярного блока питания

Такой аппарат стабильно функционирует длительное время с усилителем низкой частоты мощностью 2х20 ватт. При 220 В и силе тока 0,1 А выходное напряжение будет 25 В, при увеличении силы тока до 2 ампер напряжение падает до 20 вольт, что считается нормальной работой.

Ток, минуя выключатель и предохранители FU1 и FU2, следует на фильтр, защищающий цепь от помех импульсного преобразователя. Середину конденсаторов С1 и С2 соединяют с экранирующим кожухом блока питания. Потом ток поступает на вход U1, откуда с выходных клемм пониженное напряжение подается на согласующий трансформатор Т1. Переменное напряжение с другой (вторичной обмотки) выпрямляет диодный мост и сглаживает фильтр L2C4C5.

Самостоятельная сборка

Трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно. Число витков на вторичной обмотке влияет на выходное напряжение. Сам трансформатор выполнен на кольцевом магнитопроводе К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка состоит из провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, сложенного вдвое. Вторичная обмотка состоит из 22 витков провода ПЭВ-2, сложенного вдвое. При соединении конца первой полуобмотки с началом второй получаем среднюю точку вторичной обмотки. Дроссель также изготавливаем самостоятельно. Его наматывают на таком же ферритовом кольце, обе обмотки содержат по 20 витков.

Выпрямительные диоды располагаются на радиаторе площадью не менее 50 кв.см. Обратите внимание, что диоды, у которых аноды соединены с минусовым выходом, изолируются от теплоотвода слюдяными прокладками.

Сглаживающие конденсаторы С4 и С5 состоят из трех параллельно включенных К50-46 емкостью по 2200 мкФ каждый. Такой способ применяется, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов.

На входе блока питания лучше будет установить сетевой фильтр, но возможна работа и без него. Для дросселя сетевого фильтра можно использовать ДФ 50 Гц.

Все детали блока питания располагаются навесным монтажом на плате из изоляционного материала. Полученная конструкция помещается в экранирующий кожух из тонкой листовой латуни или луженой жести. В нем не забудьте просверлить отверстия для вентиляции воздуха.

Правильно собранный блок питания не нуждается в налаживании и начинает сразу же работать. Но на всякий случай можно проверить его работоспособность с помощью подключения на выход резистора сопротивлением 240 Ом, мощностью рассеяния 3 Вт.

Рекомендации по использованию трансформатора

Понижающие трансформаторы для галогенных ламп во время работы выделяют очень большое количество тепла. Поэтому необходимо соблюдать несколько требований:

1. Запрещается подключение блока питания без нагрузки.
2. Размещайте блок на негорючей поверхности.
3. Расстояние от блока до лампочки не менее 20 сантиметров.
4. Для лучшей вентиляции установите трансформатор в нише объемом не менее 15 литров.

Блок питания необходим для галогеновых ламп, работающих от напряжения 12 вольт. Он является своеобразным трансформатором, понижающим входные 220 В до нужных значений.

Галогенная или светодиодная лампа: что лучше?

Однозначного ответа на этот вопрос нет, так как это зависит от сферы применения, а также особых требований к световым характеристикам. Несмотря на то, что LED более экономичен, практичен и долговечен, большинство светодиодных лампочек имеет низкие показатели качества передачи цвета (именно поэтому свет некоторых ламп будет казаться неприятным вне зависимости от цветовой температуры).