Трансформатор и блок питания в чем разница

Блок питания, трансформатор и драйвер. В чем разница?

Блок питания, драйвер и трансформатор — большинство людей не знают, чем отличаются эти устройства. Вдобавок к этому в разных источниках информации по этому вопросу также нет единой точки зрения. Кто-то считает, что это одно и то же устройство, а кто-то все виды источников питания может называть трансформатором.

Так где же правда? Давайте разберемся, чем отличаются блоки питания, трансформаторы и драйверы, и для чего эти устройства применяют в светотехнике.

В сфере светотехники все эти типы устройств используются в качестве источников питания. Их включают в электрическую цепь между светильником (лампой или светодиодной лентой) и бытовой электросетью (220 В переменного тока). Эти устройства применяют из-за того, что не все светильники, лампочки или светодиодные ленты можно включать напрямую в сеть 220 В. Многим источникам света для корректной работы требуется другие характеристики тока на входе. Для преобразования тока в бытовой электросети в ток с необходимыми нам параметрами применяют источники питания.

Все источники питания имеют одинаковые характеристики тока на входе. А вот по характеристикам тока на выходе можно всегда однозначно определить каждый из вышеуказанных типов источников питания.

Параметры, по которым различают источники питания

Первым параметром, по которому различают источники питания, является тип электрического тока на выходе. Ток может остаться переменным (сокращенно — AC), или преобразоваться в постоянный (сокращенно — DC).

Второй важной характеристикой источника питания является то, какой из двух параметров тока источник питания стабилизирует на выходе:

• ток (стабилизация по току);
• или напряжение (стабилизация по напряжению).

Что такое стабилизация по току и стабилизация по напряжению

Если источник питания стабилизирован по току, то это означает, что при подключении к нему разных по мощности потребителей сила тока на выходе будет оставаться стабильной величиной. А напряжение при этом будет меняться в зависимости от мощности подключенных потребителей.

Источники питания, стабилизированные по напряжению, работают по-другому. При изменении мощности потребителей, подключенных к источнику питания, напряжение на выходе будет оставаться постоянной величиной, а сила тока на выходе будет изменяться в зависимости от подключенной мощности.

В чем же различие между трансформаторами, блоками питания и драйверами

На выходе источника питания может быть три разных случая:

• переменный ток (AC) + напряжение, отличное от 220 В — такие устройства называют трансформаторами;
• постоянный ток (DC) + напряжение, отличное от 220 В + стабилизация по напряжению — такие устройства называют блоками питания;
• постоянный ток (DC) + напряжение, отличное от 220 В + стабилизация по току — такие устройства называют драйверами.

Трансформатор

Трансформатор — это источник питания, который на выходе дает переменный ток с напряжением, меньшим, чем 220 В. В светотехнике наиболее распространенными являются трансформаторы на 12 В. Но для некоторых специфических задач используют и другие напряжения — 5 В, 24 В, 36 В и так далее.

• Вход: переменный ток + напряжение 220 В.
• Выход: переменный ток + стабилизация напряжения + напряжение ниже, чем 220 В.

Обычно в маркировке трансформаторов присутствует две величины — выходное напряжение переменного тока (например, 12 V AC) и максимальная выходная мощность (например, 60 W).

Блок питания

Блок питания — это источник питания, который преобразует ток из переменного в постоянный. На выходе выдает стабилизированное напряжение (величина напряжения — меньше, чем 220 В). Изменяет силу тока в определенном диапазоне в зависимости от подключенных к нему потребителей.

• Вход: переменный ток + напряжение 220 В.
• Выход: постоянный ток + стабилизация напряжения + напряжение ниже, чем 220 В + сила тока варьируется в зависимости от мощности подключенных потребителей.

Обычно в маркировке блоков питания присутствует две величины — выходное напряжение постоянного тока (например, 12 V DC) и максимальная выходная мощность (например, 60 W).

Драйвер светодиодов

Драйвер светодиодов — это источник питания, который преобразует ток из переменного в постоянный. На выходе дает стабилизированную силу тока. Может менять напряжение в определенном диапазоне в зависимости от мощности подключенных к нему потребителей.

• Вход: переменный ток + напряжение 220 В.
• Выход: постоянный ток + стабилизация силы тока + напряжение варьируется в зависимости от мощности подключенных потребителей.

Обычно в маркировке драйверов присутствует три величины — сила тока на выходе (например, 700 mA), максимальная выходная мощность (например, 60 W) и диапазон напряжения на выходе (например, 0-12 V).

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

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день

Трансформатор и блок питания в чем разница

Большинство потребителей электрической энергии работают от сети переменного тока 220 В, но для многих современных светотехнических устройств нужны особые источники питания, обеспечивающие пониженное переменное или постоянное напряжение, или стабильный ток. Для создания необходимых условий эксплуатации низковольтных потребителей служат: электронный трансформатор, блок питания, драйвер. Важно правильно определить, какое из устройств выбрать в определённой ситуации, ведь от этого зависит, насколько качественно и долго будет служить оборудование. Рассмотрим свойства каждого преобразователя отдельно и чем отличается драйвер от блока питания и трансформатора.

Электронный трансформатор

Самый простой источник питания – трансформатор. В его функции входит повышение или понижение сетевого напряжения.

И у электронного, и у обычного трансформатора на выходе переменный ток, но в чем их отличие? В том, что электронные работают на высокой частоте, значительно превышающей сетевые 50 Гц, а именно десятки килогерц. Это позволило уменьшить их массу и габариты.

Электронные трансформаторы используют для питания галогенных ламп на 12 В или 24 В.

Если подключить такие лампочки непосредственно в электрическую сеть — они сгорят. Но, если галогеновая лампа рассчитана на 220 В, тогда понижающий трансформатор не нужен. Устройство включается напрямую в сеть.

Данный вид преобразователя не подходит для светодиодных ламп и светильников. Но простота и дешевизна устройства позволила широко применять его для подключения галогенных ламп.

При выборе прибора необходимо учесть:

• напряжение на выходе (должно соответствовать номинальному показателю подключаемого прибора);
• номинальную мощность (если к источнику питания подключаются параллельно несколько галогенных ламп, суммируется мощность каждой).

Размещают такой электронный преобразователь в непосредственной близости к питаемым лампочкам, чтобы он при этом не перегревался и обеспечивалась естественная вентиляция. При монтаже локальной подсветки допускается его крепление за подвесными потолками, перегородками, в шкафах. Запрещается включать трансформатор без нагрузки, да и большинство моделей при этом просто не запустится.

Блок питания постоянного тока

Блок питания постоянного тока является прибором для понижения переменного напряжения из электросети до требуемого значения, и преобразование его в постоянное.

Такие БП используют для светодиодных лент и для светодиодных ламп на 12В. Будет ошибкой использовать трансформатор для их питания, так как это может снизить срок службы, а также приведет к мерцанию светового потока.

Как известно, для работы светодиодов нужен стабильный ток. Но такие блоки питания стабилизируют только напряжение. Для этого в LED-ленте, например, используют токоограничительные резисторы. Но эффективно такое решение только для маломощных диодов.

Драйвер

Для подключения мощных светодиодов, используемых в точечных светильниках, в прожекторах, уличных фонарях, используют драйвер.

Это устройство является источником постоянного стабилизированного тока. При подключении к нему нагрузки напряжение может меняться, но сила тока будет иметь четко определённую величину.

Почему же для подключения светодиодов применяют драйвер, а не блок питания?

Одной из характеристик светодиодов является падение напряжения. Если в характеристиках полупроводникового прибора имеется запись — 300 миллиампер и 3.3 вольт, это означает, что номинальный ток для устройства составляет 300 мА, а падение напряжения – 3.3 В. И если питать его стабилизированным током такой величины, то будет служить долго и светить ярко.

Из графика вольтамперной характеристики видно, что даже незначительное увеличение напряжения, приведёт к ощутимому возрастанию тока. И это не прямо пропорциональная зависимость, а приближенная к квадратичной.

Можно было бы предположить, что, выставив точное напряжение один раз, удастся навсегда установить значение номинального тока, необходимого для работы LED-источника света. Но у каждого экземпляра уникальные параметры и свойства, и при соединении нескольких штук параллельно или последовательно результат будет непредсказуемым.

Кроме того, на них оказывает влияние температура окружающей среды. Дело в том, что у светодиодов отрицательный температурный коэффициент напряжения (ТКН). Это значит, что при нагреве падение на светодиоде уменьшается, а ток повышается, если приложено стабилизированное, неизменяющееся напряжение. У драйверов выходное напряжение изменяется в зависимости от нагрузки и её состояния, и происходит стабилизация тока.

Поэтому, если при подключении светодиода использовать обычный БП на 12V постоянки, то светильник работать будет, но срок сократится. Чтобы правильно выбрать драйвер, нужно принять во внимание его основные технические характеристики:

• номинальный ток на выходе;
• максимальную мощность;
• минимальную мощность.

Иногда параметры для устройства указываются в другом виде. Например, технические характеристики драйвера 18-34В 650 мА (20 Вт):

• входное напряжение 85-277 В,
• выходное напряжение 18-34 В,
• выходной ток 650 мА.

То есть он подходит для светодиодной матрицы с характеристиками: мощность — 20 Вт, напряжение – 18-34 В, рабочий ток – 650-700 мА или для 6-10 светодиодов, мощностью 2 Вт.

LED-светильники подключаются к драйверу последовательно, так как в этом случае через все элементы будет течь один и тот же ток. Если их подключить параллельно, то может оказаться, что какой-то из элементов будет перегружен, в то время как другой будет работать не на полную мощность.

Чтобы не превысить максимально допустимую нагрузку преобразователя, не рекомендуется увеличивать количество светодиодов в цепи.

Выбор драйвера осуществляется по току, который потребляют светодиоды. Например, диоду с мощностью 1 Вт нужны 300 – 350 мА.

У этого вида источников питания имеет такие недостатки, как:

• узкая специализация на светодиодах;
• возможность использования только для определённого количества LED источников.

То есть, для каждого устройства осуществляется подбор определенного количества светодиодов. Если в процессе работы, один из них выйдет из строя, то цепь разорвется и драйвер уйдет в защиту (или сгорит), так как последние не работают в режиме холостого хода.

В заключение отметим, что несмотря на то что драйвер, блок питания и электронный трансформатор служат для подключения низковольтных потребителей, это совершенно разные устройства, отличающиеся друг от друга по назначению. Важно понимать, в каких случаях каждый из них применяется. Ведь только правильно подобранный источник питания сможет создать оптимальные условия эксплуатации для вашего оборудования.

Материалы по теме:

Опубликовано 30.01.2020 Обновлено 30.01.2020 Пользователем Александр (администратор)

Трансформатор как элемент домашних блоков питания

У пользователей бытовых и промышленных приборов может возникнуть проблема в подборе электрического устройства, обеспечивающего электропитание. Такое устройство называется блок питания и может отличаться по видам трансформаторов.

Для наиболее точного определения необходимо знать технические характеристики устройства и способ его электропитания. В настоящей статье вы можете ознакомиться с основными характеристиками блоков питания и понять, чем отличаются их трансформаторы.

Принцип работы электроприборов повседневного использования

Основная масса бытовых и промышленных приборов питаются от источника постоянного тока. Часто их нельзя напрямую подключить к электрической сети. А это значит, что необходимо использовать устройство, которое будет преобразовывать переменный ток от источника электропитания в постоянный ток с требуемым значением напряжения.

Схема блок питания содержит основной элемент — трансформатор. Его основная функция — понижение напряжения и преобразование переменного тока электросети в постоянный. Рассмотрим подробнее принцип работы трансформатора. Трансформатор имеет две обмотки и стальной сердечник. На первичную обмотку подается входное напряжение, которое через сердечник, в виде магнитного потока, проходит в направлении вторичной обмотки.

Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт электродвижущую силу в этой обмотке, иначе говоря, электромагнитную индукцию. Количество витков вторичной обмотки отличается от их числа в первичной, что и определяет размер напряжения на выходе. Иными словами, трансформатор регулирует уровень напряжения и понижает его до уровня, подходящего для современных электронных устройств с сохранением частоты тока.

В целях преобразования переменного тока в постоянный, в блоке питания дополнительно используются выпрямители с фильтрующей схемой и стабилизатор напряжения. На основании изложенного выше, можно сделать заключение, что блок питания снижает значение напряжения до приемлемого уровня и стабилизирует его. Возникает закономерный вопрос: какой блок питания выбрать.

Виды блоков питания

В зависимости от условий работы, все блоки питания можно разделить на две категории:

• 1. Линейный блок питания (или трансформаторный). Принцип действия основан на использовании трансформатора. Устройство простое, но имеет относительно большие габариты. Применяются, если необходимы низкие размеры выходных напряжений в диапазоне 5-25В;
• 2. Импульсный блок питания. Действие основывается на преобразователе напряжения. Такие устройства стали возможны, благодаря изобретению значительно уменьшенных в размере трансформаторов. Изделия стали легче и меньше. В настоящее время такие устройства используются для питания электронного оборудования, работающего от сети.

Блок питания для компьютера — это образец устройства целевого применения. Конструкция приспособлена для использования в компьютерных устройствах. Есть ещё более специфическая разновидность — блок питания для ноутбука. Сайт TME даёт возможность всем пользователям выбрать нужное устройство по параметрам, в соответствии с индивидуальными требованиями каждого. В наличии имеются:

• импульсные блоки питания;
• компьютерные блоки питания;
• линейные блоки питания;
• промышленные блоки питания.

Есть возможность выбрать разных производителей. Наибольшей популярностью пользуются блоки питания MEAN WELL, по этой причине они представлены в самом большом ассортименте.

A301-2K5-F3 Преобразователь: автомобильный DC/AC; 2500Вт; Uвых: 230ВAC; 82%

A301-300-F3 Преобразователь: автомобильный DC/AC; 300Вт; Uвых: 230ВAC; 82%