Схематические решения, как из 220в получить напряжение 12в без трансформатора

В современных бытовых сетях огромное количество приборов и устройств питаются от пониженного напряжения. Как правило, это слаботочные приборы, в цепи питания которых используется 12 Вольт: газовые нагреватели, ручной электроинструмент, переносные и стационарные светильники, детские игрушки и многое другое.

Из-за широкого применения обыватели пытаются организовать питание для таких приборов самостоятельно, поэтому в данной статье мы рассмотрим, как получить 12 Вольт различными способами.

Получаем 12 Вольт из 220

Наиболее доступным источником питания с практически неограниченным ресурсом мощности является бытовая сеть переменного напряжения 220 Вольт. Все что нужно для получения 12 Вольт – понизить, а при необходимости, и преобразовать имеющуюся электрическую величину в постоянную.

Для этого можно использовать один из нескольких способов:

• с использованием трансформатора для понижения и диодного моста для дальнейшего выпрямления;
• при помощи гасящего конденсатора;
• без трансформатора – с применением резистора или полупроводникового устройства.

Теперь рассмотрим каждый из способов более детально.

Способ без трансформатора

В случае отсутствия трансформатора, который мог бы понизить напряжение сети до 12 Вольт, обойтись можно и обычным резистором. Дело в том, что падение напряжения на резисторе, подключенном последовательно нагрузке в 208 Вольт обеспечит 12 Вольт на нужном устройстве, при условии, что в сети 220 Вольт.

Если напряжение сети значительно отличается, то универсальная формула для расчета величины дополнительного резистора будет выглядеть следующим образом:

R1 = Uc / I — Rн

где

• R1 – сопротивление дополнительного резистора;
• RН – сопротивление нагрузки;
• I – ток в цепи резистора и нагрузки (можно брать паспортное значение);
• UC – напряжение в сети.

Такой способ, чтобы получить 12 Вольт нельзя назвать оправданным, так как падение напряжения на резисторе будет приводить к расходу мощности и дополнительным затратам электроэнергии. Поэтому еще одним вариантом для понижения уровня напряжения является использование тиристорного или симисторного регулирования. Пример такой схемы приведен на рисунке ниже:

Здесь токоограничивающая цепочка конденсатором C1 резисторами R1 и R2, которые определяют время заряда емкости и подачи импульса через динистор VS1 на управляющий электрод симистора VS2. Это классический вариант управления величиной выходного напряжения, который часто применяется в диммерах.

Использование гасящего конденсатора

Помимо вышеприведенных методов чтобы получить 12 Вольт можно использовать схему с гасящим конденсатором.

На рисунке выше приведен пример с двумя гасящими конденсаторами C1 и C2, здесь обе емкости предназначены для снижения переменного напряжения, поступающего от сети. Время на заряд конденсатора существенно сокращает длительность полупериода, подаваемого на мост VD1. Далее электрическая величина передается через стабилизирующие резистор R3, конденсаторы C3 и C6 к линейному преобразователю D1. Затем от преобразователя через конденсаторы C4 и C5 напряжение подается к питаемому устройству.

Схема с трансформатором

Наиболее распространенным вариантом понижения сетевого напряжения, чтобы получить 12 Вольт, является использование трансформатора. Для этого используется специальная электрическая машина с соответствующими параметрами по входному и выходному напряжению.

Как видите, на высокую сторону обмоток трансформатора подается напряжение сети 220 Вольт. Далее, пониженное напряжение поочередно подается полуволнами на входные клеммы диодного моста VD1 — VD4. От диодного моста постоянное напряжение подается к нагрузке через фильтрующий конденсатор C.

Это наиболее простой вариант схемы с понижающим трансформатором, но при необходимости постоянного использования устройство можно дополнить функциональными элементами – переменным резистором или стабилизатором.

Блоки питания

Второй способ – блок питания компьютера. Когда я его увидел, сразу вспомнил, что такой аппарат может дать мне 12 вольт. Чтобы их получить, нужно просто подключиться к соответствующим клеммам выходного разъема и включить сам блок питания в сеть.

Хорошим аналогом компьютерным блоками питания могут стать блоки устаревших радиоприемников, телевизоров, магнитофонов, и об этом дальше.

Рабочие схемы

Все описанные устройства выполнены на распространенных радиоэлементах. Ниже приведены схемы с обозначением всех деталей.

В БП с транзисторными стабилизаторами КТ940А можно заменить на высоковольтный, выдерживающий более 250 В, а КТ815Г — на другой, с минимальным напряжением 80 В. При указанных деталях устройство может выдать до 300 мА. Для увеличения силы тока надо транзисторы установить на радиаторы. Если вместо стабилитрона КС512А поставить Д814Д, то выходной ток устройства уменьшится до 200 мА.

Традиционный бестрансформаторный блок на 12 В с RC-цепочкой выдает всего 20-40 мА. Если после моста установить мощный стабилитрон Д815Ж, который ограничит напряжение до 16-19 В, и дополнить схему стабилизатором на транзисторе, то выходной ток повысится до 120 мА. Для его увеличения до 180 мА необходимо параллельно конденсаторам C1, C2 припаять еще один такой же.

Более стабилен блок на микросхеме 78L08 (российское обозначение КР142Б). При указанных деталях он выдает до 200 мА.

Основные технические характеристики

Технические характеристики определяют возможности использования понижающего трансформатора, а также условия его эксплуатации, что выражается в следующих показателях:

• номинальное первичное напряжение;
• номинальная мощность;
• режим и условия использования;
• степень защиты по ГОСТ 14254-96;
• материал корпуса (если таковой имеется).

Что в итоге

В целом, существует много способов достать 12 вольт в домашних условиях. Например, если вы автомобилист, то можно попросту воспользоваться аккумулятором. Варианты варьируются от того, какие подручные элементы у Вас есть и готовы ли Вы идти в магазин и покупать их. У меня быстрее всего получилось решить вопрос методом подключения к клеммам выходного разъема компьютерного блока. Больших усилий и потерь этот способ не затребовал.

Вопрос

Напишите в комментариях, как бы вы решали подобную проблему? И решали бы её вообще?

ЗАГЛУШАЮЩИЙ ТЕПЛОПРИЕМНИК

Перед тем как мы разберем эту тему, расскажем о правилах которые требуется выполнять:

• Питательный блок предназначен для работы только с одним прибором.
• Каждый из внешних элементов должен быть закрыт изоляцией. Не трогайте электронную схему блока, если к ней не подсоединена нагрузка или к нему не подключен стабилизатор для понижения постоянного тока.

Эта последовательность не может привести к смерти, но гарантировано неприятное действие электричества.

Значение уменьшающего охладителя выясняется по уравнению:

Ц (микрофарад)=3200 x I(нагрузки)/ корень из(U вход кв.-U выход кв.) или Ц (мкФ)=3200 x I(нагрузки)/ корень из U вход

Другими способами получать бесполезно, из-за снижения интенсивности с 220 до 12 В, резистором, выделяется очень много тепла, а выполнять обмотку дросселя для получения нужных Вольт не имеет смысла, потому что это очень затратно и трудновыполнимо.

Принцип работы трансформатора: общие сведения

Все подобные устройства, независимо от вида, выполняют схожую работу. На трансформатор подаётся напряжение, которое понижается при помощи катушек или определённых электронных составляющих до нужного показателя. Такие устройства могут быть понижающими (напряжение на выходе меньше, чем на входе) или повышающими (выходное напряжение выше, чем входное). Для бытовых нужд повышающие трансформаторы неактуальны, т.к. 220 В вполне достаточно для работы всех электроприборов.

Рассмотрим виды трансформаторов, используемых сегодня в быту.

Необходимые материалы

Правильно составленная схема электропроводки поможет быстро рассчитать количество кабеля, автоматики, розеток и т. д. В первую очередь рассчитывается сечение и длина вводного кабеля. Для этого можно использовать специальную таблицу, расположенную ниже.

Таблица расчет сечения кабеля в зависимости от мощности сети

К примеру, рассчитаем параметры кабеля и других компонентов для схемы № 1, которая была обозначена в прошлом разделе:

• Сечение вводного кабеля — в данном случае в гараже не планируется устройство полноценной автомастерской, поэтому идеально подойдёт медный кабель на 4–4,5 кв. мм.
• Электрический щиток — достаточно щитка на 9 модулей.
• Сечение кабеля для розеточной группы — мощность инструмента, применяемого для обслуживания и ремонта автомобиля, редко превышает 3 кВт. С учётом этого подбирается сечение кабеля — 1,5–2 мм. кв., но в целях безопасности рекомендуется использовать медный кабель сечением 2,5 мм. кв.
  Кабель для проводки различного сечения
• Автоматы розеточной группы — для подбора автомата следует рассчитать силу тока: I = P/U, где I — сила тока (A),P — мощность нагрузки (кВт), U — напряжение сети (В). С учётом наших данных получается, что I = 3000 / 220 = 13,65 А. Получается, что на каждую группу розеток понадобиться по одному модульному автомату на 16 А.
• УЗО — устройство на проходящий ток мощностью не менее 20 А. Ток срабатывания, при котором устройство отключиться — строго 10–30 мА.
• Розетки — рассчитанные на номинальный ток в 16 А с заземлением.
  УЗО и автоматический выключатель для электросети
• Сечение кабеля для осветительной сети — рассчитается с учётом общей мощности осветительных приборов. Например, на потолке располагается два светильника мощность 100 Вт, на стенах по два светильника мощностью 60 Вт каждый. В итоге получается, что общая мощность приборов составляет 220 Вт. Для данной мощности хватить алюминиевого кабеля сечением 1,5 мм. кв.
• Автоматы для освещения — общая мощность тока составляет не более 400 Вт, даже если поставить обычные лампочки по 100 Вт в каждый осветительный прибор. При правильно выбранном сечении кабеля хватит однополюсного автомата на 10 А.

Длина кабеля определяется исходя из оптимального маршрута. Кабель приобретается с запасом 10%. Крайне не рекомендуется покупать очень дешёвые изделия. Оптимально, если это будет проводка с двойной изоляцией и изолирующими проводниками.