Трансформатор для галогенных ламп: назначение, принципы работы и рекомендации по подключению

Галогенные лампы представляют собой более современные аналоги привычных ламп накаливания. Их работа имеет схожий принцип, однако благодаря ряду особенностей, галогенные устройства отличаются большей экономичностью, долговечностью и создают приятный, хотя и яркий свет.

На рынке можно найти два типа галогенных ламп: низковольтные и высоковольтные. Для обеспечения корректной работы низковольтных моделей требуется трансформатор для галогенных ламп. В этой статье мы объясним, как правильно выбрать и подключить такое устройство.

Зачем нужен трансформатор для галогенных ламп?

Галогенные лампы активно конкурируют со светодиодными, несмотря на то что последние имеют лучшие технические характеристики. Причины популярности галогенок зачастую заключаются в их более низкой цене и удобстве использования, а также в особенностях светового потока светодиодов, который может вызывать усталость глаз.

Одним из ключевых преимуществ светодиодов является их низкая температура нагрева, однако это преимущество также характерно для низковольтных галогенных ламп, которые можно устанавливать в местах, подверженных высоким температурам, например, в потолочных светильниках.

Тем не менее, следует помнить, что галогенные лампы с низким напряжением могут функционировать только с использованием трансформатора. Этот компонент необходим для снижения сетевого напряжения до допустимого для работы лампы уровня, обычно до 12 В.

Кроме того, трансформатор выполняет защитную функцию, предохраняя источник света от скачков напряжения, перегрева и коротких замыканий, а также обеспечивает плавный старт освещения. Важно отметить, что при правильном использовании лампы с трансформаторами служат значительно дольше, но это в значительной степени зависит от качества используемого устройства.

Низковольтные галогенные лампы не могут подключаться напрямую к напряжению 220 В, поэтому для них требуется трансформатор понижающего типа.

Виды трансформаторов

Трансформаторы делятся на электромагнитные и электронные устройства, которые различаются по принципу функционирования и другим характеристикам.

Электромагнитные трансформаторы изменяют параметры стандартного сетевого напряжения, подгоняя его под значения, необходимые для работы низковольтных галогенных ламп. Электронные модели, кроме этого, также производят преобразование тока.

Электромагнитный тороидальный трансформатор

Наиболее простой вид тороидального трансформатора состоит из двух обмоток и сердечника, который также называют магнитопроводом. Сердечник изготавливается из ферромагнитного материала, обычно это сталь. Обмотки располагаются на стержне.

Первая обмотка подключается к источнику питания, вторая – к нагрузке. Между обмотками отсутствует электрическая связь.

Несмотря на свою низкую стоимость и надежность, тороидальные электромагнитные трансформаторы редко используются для подключения галогенных ламп.

Таким образом, передача мощности осуществляется только электромагнитным способом. Для увеличения индуктивной связи используется магнитопровод. При подаче переменного тока в первую обмотку создается в сердечнике переменный магнитный поток.

Этот поток взаимодействует с обеими обмотками, что приводит к индукции электродвижущей силы. Под действием этой силы во вторичной обмотке формируется переменный ток с напряжением, отличающимся от напряжения в первичной обмотке.

Тип трансформатора, его возможность повышать или понижать напряжение определяются количеством витков обмоток. Для галогенных ламп используется только понижающие устройства.

Преимущества таких трансформаторов заключаются в:

• Высокой надежности.
• Простоте подключения.
• Невысокой стоимости.

Тем не менее, тороидальные трансформаторы встречаются в современных системах с галогенными лампами довольно редко. Это связано с тем, что предназначенные конструкции могут иметь значительные размеры и массу, что затрудняет их установку в мебели или потолочной подсветке.

Одним из главных минусов тороидальных трансформаторов является их громоздкость. Установка таких устройств может быть проблематичной в случае необходимости скрытой установки.

К недостаткам также следует отнести нагрев во время работы и чувствительность к колебаниям напряжения в сети, что может влиять на долговечность работы галогенных ламп.

Дополнительно, обмоточные трансформаторы могут гудеть во время работы, что не всегда удобно. Поэтому такие устройства чаще применяются в производственных или нежилых помещениях.

Импульсный или электронный трансформатор

Импульсный трансформатор состоит из магнитопровода и двух обмоток. В зависимости от формы сердечника и конфигурации обмоток выделяют несколько типов: стержневой, тороидальный, броневой и бронестержневой.

Число витков первичной и вторичной обмотки может варьироваться, что позволяет создавать как понижающие, так и повышающие устройства.

В конструкции импульсного трансформатора имеются не только обмотки, но и электронные компоненты. Это позволяет интегрировать в устройство защитные системы от перегрева, функцию плавного включения и другие особенности.

Принцип работы импульсного трансформатора несколько отличается: на первичную обмотку подаются короткие импульсы, что позволяет сердечнику постоянно оставаться в состоянии намагничивания.

Импульсы представляют собой кратковременные сигналы прямоугольной формы, которые способствуют возникновению аналогичных индуктивных процессов во вторичной обмотке.

Это свойство дает электронным трансформаторам множество преимуществ:

• Компактность и легкость.
• Высокий коэффициент полезного действия.
• Возможность встроенных защитных функций.
• Широкий диапазон рабочих напряжений.
• Отсутствие нагрева и шума в процессе работы.
• Регулировка выходного напряжения.

Однако следует учитывать и недостатки, такие как необходимость соблюдения минимальной нагрузки и относительно высокая цена, обусловленная сложностью производства.

Рекомендации по выбору трансформатора

При выборе трансформатора для галогенных ламп важно учитывать множество факторов. Необходимо начать с двух ключевых параметров: выходного напряжения устройства и его номинальной мощности.

Выходное напряжение должно соответствовать рабочему напряжению подключаемых ламп, в то время как номинальная мощность определяет общую мощность светильников, с которыми будет работать трансформатор.

На корпусе трансформатора обычно имеется маркировка, позволяющая получить все необходимые данные об устройстве.

Для точного расчета необходимой номинальной мощности лучше всего сложить нагрузки всех источников света, которые будут подключаться к трансформатору, и прибавить к получившейся сумме 20% запаса для нормальной работы устройства.

Например, если в гостиной планируется установить три группы галогенных ламп по семь штук в каждой, с мощностью 30 Вт и напряжением 12 В, то потребуется три трансформатора для каждой группы. Рассчитаем общую мощность:

Сложив, мы получаем 210 Вт. С учетом запаса это даёт 241 Вт, соответственно, каждому трансформатору нужно иметь выходное напряжение 12 В и номинальную мощность порядка 240 Вт.

Поскольку под эти параметры подходят как электромагнитные, так и импульсные устройства, при выборе электронного трансформатора следует обратить внимание на его номинальную мощность. Она указана в виде двух цифр: первая обозначает минимальную рабочую мощность.

Важно понимать, что общая мощность подключаемых ламп должна превышать эту величину, иначе устройство не будет работать. Специалисты также предупреждают, что максимальная мощность в технических характеристиках трансформатора обычно на 25-30% больше, чем устройство сможет выдавать в нормальных условиях, что делает необходимым наличие запаса мощности.

Для длительной работы галогенных светильников крайне важно правильно подобрать мощность трансформатора, учитывая необходимый запас для безопасной эксплуатации.

Не менее важен и размер трансформатора, а также место его установки. Чем мощнее устройство, тем больше оно по размерам; это особенно актуально для электромагнитных трансформаторов. Рекомендуется заранее определить место для его установки.

Если используется несколько светильников, желательно распределить их по группам и установить отдельный трансформатор для каждой группы. Это связано с тем, что при отказе одного трансформатора остальные будут продолжать работать. К тому же мощность каждого трансформатора будет ниже, чем у единственного, который должен был обслуживать все лампы, что позволит существенно снизить затраты.

Два варианта подключения трансформатора

Перед началом подключения понижающего трансформатора важно сначала продумать расположение светильников, если их количество превышает два. Также необходимо выбрать подходящее место для установки трансформатора.

При этом следует учитывать несколько важных моментов:

• К устройству должен быть обеспечен свободный доступ для его обслуживания и замены.
• Если трансформатор устанавливается в закрытом пространстве, его объем должен составлять не менее 10 литров, чтобы обеспечить отвод тепла, выделяющегося в процессе работы.
• Расстояние между трансформатором и ближайшей галогенной лампой должно составлять не менее 250 мм, чтобы избежать избыточного нагрева светового источника.

Только после определения мест установки трансформатора и ламп можно приступать к монтажу и подключению системы.

Правильный выбор места для трансформатора имеет большое значение. Установка в закрытых помещениях требует достаточного объема для предотвращения перегрева устройства.

В данном случае есть два основных подхода, причем второй может быть адаптирован для подключения сразу нескольких групп светильников, а не только двух.

Система светильников с одним трансформатором

Этот способ наиболее подходит для подключения четырех или пяти источников света. Если необходимо больше ламп, лучше разделить их на группы. Галогенные лампы следует подключать только параллельно, что необходимо учитывать при создании схемы. Важно также, чтобы расстояние от каждой лампы до трансформатора было примерно одинаковым для обеспечения стабильной работы.

Разная длина проводов может привести к неравномерной яркости: лампа с более коротким проводом будет светить ярче, тогда как та, что с длинным, будет тускнееть.

К тому же, длинные провода могут перегреваться, что нежелательно. Эксперты рекомендуют, чтобы длина проводов, идущих к лампам, не превышала 200 мм, а их сечение было не менее 1,5 кв. мм.

Этот способ подходит для подключения небольшого количества ламп — не больше пяти. В противном случае требуется более мощный трансформатор.

На корпусе трансформатора расположены входные и выходные клеммы. Первичные обозначены как N и L либо Input и предназначены для подключения к сети 220 В через однокнопочный выключатель.

Синяя и оранжевая (или коричневая) проводка, идущая от распределительной коробки, должны быть соединены с соответствующими клеммами трансформатора. К выходным клеммам Output подключаются галогенные лампы.

Обязательно используйте медные провода одинакового сечения. Примечание: если клемм недостаточно, необходимо установить дополнительные клеммные зажимы, которые можно приобрести в специализированном магазине.

Две группы ламп с двумя трансформаторами

Такое подключение более эффективно, если количество светильников превышает пять. Группы могут состоять как из одинакового, так и из разного числа ламп; главное — правильно подобрать трансформаторы для каждой группы. Как и в предыдущем случае, сначала необходимо составить схему подключения.

При выборе местоположения ламп действуют те же правила: длина проводов от трансформатора должна быть приблизительно одинаковой для всех подключенных светильников.

Так подключаются две группы галогенных ламп, для каждой из которых используется отдельный трансформатор, при этом выключатель общий для обеих групп.

Это может представлять определенные сложности, поэтому может потребоваться внести коррективы. Для медных проводов сечением 1,5 кв. мм оптимальная длина колеблется от 150 до 300 см, что обеспечивает минимальные потери энергии и отсутствие помех.

Если этой длины недостаточно, потребуется выбрать провод большего сечения: для расстояний от 300 до 400 см рекомендуется использовать кабель сечением до 2,5 кв. мм. При еще большей длине необходимо провести специальный расчет с использованием соответствующей таблицы.

Подключение каждого трансформатора и соответствующих ламп осуществляется аналогично предыдущему методу: нулевая жила из распределительной коробки подключается к нулевым клеммам трансформаторов.

Фазный провод от выключателя подсоединяют к фазным клеммам понижающих устройств. Теоретически можно подключить более двух групп светильников, при этом для каждой потребуется свой трансформатор.

Важно отметить, что для каждого понижающего трансформатора прокладывается отдельный кабель, соединение должно происходить исключительно внутри распределительной коробки. Некоторые мастера соединяют провода под потолком, не используя распределительную коробку, что является большой ошибкой, противоречащей требованиям ПУЭ, которые требуют, чтобы каждый соединительный участок был доступен для осмотра и ремонта. Поэтому единственно правильный путь — соединять провода в распределительной коробке.

При монтаже системы галогенного освещения с большим количеством ламп необходимо тщательно рассчитать количество осветительных групп и расположение трансформаторов.

Специалисты отмечают, что при необходимости подключения группы из множества ламп можно рассмотреть вариант установки распределительной коробки между светильниками и трансформатором. Это особенно актуально, если на понижающем устройстве не хватает клемм или есть ограничения по его размещению.

При этом следует учитывать, что при одинаковой мощности низковольтная цепь имеет большее значение тока, чем высоковольтная, поэтому требуется точный расчет сечения провода на основе общей силы тока.

Возьмем пример: семь 12 В ламп мощностью 35 Вт должны быть подключены через трансформатор и установлены параллельно через распредкоробку. Нам нужно рассчитать сечение провода между распределителем и выходом трансформатора.

Сначала умножаем количество ламп на их мощность и получаем приблизительное значение тока, деля его на рабочее напряжение, что в итоге будет около 29 А — именно такой ток будет проходить через низковольтную проводку.

Используя таблицы ПУЭ, определяем необходимое сечение провода. В нашем случае это не менее 4 кв. мм. Как видно, нагрузка довольно большая, возможно, стоит разделить группу на две.

Если подключить две группы галогенных ламп через двухклавишный выключатель, это позволит управлять каждой группой отдельно.

При монтаже двух групп галогенных ламп с использованием трансформатора можно применить два типа выключателей. Однокнопочный выключатель позволит включать и выключать обе группы одновременно, тогда как двухклавишный даст возможность управлять каждой группой отдельно.

Рекомендации специалистов

Электрики нередко сталкиваются с задачей установки низковольтных галогенок в уже смонтированной проводке, что затрудняет параллельное подключение ламп к трансформатору без значительных переделок.

Чтобы снизить затраты, специалисты рекомендуют подключить каждую лампу к своему трансформатору, которые, как правило, обладают меньшей мощностью и габаритами.

Если это слишком затратно, можно установить высоковольтные галогенки на 220 В, однако в этом случае стоит дополнительно оборудовать их устройством плавного пуска. Альтернативой может стать замена галогенных ламп на светодиоды эконом-класса, если позволяет конструкция светильника.

Статья, подробно объясняющая все аспекты выбора галогенок для системы освещения, станет полезным руководством.

Многие заинтересованы в возможности регулирования уровня освещения. Современные электронные трансформаторы часто оснащены функцией снижения входного напряжения, что позволяет корректировать яркость галогенного света.

Часто планируется использование диммера для регулировки яркости, но стоит знать, что большинство импульсных трансформаторов не совместимы с диммерами.

Их использование может негативно сказаться на работе электронного трансформатора и сократить срок службы подключенных галогенных ламп.

По этой причине лучшим вариантом для работы с диммером станет тороидальный электромагнитный трансформатор. Еще одно важное замечание.

Специалисты настоятельно рекомендуют не забывать об обслуживании установленных низковольтных устройств. Оптимально проводить плановый осмотр каждые полгода для проверки работоспособности, при выявлении неисправностей — производить ремонт или замену.

Выводы и полезное видео

Видео #1. Знакомство с трансформаторами Osram:

Видео #2. Правильное подключение трансформатора:

Видео #3. Вся полезная информация о трансформаторах для галогенных источников света:

Низковольтные галогенные лампы являются практичным решением для организации встроенного освещения. Они представляют собой бюджетный аналог светодиодов, однако по качеству света значительно превосходят их.

Основное затруднение, связанное с использованием низковольтных галогенных ламп, заключается в необходимости установки понижающего трансформатора. Тем не менее, при правильном подходе к монтажу, такие осветительные устройства могут иметь долгий срок службы и функционировать без сбоев.

У вас есть опыт подключения трансформатора для маломощной галогенной лампы? Знаете какие-либо полезные технологические нюансы, которые могли бы быть интересны пользователям сайта? Будем рады, если вы оставите комментарии, поделитесь актуальной информацией или разместите фото в разделе ниже.

Видео:

Подключение трансформаторов для галогенных ламп