Elektronický halogenový transformátor

     Elektronické halogenové trafo slouží jako náhrada klasického trafa pro napájení halogenových žárovek. (Lze ho pochopitelně použít i pro nehalogenové žárovky a jiné typy odporových zátěží, kterým nevadí vf proud.) Funguje na principu spínaného zdroje. Narozdíl od běžných spínaných zdrojů však nemá za impulzním trafem usměrnění, protože žárovka nepotřebuje nutně stejnosměrné napětí. Nemá ani filtrační elektrolyt za síťovým můstkem, protože 100Hz zvlnění žárovce také nevadí. Jen se tím sníží ef. hodnota napětí asi o 30%. Díky absenci elektrolytu není potřeba ani nárazový termistor a odpadnou problémy s účiníkem (ten je zde téměř 1). Obvod je zapojen jako polomůstek s MOSFETy a budícím obvodem IR2153, který je vybaven plovoucím buzením horního MOSFETu a vlastním oscilátorem. Obvod pracuje na frekvenci okolo 50kHz. Na primáru pulzního trafa je efektivní napětí přibližně 107V, podle výpočtu:
U_ef = (U_vst-2) . 0,5 . √(t-2.deadtime)/t
Kde U_vst je vstupní síťové napětí, deadtime je pro obvod IR2153 vždy 1,2us a t je perioda, pro 50kHz je to 20us. Po dosazení vyjde:
U = (230-2) . 0,5 . √(20-2.1,2)/20 = 106,9V.
Napětí se sníží o 2V na úbytku diod, rozdělí na děliči ze dvou kondenzátorů 1u/250V na polovinu a nakonec se ef. hodnota sníží o deadtime.
     Trafo Tr1 je pulzní feritové trafo (EE nebo EI) a lze získat např. z počítačových zdrojů AT či ATX. Jádro by mělo mít průřez asi 90 - 140mm2. Počet závitů bude pravděpodobně potřeba upravit podle použité žárovky. Při výpočtu transformačního poměru vycházíme z toho, že na primáru je ef. napětí 107V. Trafa z AT(X) mívají na primáru obvykle 40z. Primár je rozdělen na 2 části po 20z, jedna je pod sekundárem a jedna nad ním. Tento způsob vinutí se používá pro snížení rozptylu. Při úpravě trafa bude potřeba odvinout vrchní polovinu primáru a původní sekundáry. Ty se nahradí sekundárem, který bude mít cca 2,4 až 3V na závit. Pro žárovku 12V tedy navineme např. 4z (možné je cca 4-5z). Požadované napětí zvolíme 11,5V (u halogenových žárovek se obvykle volí rezerva). Transformační poměr vychází 107V / 11,5V = 9,304. Na sekundáru máme 4z, takže na primáru vychází 9,304 . 4z = 37z zaokrouhleno na celé závity. Protože ve spodní polovině primáru zůstalo původních 20z, dovineme vrchní vrstvu 37z - 20z = 17z. Pokud bychom zvolili na sekundáru 5z, vyjde nám na primáru 47z a dovinuli bychom tedy 27z. Když se vám podaří zjistit, jaké počty závitů měly původní sekundáry, bude úprava mnohem jednodušší. Pokud zjistíte, který sekundár měl např. 4z, tak potom stačí už jen odvinout 3z z vrchní části primáru a je hotovo :). Podobný postup by byl i u žárovky 24V, až na to, že na sekundár bychom zvolili 8-10z.
     S MOSFETy STP9NK50Z nebo IRF840 bez chladiče lze elektronické trafo použít pro výkony do cca 80-100W. Podobně by na tom měly být i STP10NK60Z, STP11NK50Z nebo STP9NC60FP. Pro větší výkon použijte chladič a/nebo výkonnější MOSFETy, jako např. IRFP460, IRFP460LC, STP15NK50ZFP, STW20NK50Z, STP25NM50N, STB25NM50N-1 nebo 2SK2837. Měly by mít napětí Uds 500-650V. Přívody k žárovce by neměly být moc dlouhé, protože je v nich vf napětí a mohlo by docházet k rušení a úbytku napětí vlivem jejich indukčnosti. Výstupní napětí pravděpodobně multimetrem nezměříte :).

Pozor! Téměř všechny části obvodu jsou galvanicky spojeny se sítí. Při špatné konstrukci Tr1 může síťové napětí proniknout na výstup. Kondenzátory mohou zůstat nabité i po vypnutí. Vše děláte na vlastní nebezpečí.