Трансформаторный преобразователь напряжения «230/120» на ТС-180-2

Для питания приборов, купленных в США, обычно недостаточно приобрести адаптер вилки питания. Отличаются не только вилки, но и стандарты напряжения сети. Попытка подключения «заморского» прибора к российской сети 230 В может привести к его повреждению, если прибор изначально не был спроектирован для универсального питания.

Для питания импортных «120-вольтовых» зарядных устройств аккумуляторного инструмента был собран трансформаторный преобразователь «230/120».
Собирался он по принципу «из того, что было». Вопрос с корпусом был решён немного безобразно, но в этом решении есть некоторая эстетика приборов для личного пользования, делающих их единственными и неповторимыми.

Побочная функция преобразователя — гальваническая развязка для питания, например, осциллографа при проведении измерений в силовых цепях 230 В.

↑ История

Примерно полтора года назад я озадачился приобретением набора инструментов для личных хобби-ремонтных нужд. Нужда эта назрела довольно давно. Вялотекущий ремонт в квартире по большей части делался с помощью ножовки по металлу, ударной дрели, полуживого шуруповёрта с дохлым аккумулятором и кучи ручного инструмента.

Начиналось всё сравнительно безобидно, с покупки электролобзика. В тот момент я начал активно реализовывать проект двухполосной акустической системы (ага, долгострои — наше всё).

В процессе изготовления акустики обзавёлся такими полезными вещами как фрезер, раскладной верстак для работы в условиях лоджии, распилочный стол, шлифмашинка и др. Всё это покупалось в местном магазине после тщательного выбора и чтения отзывов.

Со временем потребность превратилась в нечто большее, а именно в интерес к инструменту. И в понимание того, как много времени и сил я потратил зря, мучаясь ручным инструментом и работая ударной дрелью по кирпичу и бетону. Да-да, «радость» любого жителя многоквартирного дома — сосед-жмот и/или невежда с ударной дрелью.

Я много лет закупаюсь за рубежом, и когда возникло желание приобрести аккумуляторный инструмент, то я начал сравнивать цены в местной рознице и в интернет-магазинах США, Европы, Китая. Оказалось, что мне выгоднее брать инструмент по распродажным ценам в США и везти его почтой в Россию.

Одна проблема длительное время тревожила — разница напряжений сети в России и в США, а именно наши 230 В и их 120 В.



Произведя замеры напряжения в розетках разных районов города, и поспрашивав знакомых электриков, я получил результаты от 225 до 238 В.

К сожалению, способы надёжной переделки зарядных устройств различных производителей не всегда можно найти в публичных источниках, а своих знаний и времени подчас не хватает. В итоге требуется преобразователь «230/120».
Самостоятельная переделка зарядок нередко бывает нерентабельной из-за высокой стоимости компонентов.
Именно поэтому трансформаторный преобразователь показался мне самым надёжным и простым решением.

↑ От слов к делу…

Заглянув в закрома, я обнаружил довольно распространённый трансформатор ТС-180-2, изъятый из какого-то старого лампового телевизора.

Состояние трансформатора было на твёрдую «четвёртку». Минус один балл из-за ржавчины на сердечнике. Обмотки были целы, ток холостого хода и гудение были в допустимых пределах. При первом включении ничего не бабахнуло и не нагрелось, что говорит об отсутствии межвитковых замыканий.

В сети было найдено описание трансформатора ТС-180-2 со схемой обмоток, числом витков и указанием выводов. Трансформатор оказался довольно интересным с технической точки зрения, так как предполагал подключение к первичной сети различных уровней напряжения: 110, 127, 220, 237, 254 В. Да-да, когда-то в СССР применяли необходимые мне сейчас 110 и 127 В, но теперь это уже история.
Изменение уровня питающего напряжения ТВ, в котором трансформатор когда-то использовался, достигалось изменением схемы соединения двух первичных обмоток, имеющих отводы.

По роду основной деятельности я занимаюсь проектированием в электроэнергетике. На ум сразу же пришла идея реализовать автотрансформаторное включение с помощью двух первичных обмоток и получить заветные 120 В. Это позволит полностью использовать мощность трансформатора без перемотки вторичных обмоток, так как существующие вторички позволяли получить 119 В (последовательно соединённые обмотки 5-6 и 5'-6') при номинальном токе 0,5 А. Это эквивалентно мощности 60 ВА или трети от номинальной мощности трансформатора.



В первичной обмотке ТС-180-2 применён обмоточный провод ПЭВ-1 0,69, длительно допустимый ток, для которого при плотности тока 2 А/мм² равен 0,748 А, что при напряжении питания 230 В практически соответствует номинальной мощности трансформатора.


Было принято решение скоммутировать первички трансформатора на 237 В.
Трансформатор стал гудеть значительно меньше, и напряжение в трансформаторном включении стало ближе к желаемым 120 В.

Прошло несколько месяцев такого использования, всё это «безобразие» хранилось в бумажной коробке из-под небольшой посылки и использовалось на железобетонном полу лоджии (в целях пожарной безопасности). Фотографии этого этапа не привожу, чтобы не пугать читателей. Явно назрела необходимость сделать конструкцию завершенной. Рано или поздно при подключении я ошибусь и моё «временное» решение превратится из рабочего в погорелое. Да ещё и зарядное устройство с аккумулятором похоронит.

Именно на этом этапе часто заканчивается реализация многих моих электронных проектов, так как делать корпус и доводить всё до конца не всегда интересно, требует душевных сил, жажды прекрасного. Не всегда на это есть время, плюс демотивирующие мысли типа «и так сойдёт, работает ведь».

На этот раз звёзды оказались благосклонны, и я твёрдо собрался довести работу над устройством до завершения.
В тех же закромах был обнаружен корпус нестандартной формы от древнего блока питания компьютера.

Корпус имел сложную геометрическую форму, и трансформатор ТС-180-2 в него физически не влезал. Попытка выпрямить верхний кожух не дала положительного результата.

Применил бормашину для разрезания кожуха БП по линиям сгиба с целью дальнейшего «вывёртывания» этого элемента и получения правильной формы прямоугольного параллелепипеда. Конечно, можно было воспользоваться ножовкой по металлу. Сращивание элементов осуществлял с помощью болтов, гаек и шайб, а также пластин-заглушек отсеков 5,25".


У братьев китайцев на Алиэкспресс были заказаны разъёмы сетевого питания SS-6B American Outlet для монтажа на панели под вилки американского стандарта.

Врезал их в корпус. Отверстия делал с помощью маленьких отрезных дисков для бормашины и напильников.

Две розетки на 120 В для автотрансформаторного включения соединены параллельно. Дополнительно установил одну розетку 120 В с гальванической развязкой.

Для придания дополнительной жёсткости, корпус был усилен уголочком — обрезком от древней автомагнитолы.

Опыт эксплуатации показал, что трансформатор ощутимо нагревается под номинальной нагрузкой. Устанавливаем вентилятор с посадочными размерами 80 мм на штатное место корпуса БП. Стандартный вентилятор толщиной 25 мм не подошёл, добыл вентилятор на 15 мм.

Вентилятор запитал от вторичной обмотки с уровнем напряжения 6,3 В через миниатюрный диодный мост и сглаживающий конденсатор.



Монтаж выполнил навесным способом с изоляцией термоусадочными трубками. На вентиляторе получилось около 8 В, что обеспечило достаточное охлаждение и минимизировало шум при работе.


Чтобы не царапать болтами поверхность столов или ламинат на полу, добавил пластиковые ножки, предназначенные для самодельных акустических систем.


Установил разъём питания типа «мама» (который изначально стоял в БП для подачи напряжения питания на монитор) для того, чтобы напряжение 230 В с гальванической развязкой подавать к осциллографу (последовательно соединённые обмотки 5-6, 5'-6', 7-8, 7'-8').

Завершающие штрихи: установил предохранитель для защиты от КЗ, подключил тумблер питания и подписал маркером назначение разъёмов.

Важный момент – подключение клемм заземления розеток (за исключением розеток с гальванической развязкой), а также экрана трансформатора на корпус преобразователя.

↑ Итоговая схема соединений обмоток ТС-180-2

Благодарю всех за внимание.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации