Vysvetlenie 4 jednoduchých napájacích obvodov bez transformátora

Vysvetlenie 4 jednoduchých napájacích obvodov bez transformátora

V tomto príspevku diskutujeme o 4 ľahko zostaviteľných, kompaktných jednoduchých beztransformátorových napájacích obvodoch. Všetky tu uvedené obvody sú zostavené pomocou teórie kapacitnej reaktancie na znižovanie vstupného striedavého napätia. Všetky tu predstavené návrhy fungujú nezávisle bez transformátora alebo bez transformátora .



Koncepcia napájania bez transformátora

Ako je definované v názve, beztransformátorový napájací obvod poskytuje nízke jednosmerné napätie zo siete vysokého napätia striedavého prúdu bez použitia akejkoľvek formy transformátora alebo tlmivky.

Funguje to tak, že sa pomocou vysokonapäťového kondenzátora zníži prúd striedavého prúdu na požadovanú nižšiu úroveň, ktorá môže byť vhodná pre pripojený elektronický obvod alebo záťaž.





Špecifikácia napätia tohto kondenzátora je zvolená tak, aby jeho špičkové jmenovité napätie RMS bolo oveľa vyššie ako vrchol sieťového napätia AC, aby sa zaistila bezpečná funkcia kondenzátora. Nižšie je uvedený príklad kondenzátora, ktorý sa bežne používa beztransformátorové napájacie obvody:

Kondenzátor 105 / 400V 1uF 400V kondenzátor pre beztransformátorové napájanie

Tento kondenzátor je zapojený do série s jedným zo sieťových vstupov, najlepšie s fázovou linkou striedavého prúdu.



Keď sieťový AC vstúpi do tohto kondenzátora, v závislosti od hodnoty kondenzátora, reaktancia kondenzátora prichádza do činnosti a obmedzuje sieťový striedavý prúd v prekročení danej úrovne, ktorá je určená hodnotou kondenzátora.

Aj keď je prúd obmedzený, napätie nie je, takže ak zmeriate usmernený výstup beztransformátorového napájacieho zdroja, zistíte, že napätie sa rovná špičkovej hodnote sieťového striedavého prúdu, to je okolo 310V , a to by mohlo byť alarmujúce pre každého nového fanda.

Pretože však kondenzátor môže dostatočne znižovať prúd, bolo možné toto vysoké špičkové napätie ľahko vyriešiť a stabilizovať pomocou zenerovej diódy na výstupe z mostíkového usmerňovača.

The zenerova dióda musí byť vhodne zvolené podľa prípustnej úrovne prúdu z kondenzátora.

UPOZORNENIE: Prečítajte si pozorne varovnú správu na konci príspevku

Výhody použitia obvodu beztransformátorového napájacieho zdroja

Táto myšlienka je lacná, ale veľmi efektívna pre aplikácie, ktoré na svoju prevádzku vyžadujú nízky výkon.

Pomocou transformátora v DC napájacie zdroje je pravdepodobne celkom bežné a počuli sme o ňom veľa.

Nevýhodou použitia transformátora je však to, že jednotku nemôžete urobiť kompaktnou.

Aj keď sú súčasné požiadavky na vašu aplikáciu obvodov nízke, musíte zapojiť ťažký a objemný transformátor, ktorý robí veci skutočne ťažkopádnymi a chaotickými.

Tu popísaný beztransformátorový napájací obvod veľmi efektívne nahrádza bežný transformátor pre aplikácie, ktoré vyžadujú prúd pod 100 mA.

Tu vysoké napätie metalizovaný kondenzátor sa používa na vstupe pre požadované zníženie napájania zo siete a predchádzajúci obvod nie je nič iné ako iba jednoduchá konfigurácia mostíka na prevod zmenšeného striedavého napätia na jednosmerný prúd.

Obvod znázornený na obrázku vyššie je klasického prevedenia, ktorý je možné použiť ako a Napájanie 12 V ss zdroj pre väčšinu elektronických obvodov.

Avšak po prediskutovaní výhod vyššie uvedeného dizajnu bude vhodné zamerať sa na niekoľko závažných nevýhod, ktoré tento koncept môže obsahovať.

Nevýhody napájacieho obvodu bez transformátora

Po prvé, obvod nie je schopný produkovať vysokoprúdové výstupy, ale to nebude robiť problém pre väčšinu aplikácií.

Ďalšou nevýhodou, ktorú určite treba zvážiť, je, že koncepcia neizoluje obvod od nebezpečných sieťových potenciálov.

Táto nevýhoda môže mať vážny dopad na dizajny, ktoré majú ukončené výstupy alebo kovové skrinky, ale nebude dôležitá pre jednotky, ktoré majú všetko zakryté v nevodivom kryte.

Preto musia noví fandovia s týmto obvodom pracovať veľmi opatrne, aby nedošlo k úrazu elektrickým prúdom. V neposlednom rade to umožňuje vyššie uvedený obvod napäťové rázy vniknúť cez ňu, čo môže spôsobiť vážne poškodenie napájaného obvodu a samotného napájacieho obvodu.

Avšak v navrhovanom jednoduchom prevedení napájacieho obvodu bez transformátora bola táto nevýhoda rozumne vyriešená zavedením rôznych typov stabilizačných stupňov za mostíkovým usmerňovačom.

Tento kondenzátor uzemňuje okamžité prepätia vysokého napätia, a tým účinne chráni príslušnú elektroniku.

Ako funguje obvod

Fungovanie tohto beztransformačného napájacieho zdroja možno pochopiť z nasledujúcich bodov:

  1. Ak je vstup sieťového napájania zapnutý, kondenzátorové bloky C1 vstup sieťového prúdu a obmedzuje ho na nižšiu úroveň, ako je určené hodnotou reaktancie C1. Tu sa dá zhruba predpokladať, že je okolo 50mA.
  2. Napätie však nie je obmedzené, a preto je povolené, aby celých 220 V alebo čokoľvek iné na vstupe dosiahlo ďalší stupeň usmerňovacieho mostíka.
  3. The mostový usmerňovač usmerňuje toto 220 V C na vyššie 310 V DC, kvôli premene RMS na špičku tvaru vlny AC.
  4. Toto 310 V ss sa okamžite zníži na nízku úroveň ss ďalším stupňom zenerovej diódy, ktorý ho posunie na zenerovu hodnotu. Ak sa použije 12V zener, bude to 12V a tak ďalej.
  5. C2 nakoniec filtruje 12V DC s vlnkami, na relatívne čistých 12V DC.

1) Základný beztransformátorový dizajn

Jednoduchý napájací obvod bez transformátorov

Pokúsme sa podrobnejšie porozumieť funkcii každej z častí použitých vo vyššie uvedenom obvode:

  1. Kondenzátor C1 sa stáva najdôležitejšou časťou obvodu, pretože je to ten, ktorý redukuje vysoký prúd zo siete 220 V alebo 120 V na požadovanú nižšiu úroveň, aby vyhovoval výstupnému jednosmernému zaťaženiu. Je pravidlom, že každá jednotlivá mikrofaráda z tohto kondenzátora poskytne výstupnému zaťaženiu prúd okolo 50 mA. To znamená, že 2uF poskytne 100 mA atď. Ak sa chcete naučiť výpočty presnejšie, môžete to urobiť pozri tento článok .
  2. Odpor R1 sa používa na zabezpečenie vybíjacej cesty pre vysokonapäťový kondenzátor C1, kedykoľvek je obvod odpojený od sieťového vstupu. Pretože C1 má schopnosť uchovávať v ňom sieťový potenciál 220 V, keď je odpojený od elektrickej siete, a mohol by riskovať úder vysokého napätia pre kohokoľvek, kto sa dotkne kolíkov zástrčky. R1 rýchlo vybije C1 a zabráni takýmto nehodám.
  3. Diódy D1 --- D4 fungujú ako mostný usmerňovač na premenu slaboprúdového striedavého prúdu z kondenzátora C1 na slaboprúdový jednosmerný prúd. Kondenzátor C1 obmedzuje prúd na 50 mA, ale neobmedzuje napätie. To znamená, že DC na výstupe mostíkového usmerňovača je špičková hodnota 220 V AC. To možno vypočítať ako: 220 x 1,41 = 310 V ss približne. Takže na výstupe z mosta máme 310 V, 50 mA.
  4. Avšak 310V DC môže byť pre akékoľvek nízkonapäťové zariadenie okrem relé príliš vysoké. Preto primerane hodnotené zenerova dióda sa používa na posunutie 310 V DC na požadovanú nižšiu hodnotu, napríklad 12 V, 5 V, 24 V atď., v závislosti od parametrov zaťaženia.
  5. Rezistor R2 sa používa ako a odpor obmedzujúci prúd . Možno budete cítiť, že keď už je C1 na obmedzenie prúdu, prečo potrebujeme R2. Je to preto, že počas periód zapnutia okamžitého napájania, čo znamená, že keď sa do obvodu najskôr aplikuje vstup AC, kondenzátor C1 jednoducho funguje ako skrat na niekoľko milisekúnd. Týchto niekoľko počiatočných milisekúnd obdobia zapnutia umožňuje, aby do obvodu vstúpil plný prúd s vysokým napätím 220 V, čo môže stačiť na zničenie citlivej jednosmernej záťaže na výstupe. Aby sa tomu zabránilo, uvádzame R2. Lepšou možnosťou by však mohlo byť použitie súboru NTC namiesto R2.
  6. C2 je filtračný kondenzátor , ktorý vyhladzuje vlnenie 100 Hz z usmerneného mostíka na čistejší DC. Aj keď je na schéme zobrazený vysokonapäťový kondenzátor 10uF 250V, môžete ho kvôli prítomnosti zenerovej diódy jednoducho vymeniť za 220uF / 50V.

Usporiadanie PCB pre vyššie vysvetlený jednoduchý beztransformátorový napájací zdroj je znázornené na nasledujúcom obrázku. Upozorňujeme, že som do PCB na strane vstupu napájania zahrnul priestor pre MOV.

rozmiestnenie DPS napájacieho zdroja bez transformátora

Príklad obvodu pre aplikáciu LED dekoračného svetla

Nasledujúci beztransformátorový alebo kapacitný napájací obvod je možné použiť ako obvod žiarovky LED na bezpečné osvetlenie menších obvodov LED, ako sú malé žiarovky LED alebo žiarovky LED.

Túto myšlienku požadoval pán Jayesh:

Špecifikácia požiadaviek

Šnúrka je vyrobená z približne 65 až 68 LED diód 3 Volt v sérii približne vo vzdialenosti povedzme 2 stopy ,,, teda takých 6 šnúrok je zviazaných dohromady, aby vytvorili jednu šnúrku, takže umiestnenie žiarovky vyjde na 4 palce v konečnom lane. takže cez všetkých 390 - 408 LED žiaroviek v konečnom lane.
Navrhnite mi teda čo najlepší obvod vodiča, ktorý bude fungovať
1) jeden reťazec s reťazcom 65-68.
alebo
2) dokončite lano so 6 šnúrkami dohromady.
máme ďalšie lano s 3 šnúrkami. Šnúrka je tvorená asi 65 až 68 LED diódami 3 V v sérii približne vo vzdialenosti povedzme 2 stopy, také 3 šnúrky sú navzájom zviazané, aby vytvorili jednu šnúrku, takže umiestnenie žiarovky príde byť na konečnom lane 4 palce. takže cez všetkých 195 - 204 LED žiaroviek v konečnom lane.
Navrhnite mi teda čo najlepší obvod vodiča, ktorý bude fungovať
1) jeden reťazec s reťazcom 65-68.
alebo
2) skompletizujte lano z 3 šnúrok.
Navrhnite najlepší robustný obvod s prepäťovou ochranou a poraďte sa s ďalšími vecami, ktoré je potrebné na ochranu obvodov pripojiť.
a prosím, presvedčte sa, že schémy zapojenia majú požadované hodnoty, pretože v tomto odbore nie sme vôbec technickými osobami.

Dizajn obvodu

Obvod vodiča zobrazený nižšie je vhodný na jazdu akýkoľvek reťazec žiarovky LED s menej ako 100 LED diódami (pre vstup 220 V), každá LED dióda s prúdom 20 mA, LED diódy 3,3 V 5 mm:

kapacitný beztransformátorový napájací zdroj pre svetlá LEd strip

Tu vstupný kondenzátor 0,33uF / 400V rozhoduje o množstve prúdu dodávaného do reťazca LED. V tomto príklade to bude okolo 17mA, čo je takmer to pravé pre vybraný LED reťazec.

Ak sa použije jeden ovládač pre väčší počet podobných reťazcov LED 60/70 paralelne, potom by sa uvedená hodnota kondenzátora mohla úmerne zvýšiť pre udržanie optimálneho osvetlenia diód LED.

Preto pre 2 paralelné reťazce by požadovaná hodnota bola 0,68uF / 400V, pre 3 reťazce by ste ich mohli nahradiť 1uF / 400V. Podobne pre 4 reťazce by to bolo potrebné vylepšiť na 1,33uF / 400V atď.

Dôležité :Aj keď som v konštrukcii neukázal obmedzujúci rezistor, bolo by dobré pridať do série s každým reťazcom LED odpor 33 Ohm 2 wattový rezistor kvôli zvýšenej bezpečnosti. To by sa dalo vložiť kdekoľvek v sérii s jednotlivými reťazcami.

UPOZORNENIE: VŠETKY OKRUHY UVEDENÉ V TEJTO ČLÁNKU NIE SÚ IZOLOVANÉ OD SIEŤOVÝCH SÍTÍ, PRETOŽE VŠETKY SEKCIE V OKRUHU SÚ NEBEZPEČNE DOTKNUTÉ, KEĎ SÚ SPOJENÉ S SIEŤOVÝMI SIEŤAMI ........

2) Inovácia na beznapäťový transformátorový napájací zdroj

Teraz sa pozrime, ako sa dá obyčajný kapacitný napájací zdroj transformovať na beznapäťový stabilizovaný alebo premenlivý napájací zdroj bez transformátora použiteľný pre takmer všetky štandardné elektronické záťaže a obvody. Túto myšlienku požadoval pán Chandan Maity.

Technické špecifikácie

Ak si pamätáte, komunikoval som vás niekedy predtým s komentármi na vašom blogu.

Beztransformátorové obvody sú naozaj dobré a ja som ich otestoval niekoľko a bežali 20W, 30W LED. Teraz sa snažím pridať nejaký radič, FAN a LED dohromady, preto potrebujem dvojité napájanie.

Hrubá špecifikácia je:

Jmenovitý prúd 300 mAP1 = 3,3-5V 300mA (pre ovládač atď.) P2 = 12-40V (alebo vyšší rozsah), 300mA (pre LED)
Myslel som, že použijem váš druhý okruh, ako je uvedené https://homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

Ale nie som schopný zmraziť spôsob, ako získať 3,3 V bez použitia ďalšieho kondenzátora. 1. Môže byť z výstupu prvého zapojený druhý obvod? 2. Alebo druhý mostík TRIAC, ktorý sa umiestni paralelne s prvým mostíkom za kondenzátor, aby získal 3,3–5 V

Budem rád, ak milo pomôžete.

Vďaka,

Dizajn

Funkciu rôznych komponentov použitých v rôznych stupňoch vyššie znázorneného napäťovo riadeného obvodu možno pochopiť z nasledujúcich bodov:

Sieťové napätie je usmerňované štyrmi diódami 1N4007 a filtrované kondenzátorom 10uF / 400V.

Výstup cez 10uF / 400V teraz dosahuje okolo 310V, čo je špičkové usmernené napätie dosiahnuté zo siete.

Sieť deliča napätia nakonfigurovaná na základni TIP122 zaisťuje, aby sa toto napätie znížilo na očakávanú úroveň alebo podľa potreby na výstupe napájacieho zdroja.

Môžete tiež použiť MJE13005 namiesto TIP122 pre lepšiu bezpečnosť.

Ak je požadovaných 12V, môže byť nastavený 10K pot na dosiahnutie tohto cieľa cez vysielač / zem TIP122.

Kondenzátor 220uF / 50V zaisťuje, že počas zapínania je základňa napájaná okamžitým nulovým napätím, aby bola vypnutá a zabezpečená pred počiatočným nárazovým náporom.

Induktor ďalej zaisťuje, že počas doby ZAPNUTIA cievka ponúka vysoký odpor a zastavuje akýkoľvek zapínací prúd, aby sa dostala do obvodu, čím zabráni možnému poškodeniu obvodu.

Na dosiahnutie 5 V alebo iného pripojeného stupňovitého napätia je možné na dosiahnutie rovnakého napätia použiť regulátor napätia, ako je znázornený integrovaný obvod 7805.

Schéma zapojenia

napäťovo stabilizovaný napájací obvod bez transformátora

Používanie ovládania MOSFET

Vyššie uvedený obvod využívajúci sledovač emitorov možno ďalej vylepšiť použitím a Napájanie sledovača zdroja MOSFET , spolu s dodatočným stupňom riadenia prúdu pomocou tranzistora BC547.

Kompletnú schému zapojenia nájdete nižšie:

Kapacitný a MOSFET riadený beztransformátorový napájací obvod

Video dôkaz prepäťovej ochrany

3) Obvod napájania bez transformátora bez nuly

Tretie zaujímavé objasňuje dôležitosť detekcie prechodu nulou v kapacitných beztransformátorových napájacích zdrojoch, aby bola úplne bezpečná pred zapínacími nárazovými prúdmi napájania zo siete. Myšlienku navrhol pán František.

Technické špecifikácie

S veľkým záujmom som čítal na vašom webe články o beznapäťovom napájaní transformátora. Ak tomu dobre rozumiem, hlavným problémom je možný nárazový prúd v obvode po zapnutí, čo je spôsobené tým, že nemusí vždy nastať, keď je cyklus na nulovom napätí (prechod nulou).

Som nováčikom v elektronike a moje znalosti a praktické skúsenosti sú veľmi obmedzené, ale ak sa dá problém vyriešiť implementáciou prechodu nulou, tak na jej ovládanie nepoužívajte komponent prechodu nulou, napríklad Optotriac s prechodom nuly.

Vstupná strana optotriaku je s nízkym výkonom, preto je možné na zníženie sieťového napätia pre prevádzku optotiaku použiť rezistor s nízkym výkonom. Preto sa na vstupe Optotriaku nepoužíva žiadny kondenzátor. Kondenzátor je pripojený na výstupnú stranu, ktorú zapne TRIAC, ktorý sa zapne pri prechode nulou.

Ak je to možné, vyrieši to aj problémy s požiadavkami na vysoký prúd, pretože Optotriac zase môže bez problémov prevádzkovať iný vyšší prúd a / alebo napätie TRIAC. Jednosmerný obvod pripojený ku kondenzátoru by už nemal mať problém so špičkovým prúdom.

Bolo by príjemné poznať váš praktický názor a ďakujem vám za prečítanie mojej pošty.

S pozdravom,
Františka

Dizajn

Ako je správne zdôraznené vo vyššie uvedenom návrhu, vstup AC bez a kontrola prechodu nulou môže byť hlavnou príčinou nárazového prúdu v kapacitných napájacích zdrojoch bez transformátora.

obvod prechodu bez transformátora bez riadeného prechodu

Dnes s príchodom sofistikovaných optických izolátorov triakových vodičov už nie je prepínanie sieťového napájania s ovládaním nulového kríženia zložitou záležitosťou a je možné ho jednoducho implementovať pomocou týchto jednotiek.

O optočlenoch MOCxxxx

Budiče triakov série MOC prichádzajú vo forme optočlenov a sú v tomto ohľade špecialistami a je možné ich použiť s akýmkoľvek triakom na riadenie striedavého prúdu prostredníctvom detekcie a riadenia nulového kríženia.

Medzi triakové budiče série MOC patria MOC3041, MOC3042, MOC3043 atď., Všetky sú takmer identické s ich výkonnostnými charakteristikami, iba s malými rozdielmi v ich napäťových špičkách, a ktorékoľvek z nich je možné použiť pre navrhovanú aplikáciu riadenia prepätia v kapacitných napájacích zdrojoch.

Detekcia a vykonanie prechodu nulou sú všetky interne spracované v týchto opto budiacich jednotkách a je potrebné nakonfigurovať s ňou iba výkonový triak na sledovanie zamýšľaného riadeného streľby integrovaným triakovým obvodom pri prechode nulou.

Pred vyšetrením bezprúdového napájacieho obvodu triak bez transformátora pomocou koncepcie riadenia prechodu nulou si najskôr v krátkosti vysvetlíme, čo je to prechod nulou a jeho príslušné funkcie.

Čo je to Zero Crossing v elektrickej sieti

Vieme, že AC sieťový potenciál sa skladá z napäťových cyklov, ktoré stúpajú a klesajú so zmenou polarity z nuly na maximum a naopak v celej danej stupnici. Napríklad v našej sieti s napätím 220 V sa napätie prepne z 0 na + 310 V špičky) a späť na nulu, potom smerom dole z 0 na -310 V a späť na nulu, toto pokračuje nepretržite 50-krát za sekundu, čo predstavuje 50 Hz striedavý prúd. cyklu.

Keď je sieťové napätie blízko svojho okamžitého vrcholu cyklu, ktorý je blízko sieťového vstupu 220 V (pre 220 V), je z hľadiska napätia a prúdu v najsilnejšej zóne a ak dôjde počas tejto doby k zapnutiu kapacitného zdroja napájania v okamihu sa dá očakávať, že celých 220 V prerazí napájací zdroj a súvisiace zraniteľné jednosmerné zaťaženie. Výsledkom by mohlo byť to, čoho sme bežne svedkami v takýchto napájacích jednotkách .... to je okamžité spálenie pripojenej záťaže.

Vyššie uvedený dôsledok je možné bežne pozorovať iba pri kapacitných beztransformátorových napájacích zdrojoch, pretože kondenzátory sa vyznačujú tým, že sa po zlomku sekundy správajú ako skrat, keď sú vystavené napájaciemu napätiu, po ktorom sa nabijú a upravia na správne zadanú výstupnú úroveň.

Keď sa vrátime k problému prechodu s nulovým bodom v sieti, v konverznej situácii, keď sa sieť blíži alebo prekračuje nulovú čiaru svojho fázového cyklu, je možné považovať ju za najslabšiu zónu z hľadiska prúdu a napätia a akýkoľvek modul gadget zapnutý v tomto okamihu možno očakávať, že bude úplne bezpečný a bez nárazového nárazu.

Preto ak je kapacitný napájací zdroj zapnutý v situáciách, keď vstup striedavého prúdu prechádza cez jeho fázovú nulu, môžeme očakávať, že výstup z napájacieho zdroja bude bezpečný a bez nárazového prúdu.

Ako to funguje

Vyššie uvedený obvod využíva triakový optoizolátorový ovládač MOC3041 a je nakonfigurovaný tak, že kedykoľvek je napájanie ZAPNUTÉ, aktivuje a inicializuje pripojený triak iba počas prvého prechodu nulou fázou AC a potom udržuje AC zapnuté normálne po zvyšok obdobia, kým sa nevypne a znova nezapne napájanie.

Na obrázku môžeme vidieť, ako je malý 6-pólový MOC 3041 IC spojený s triakom na vykonávanie postupov.

Vstup do triaku sa privádza cez vysokonapäťový kondenzátor 105 / 400V obmedzujúci prúd, záťaž je možné vidieť pripojenú na druhý koniec napájania cez konfiguráciu mostného usmerňovača na dosiahnutie čistého jednosmerného prúdu pre zamýšľanú záťaž, ktorým by mohla byť LED .

Ako je riadený rázový prúd

Kedykoľvek je napájanie ZAPNUTÉ, triak zostane spočiatku vypnutý (kvôli neprítomnosti pohonu brány), rovnako ako záťaž pripojená k sieti mosta.

Napájacie napätie odvodené z výstupu kondenzátora 105 / 400V dosahuje internú IR LED cez pin 1/2 optického integrovaného obvodu. Tento vstup je monitorovaný a interne spracovávaný s ohľadom na reakciu LED IR svetla .... a akonáhle je detekovaný napájaný striedavý cyklus, ktorý dosiahne bod prechodu nuly, interný spínač okamžite prepne a aktivuje triak a udržuje systém zapnutý na zvyšok obdobia, kým sa jednotka opäť nevypne a nezapne.

S vyššie uvedeným nastavením, kedykoľvek je ZAPNUTÉ napájanie, triak MOC opto izolátora zaisťuje, že triak je iniciovaný iba počas tohto obdobia, keď sieťová sieť prekročí nulovú čiaru svojej fázy, čo zase udržuje záťaž dokonale bezpečnú a bez nebezpečného nárastu zhonu.

Vylepšenie vyššie uvedeného dizajnu

Diskutujeme tu o komplexnom kapacitnom napájacom obvode s detektorom prechodu nuly, prepäťovou ochranou a regulátorom napätia, myšlienku predložil pán Chamy

Návrh vylepšeného kapacitného napájacieho obvodu s detekciou nulového prekročenia

Ahoj Swagatam.

Toto je môj návrh prechodu nulou, prepäťovo chránený kapacitný zdroj napájania so stabilizátorom napätia, pokúsim sa uviesť všetky moje pochybnosti.
(Viem, že to bude pre kondenzátory drahé, ale slúži to iba na testovacie účely.)

1-Nie som si istý, či je potrebné vymeniť BT136 za BTA06, aby sa doň zmestil väčší prúd.

2-Q1 (TIP31C) zvládne iba 100 V max. Možno by sa to malo zmeniť pre tranzistor 200 V 2 - 3 A?, Ako napríklad 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), viem, že tento rezistor je dosť malý a je môj
chyba, vlastne som chcel dať 1k rezistor. Ale s 200R 5W
odpor by to fungovalo?

4 - Niektoré rezistory boli zmenené podľa vašich odporúčaní, aby boli schopné napájať 110 V. Možno bude potrebné, aby 10K odpor bol menší?

Ak viete, ako to funguje správne, veľmi rád to opravím. Ak to funguje, môžem preň vyrobiť plošný spoj a môžete ho zverejniť na svojej stránke (samozrejme zdarma).

Ďakujem, že ste si našli čas a prezreli si môj okruh porúch.

Pekný deň.

Chamy

Posudzovanie dizajnu

Ahoj Chamy,

tvoj obvod mi pripadá v poriadku. Tu sú odpovede na vaše otázky:

1) áno BT136 by mal byť nahradený triakom s vyšším hodnotením.
2) TIP31 by mal byť nahradený Darlingtonovým tranzistorom, ako je TIP142 atď., Inak nemusí fungovať správne.
3) keď sa použije Darlington, základný odpor môže mať vysokú hodnotu, môže byť odpor 1 K / 2 watt celkom dobrý.
Samotný dizajn však vyzerá ako prehnaný, oveľa jednoduchšiu verziu si môžete pozrieť nižšie https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
S pozdravom

Swagatam

Referencia:

Okruh prechodu nulou

4) Prepínanie beztransformátorového napájacieho zdroja pomocou IC 555

Toto štvrté jednoduché, ale inteligentné riešenie je tu implementované pomocou IC 555 v monostabilnom režime na riadenie nárazového nárazu v beztransformátorovom napájaní prostredníctvom konceptu spínacieho obvodu prechodu nulou, pričom vstupný výkon zo siete smie do obvodu vstupovať iba počas nulové kríženie striedavého signálu, čím sa eliminuje možnosť nárazových nárazov. Tento nápad navrhol jeden z vášnivých čitateľov tohto blogu.

Technické špecifikácie

Fungoval by obvod bez transformátora s nulovým krížom, aby sa zabránilo počiatočnému nárazovému prúdu tým, že sa neumožní zapnutie do bodu 0 v cykle 60/50 Hz?

Mnoho polovodičových relé, ktoré sú lacné, menej ako 10,00 INR a majú túto schopnosť zabudovanú.

Tiež by som chcel riadiť 20wattové led diódy s týmto dizajnom, ale nie som si istý, aký prúd alebo ako horúce kondenzátory sa dostanú. Myslím, že to závisí od toho, ako sú led diódy zapojené sériovo alebo paralelne, ale povedzme, že kondenzátor má veľkosť 5 ampérov alebo 125uf bude. kondenzátor sa zahrieva a fúka ???

Ako sa číta špecifikácia kondenzátora, aby sa určilo, koľko energie sa môže rozptýliť.

Vyššie uvedená požiadavka ma podnietila k hľadaniu súvisiaceho návrhu zahŕňajúceho koncepciu prepínania nulového priechodu založeného na IC 555 a narazila na nasledujúci vynikajúci beztransformátorový napájací obvod, ktorý by sa dal použiť na presvedčivé vylúčenie všetkých možných šancí na prepätie.

Čo je prepínanie nulového bodu:

Je dôležité sa najskôr oboznámiť s týmto konceptom predtým, ako preskúmate navrhovaný obvod bez transformátorov bez prepätia.

Všetci vieme, ako vyzerá sínusová vlna sieťového signálu. Vieme, že tento sínusový signál začína od značky nulového potenciálu a exponenciálne alebo postupne stúpa k bodu špičkového napätia (220 alebo 120) a odtiaľ sa exponenciálne vracia k značke nulového potenciálu.

Po tomto pozitívnom cykle tvar vlny poklesne a opakuje vyššie uvedený cyklus, ale v negatívnom smere, kým sa znova nevráti k nulovej značke.

Vyššie uvedená operácia sa deje približne 50 až 60-krát za sekundu v závislosti od technických údajov o elektrickej sieti.
Pretože tento tvar vlny vstupuje do obvodu, akýkoľvek bod v krivke iný ako nula predstavuje potenciálne nebezpečenstvo prepínania ZAPNUTIE v dôsledku zapojeného vysokého prúdu v krivke.

Vyššie uvedenej situácii sa však dá vyhnúť, ak záťaž čelí prepnutiu do polohy ON počas prechodu nulou, potom exponenciálny nárast nepredstavuje pre záťaž žiadnu hrozbu.

Presne to sme sa pokúsili implementovať v navrhovanom okruhu.

Prevádzka obvodu

Podľa schémy zapojenia uvedenej nižšie, 4 diódy 1N4007 tvoria štandardnú konfiguráciu mostíkových usmerňovačov, pričom katódové spojenie vytvára vlnenie 100 Hz po celej linke.
Vyššie uvedená frekvencia 100 Hz sa zníži pomocou potenciálového deliča (47k / 20K) a použije sa na kladnú lištu IC555. Cez túto čiaru je potenciál vhodne regulovaný a filtrovaný pomocou D1 a C1.

Vyššie uvedený potenciál sa tiež aplikuje na základňu Q1 cez 100k rezistor.

IC 555 je nakonfigurovaný ako monostabilný MV, čo znamená, že jeho výstup pôjde vysoko vždy, keď je jeho pin # 2 uzemnený.

Počas období, počas ktorých je sieťová sieť nad (+) 0,6 V, zostáva Q1 vypnutá, ale akonáhle sa krivka striedavého prúdu dotkne nulovej značky, ktorá dosiahne pod (+) 0,6 V, Q1 zapne uzemňovací kolík # 2 IC a vykreslenie pozitívneho výstupu IC pin č. 3.

Výstup IC zapne SCR a záťaž a udržiava ju zapnutú, kým neuplynie časovanie MMV, aby sa začal nový cyklus.

Čas zapnutia monostabilu je možné nastaviť zmenou predvoľby 1M.

Väčší čas ZAPNUTIA zaisťuje väčší prúd záťaže, vďaka čomu je jasnejšia, ak ide o LED, a naopak.

Podmienky zapnutia tohto beztransformátorového napájacieho obvodu na báze IC 555 sú teda obmedzené iba vtedy, keď je striedavý prúd blízko nuly, čo zase nezabezpečuje prepäťové napätie pri každom zapnutí záťaže alebo obvodu.

Schéma zapojenia

Beztransformátorový napájací zdroj využívajúci IC 555

Pre aplikáciu ovládača LED

Ak hľadáte beztransformátorový napájací zdroj pre aplikáciu LED ovládačov na komerčnej úrovni, potom pravdepodobne môžete vyskúšať tu vysvetlené pojmy .




Predchádzajúci: Obvod diaľkového ovládania pomocou FM rádia Ďalej: Ako vyrobiť výkonné svetlá do auta pomocou LED diód