Εξηγούνται 4 απλά κυκλώματα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή

Σε αυτήν την ανάρτηση συζητάμε για 4 εύκολες κατασκευές, συμπαγή απλά κυκλώματα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή. Όλα τα κυκλώματα που παρουσιάζονται εδώ είναι κατασκευασμένα με τη θεωρία χωρητικής αντίδρασης για τη μείωση της τάσης δικτύου AC. Όλα τα σχέδια που παρουσιάζονται εδώ λειτουργούν ανεξάρτητα χωρίς μετασχηματιστή, ή χωρίς μετασχηματιστή .

Η έννοια του τροφοδοτικού χωρίς μετασχηματιστή

Όπως ορίζει το όνομα, ένα κύκλωμα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή παρέχει χαμηλό DC από το ρεύμα υψηλής τάσης AC, χωρίς τη χρήση οποιασδήποτε μορφής μετασχηματιστή ή επαγωγέα.

Λειτουργεί χρησιμοποιώντας έναν πυκνωτή υψηλής τάσης για να ρίξει το ρεύμα AC στο απαιτούμενο χαμηλότερο επίπεδο που μπορεί να είναι κατάλληλο για το συνδεδεμένο ηλεκτρονικό κύκλωμα ή φορτίο.

Η προδιαγραφή τάσης αυτού του πυκνωτή επιλέγεται έτσι ώστε η τιμή τάσης κορυφής RMS να είναι πολύ υψηλότερη από την κορυφή της τάσης δικτύου AC, προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία του πυκνωτή. Ένα παράδειγμα πυκνωτή που χρησιμοποιείται συνήθως κυκλώματα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή φαίνεται παρακάτω:

Αυτός ο πυκνωτής εφαρμόζεται σε σειρά με μία από τις εισόδους δικτύου, κατά προτίμηση τη γραμμή φάσης του AC.

Όταν το δίκτυο AC εισέρχεται σε αυτόν τον πυκνωτή, ανάλογα με την τιμή του πυκνωτή, την αντίδραση του πυκνωτή μπαίνει σε δράση και περιορίζει το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος από το να υπερβεί το δεδομένο επίπεδο, όπως καθορίζεται από την τιμή του πυκνωτή.

Ωστόσο, παρόλο που το ρεύμα είναι περιορισμένο, η τάση δεν είναι, επομένως, εάν μετρήσετε την διορθωμένη έξοδο τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή, θα βρείτε την τάση να είναι ίση με την μέγιστη τιμή του δικτύου AC, είναι περίπου 310V , και αυτό θα μπορούσε να είναι ανησυχητικό για κάθε νέο χόμπι.

Αλλά επειδή το ρεύμα μπορεί να πέσει επαρκώς από τον πυκνωτή, αυτή η υψηλή τάση κορυφής θα μπορούσε εύκολα να αντιμετωπιστεί και να σταθεροποιηθεί χρησιμοποιώντας μια δίοδο zener στην έξοδο του ανορθωτή γέφυρας.

ο ισχύς διόδου zener πρέπει να επιλεγεί κατάλληλα σύμφωνα με το επιτρεπόμενο επίπεδο ρεύματος από τον πυκνωτή.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Διαβάστε το προειδοποιητικό μήνυμα προειδοποίησης στο τέλος της ανάρτησης

Πλεονεκτήματα της χρήσης κυκλώματος τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή

Η ιδέα είναι φθηνή αλλά πολύ αποτελεσματική για εφαρμογές που απαιτούν χαμηλή ισχύ για τη λειτουργία τους.

Χρήση μετασχηματιστή σε Τροφοδοτικά DC είναι μάλλον πολύ συνηθισμένο και έχουμε ακούσει πολλά σχετικά.

Ωστόσο, ένα μειονέκτημα της χρήσης ενός μετασχηματιστή είναι ότι δεν μπορείτε να κάνετε τη μονάδα συμπαγή.

Ακόμα κι αν η τρέχουσα απαίτηση για την εφαρμογή του κυκλώματός σας είναι χαμηλή, πρέπει να συμπεριλάβετε έναν βαρύ και ογκώδη μετασχηματιστή που κάνει τα πράγματα πραγματικά δυσκίνητα και ακατάστατα.

Το κύκλωμα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή που περιγράφεται εδώ, αντικαθιστά πολύ αποτελεσματικά έναν συνηθισμένο μετασχηματιστή για εφαρμογές που απαιτούν ρεύμα κάτω των 100 mA.

Εδώ υψηλή τάση μεταλλοποιημένος πυκνωτής χρησιμοποιείται στην είσοδο για την απαιτούμενη πτώση της τροφοδοσίας και το προηγούμενο κύκλωμα δεν είναι παρά απλές διαμορφώσεις γέφυρας για τη μετατροπή της κλιμακωτής τάσης AC σε DC.

Το κύκλωμα που φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα είναι ένα κλασικό σχέδιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως Τροφοδοσία 12 βολτ DC πηγή για τα περισσότερα ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Ωστόσο, έχοντας συζητήσει τα πλεονεκτήματα του παραπάνω σχεδιασμού, αξίζει να εστιάσουμε σε μερικά σοβαρά μειονεκτήματα που μπορεί να περιλαμβάνει αυτή η ιδέα.

Μειονεκτήματα ενός κυκλώματος τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή

Πρώτον, το κύκλωμα δεν μπορεί να παράγει υψηλές τρέχουσες εξόδους, αλλά αυτό δεν θα αποτελέσει πρόβλημα για τις περισσότερες από τις εφαρμογές.

Ένα άλλο μειονέκτημα που σίγουρα χρειάζεται κάποια προσοχή είναι ότι η ιδέα δεν απομονώνει το κύκλωμα από επικίνδυνες δυνατότητες εναλλασσόμενου ρεύματος.

Αυτό το μειονέκτημα μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις σε σχέδια που έχουν τερματιστεί εξόδους ή μεταλλικά ερμάρια, αλλά δεν θα έχει σημασία για μονάδες που έχουν όλα καλυμμένα σε ένα μη αγώγιμο περίβλημα.

Επομένως, οι νέοι χομπίστες πρέπει να εργαστούν με αυτό το κύκλωμα πολύ προσεκτικά για να αποφευχθεί τυχόν ηλεκτρικό ατύχημα. Το τελευταίο αλλά όχι το λιγότερο, το παραπάνω κύκλωμα επιτρέπει αυξάνεται η τάση για να μπείτε μέσα από αυτό, το οποίο μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στο τροφοδοτικό κύκλωμα και στο ίδιο το κύκλωμα τροφοδοσίας.

Ωστόσο, στον προτεινόμενο απλό σχεδιασμό κυκλώματος τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή, αυτό το μειονέκτημα αντιμετωπίστηκε εύλογα εισάγοντας διαφορετικούς τύπους σταδίων σταθεροποίησης μετά τον ανορθωτή γέφυρας.

Αυτός ο πυκνωτής προκαλεί στιγμιαίες υπερτάσεις υψηλής τάσης, προστατεύοντας έτσι αποτελεσματικά τα σχετικά ηλεκτρονικά.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Η λειτουργία αυτού του μετασχηματισμένου τροφοδοτικού μπορεί να γίνει κατανοητή με τα ακόλουθα σημεία:

1. Όταν η είσοδος δικτύου AC είναι ενεργοποιημένη, μπλοκ πυκνωτή C1 την είσοδο του ρεύματος δικτύου και το περιορίζει σε χαμηλότερο επίπεδο όπως καθορίζεται από την τιμή αντίδρασης του C1. Εδώ μπορεί να υποτεθεί ότι είναι περίπου 50mA.
2. Ωστόσο, η τάση δεν περιορίζεται, και επομένως το πλήρες 220V ή οτιδήποτε μπορεί να είναι στην είσοδο επιτρέπεται να φτάσει στο επόμενο στάδιο ανορθωτή γέφυρας.
3. ο ανορθωτής γέφυρας επανορθώνει αυτό το 220V C σε υψηλότερο 310V DC, λόγω του RMS σε μέγιστη μετατροπή της κυματομορφής AC.
4. Αυτό Το 310V DC μειώνεται αμέσως σε DC χαμηλού επιπέδου από το επόμενο στάδιο της διόδου zener, το οποίο μετατοπίζεται στην τιμή zener. Εάν χρησιμοποιείται ένα zener 12V, αυτό θα γίνει 12V και ούτω καθεξής.
5. Το C2 τελικά φιλτράρει το 12V DC με κυματισμούς, σε ένα σχετικά καθαρό 12V DC.

1) Βασικός σχεδιασμός χωρίς μετασχηματιστή

Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη λειτουργία καθενός από τα μέρη που χρησιμοποιούνται στο παραπάνω κύκλωμα, με περισσότερες λεπτομέρειες:

1. Ο πυκνωτής C1 γίνεται το πιο σημαντικό μέρος του κυκλώματος, δεδομένου ότι είναι εκείνο που μειώνει το υψηλό ρεύμα από το δίκτυο 220 V ή 120 V στο επιθυμητό χαμηλότερο επίπεδο, ώστε να ταιριάζει στο φορτίο εξόδου DC. Κατά κανόνα, κάθε μεμονωμένο microFarad από αυτόν τον πυκνωτή θα παρέχει ρεύμα περίπου 50 mA στο φορτίο εξόδου. Αυτό σημαίνει, ένα 2uF θα παρέχει 100 mA και ούτω καθεξής. Εάν θέλετε να μάθετε τους υπολογισμούς με μεγαλύτερη ακρίβεια μπορείτε ανατρέξτε σε αυτό το άρθρο .
2. Η αντίσταση R1 χρησιμοποιείται για την παροχή διαδρομής εκκένωσης για τον πυκνωτή υψηλής τάσης C1 κάθε φορά που το κύκλωμα αποσυνδέεται από την είσοδο δικτύου. Επειδή, το C1 έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει το δυναμικό 220 V σε αυτό όταν αποσυνδέεται από το δίκτυο και θα μπορούσε να διακινδυνεύσει ένα σοκ υψηλής τάσης σε όποιον αγγίξει τους πείρους. Το R1 εκφορτώνει γρήγορα το C1 αποτρέποντας τέτοια ατυχία.
3. Οι δίοδοι D1 --- D4 λειτουργούν σαν ανορθωτής γέφυρας για τη μετατροπή του AC χαμηλού ρεύματος από τον πυκνωτή C1 σε DC χαμηλού ρεύματος. Ο πυκνωτής C1 περιορίζει το ρεύμα στα 50 mA αλλά δεν περιορίζει την τάση. Αυτό σημαίνει ότι το DC στην έξοδο του ανορθωτή γέφυρας είναι η μέγιστη τιμή των 220 V AC Αυτό μπορεί να υπολογιστεί ως: 220 x 1,41 = 310 V DC κατά προσέγγιση. Έχουμε λοιπόν 310 V, 50 mA στην έξοδο της γέφυρας.
4. Ωστόσο, το 310V DC μπορεί να είναι πολύ υψηλό για οποιαδήποτε συσκευή χαμηλής τάσης εκτός από ένα ρελέ. Ως εκ τούτου, μια κατάλληλη βαθμολογία Δίοδος Ζένερ χρησιμοποιείται για τη μετατόπιση του 310V Dc στην επιθυμητή χαμηλότερη τιμή, όπως 12 V, 5 V, 24 V κ.λπ., ανάλογα με τις προδιαγραφές φορτίου.
5. Το Resistor R2 χρησιμοποιείται ως τρέχουσα περιοριστική αντίσταση . Ίσως νιώθετε, όταν το C1 είναι ήδη εκεί για να περιορίσει το ρεύμα γιατί χρειαζόμαστε το R2. Αυτό συμβαίνει επειδή, κατά τη διάρκεια των στιγμιαίων περιόδων ενεργοποίησης, που σημαίνει ότι όταν η είσοδος AC εφαρμόζεται για πρώτη φορά στο κύκλωμα, ο πυκνωτής C1 ενεργεί απλά ως βραχυκύκλωμα για μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτά τα λίγα αρχικά χιλιοστά του δευτερολέπτου της περιόδου ενεργοποίησης, επιτρέπουν την είσοδο του πλήρους ρεύματος AC 220 V στο κύκλωμα, το οποίο μπορεί να είναι αρκετό για να καταστρέψει το ευάλωτο φορτίο DC στην έξοδο. Προκειμένου να αποφευχθεί αυτό, παρουσιάζουμε το R2. Ωστόσο, η καλύτερη επιλογή θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ένα NTC στη θέση του R2.
6. Το C2 είναι το πυκνωτής φίλτρου , που εξομαλύνει τους κυματισμούς των 100 Hz από τη διορθωμένη γέφυρα σε ένα καθαριστικό DC. Αν και στο διάγραμμα εμφανίζεται ένας πυκνωτής υψηλής τάσης 10uF 250V, μπορείτε απλά να τον αντικαταστήσετε με 220uF / 50V λόγω της παρουσίας της διόδου zener.

Η διάταξη PCB για την παραπάνω απλή τροφοδοσία χωρίς μετασχηματιστή φαίνεται στην ακόλουθη εικόνα. Παρακαλώ σημειώστε ότι έχω συμπεριλάβει χώρο για MOV επίσης στο PCB, στην πλευρά εισαγωγής δικτύου.

Παράδειγμα κυκλώματος για εφαρμογή φωτισμού διακόσμησης LED

Το ακόλουθο κύκλωμα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή ή χωρητικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως κύκλωμα λυχνίας LED για φωτισμό μικρών κυκλωμάτων LED με ασφάλεια, όπως μικρές λυχνίες LED ή λυχνίες LED.

Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Jayesh:

Προδιαγραφές Απαιτήσεων

Η συμβολοσειρά αποτελείται από περίπου 65 έως 68 LED των 3 Volt σε σειρά περίπου σε απόσταση ας πούμε 2 πόδια ,,, τέτοιες 6 χορδές δένονται μαζί για να φτιάξουν μια χορδή έτσι η τοποθέτηση του λαμπτήρα βγαίνει να είναι 4 ίντσες στο τελικό σχοινί. έτσι και στους 390 - 408 λαμπτήρες LED στο τελικό σχοινί.
Γι 'αυτό, παρακαλώ να μου προτείνετε το καλύτερο δυνατό κύκλωμα οδήγησης για λειτουργία
1) μια συμβολοσειρά 65-68 συμβολοσειρά.
ή
2) πλήρες σχοινί 6 χορδών μαζί.
έχουμε ένα άλλο σχοινί με 3 χορδές. Η συμβολοσειρά αποτελείται από περίπου 65 έως 68 LED των 3 Volt σε σειρά περίπου σε απόσταση ας πούμε 2 πόδια, τέτοιες 3 χορδές δένονται μαζί για να φτιάξουν ένα κορδόνι, ώστε να έρθει η τοποθέτηση του λαμπτήρα να είναι 4 ίντσες στο τελικό σχοινί. έτσι και στους 195 - 204 λαμπτήρες LED στο τελικό σχοινί.
Γι 'αυτό, παρακαλώ να μου προτείνετε το καλύτερο δυνατό κύκλωμα οδήγησης για λειτουργία
1) μια συμβολοσειρά 65-68 συμβολοσειρά.
ή
2) πλήρες σχοινί 3 χορδών μαζί.
Προτείνετε το καλύτερο στιβαρό κύκλωμα με προστατευτικό κύματος και συμβουλευτείτε τυχόν πρόσθετα πράγματα που πρέπει να συνδεθούν για την προστασία των κυκλωμάτων.
και παρακαλώ δείτε ότι τα διαγράμματα κυκλώματος έχουν τιμές που απαιτούνται για το ίδιο, καθώς δεν είμαστε καθόλου τεχνικοί σε αυτόν τον τομέα.

Σχεδιασμός κυκλώματος

Το κύκλωμα οδήγησης που φαίνεται παρακάτω είναι κατάλληλο για οδήγηση οποιαδήποτε συμβολοσειρά λαμπτήρα LED με λιγότερα από 100 LED (για είσοδο 220V), κάθε LED βαθμολογείται σε 20mA, 3,3V LED 5mm:

Εδώ ο πυκνωτής εισόδου 0,33uF / 400V αποφασίζει την ποσότητα του ρεύματος που παρέχεται στη συμβολοσειρά LED. Σε αυτό το παράδειγμα θα είναι περίπου 17mA που είναι ακριβώς σωστό για την επιλεγμένη συμβολοσειρά LED.

Εάν χρησιμοποιείται ένα μόνο πρόγραμμα οδήγησης για περισσότερο αριθμό παρόμοιων συμβολοσειρών LED 60/70 παράλληλα, τότε απλά η αναφερόμενη τιμή πυκνωτή θα μπορούσε να αυξηθεί αναλογικά για τη διατήρηση του βέλτιστου φωτισμού στα LED.

Επομένως, για 2 συμβολοσειρές παράλληλα, η απαιτούμενη τιμή θα ήταν 0,68uF / 400V, για 3 χορδές θα μπορούσατε να την αντικαταστήσετε με 1uF / 400V. Ομοίως για 4 χορδές, αυτό θα πρέπει να αναβαθμιστεί σε 1,33uF / 400V, και ούτω καθεξής.

Σπουδαίος :Παρόλο που δεν έχω δείξει περιοριστική αντίσταση στο σχεδιασμό, θα ήταν καλή ιδέα να συμπεριλάβετε μια αντίσταση 33 Ohm 2 watt σε σειρά με κάθε συμβολοσειρά LED για πρόσθετη ασφάλεια. Αυτό θα μπορούσε να εισαχθεί οπουδήποτε σε σειρά με τις μεμονωμένες χορδές.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: ΟΛΑ ΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΟΥ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΑΡΘΡΟ ΔΕΝ ΑΠΟΜΟΝΩΣΕΤΑΙ ΑΠΟ ΚΥΡΙΕΣ AC, ΑΥΤΟ ΤΟ ΟΛΑ ΤΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΣΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΕΙΝΑΙ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΤΑ ΝΑ ΑΦΟΡΑ ΟΤΑΝ ΣΥΝΔΕΟΝΤΑΙ ΜΕ ΚΥΡΙΕΣ AC ........

2) Αναβάθμιση σε σταθεροποιημένη τάση τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή

Τώρα ας δούμε πώς ένα συνηθισμένο χωρητικό τροφοδοτικό μπορεί να μετατραπεί σε σταθερή τάση χωρίς κύμα ή τροφοδοσία μετασχηματιστή μεταβλητής τάσης που ισχύει για σχεδόν όλα τα τυπικά ηλεκτρονικά φορτία και κυκλώματα. Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Chandan Maity.

Τεχνικές προδιαγραφές

Αν θυμάστε, σας κοινοποίησα κάποια στιγμή πριν με σχόλια στο ιστολόγιό σας.

Τα κυκλώματα χωρίς μετασχηματιστή είναι πραγματικά καλά και δοκίμασα μερικά από αυτά και τρέχω LED 20W, 30W. Τώρα, προσπαθώ να προσθέσω μαζί έναν ελεγκτή, FAN και LED, επομένως, χρειάζομαι διπλή τροφοδοσία.

Η πρόχειρη προδιαγραφή είναι:

Τρέχουσα βαθμολογία 300 mAP1 = 3.3-5V 300mA (για ελεγκτή κ.λπ.) P2 = 12-40V (ή υψηλότερη εμβέλεια), 300mA (για LED)
Σκέφτηκα να χρησιμοποιήσω το 2ο κύκλωμα όπως αναφέρθηκε https://homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

Όμως, δεν μπορώ να παγώσω τον τρόπο απόκτησης 3.3V χωρίς τη χρήση επιπλέον πυκνωτή. 1. Μπορεί να τοποθετηθεί ένα δεύτερο κύκλωμα από την έξοδο του πρώτου; 2. Ή, ένα δεύτερο TRIAC, γέφυρα που θα τοποθετηθεί παράλληλα με το πρώτο, μετά τον πυκνωτή για να πάρει 3.3-5V

Θα χαρούμε αν βοηθήσετε ευγενικά.

Ευχαριστώ,

Ο σχεδιασμός

Η λειτουργία των διαφόρων εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στα διάφορα στάδια του παραπάνω κυκλώματος ελεγχόμενης τάσης μπορεί να γίνει κατανοητή από τα ακόλουθα σημεία:

Η τάση δικτύου διορθώνεται από τις τέσσερις διόδους 1N4007 και φιλτράρεται από τον πυκνωτή 10uF / 400V.

Η έξοδος στα 10uF / 400V φτάνει τώρα περίπου τα 310V που είναι η μέγιστη διορθωμένη τάση που επιτυγχάνεται από το δίκτυο.

Το δίκτυο διαχωριστή τάσης που έχει διαμορφωθεί στη βάση του TIP122 διασφαλίζει ότι αυτή η τάση μειώνεται στο αναμενόμενο επίπεδο ή όπως απαιτείται σε όλη την έξοδο τροφοδοσίας.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε MJE13005 στη θέση του TIP122 για καλύτερη ασφάλεια.

Εάν απαιτείται 12V, το δοχείο 10K μπορεί να ρυθμιστεί για να το επιτύχει σε όλη την εκπομπή / γείωση του TIP122.

Ο πυκνωτής 220uF / 50V διασφαλίζει ότι κατά τη διάρκεια του διακόπτη ON η βάση αποδίδεται στιγμιαία μηδενική τάση για να τη διατηρήσει απενεργοποιημένη και ασφαλή από την αρχική έξοδο.

Ο επαγωγέας διασφαλίζει περαιτέρω ότι κατά τη διάρκεια της περιόδου ενεργοποίησης το πηνίο προσφέρει υψηλή αντίσταση και σταματά κάθε ρεύμα εισόδου για να μπει στο κύκλωμα, αποτρέποντας πιθανή ζημιά στο κύκλωμα.

Για την επίτευξη 5V ή οποιασδήποτε άλλης συνδεδεμένης τάσης προς τα κάτω, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας ρυθμιστής τάσης όπως το 7805 IC που φαίνεται για την επίτευξη του ίδιου.

Διάγραμμα κυκλώματος

Χρήση του ελέγχου MOSFET

Το παραπάνω κύκλωμα που χρησιμοποιεί το πρόγραμμα παρακολούθησης πομπού μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με την εφαρμογή a Παροχή τροφοδοσίας πηγής MOSFET , μαζί με ένα συμπληρωματικό στάδιο ελέγχου με χρήση τρανζίστορ BC547.

Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος φαίνεται παρακάτω:

Βίντεο απόδειξη προστασίας από υπερτάσεις

3) Κύκλωμα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή μηδενικής διέλευσης

Το τρίτο ενδιαφέρον εξηγεί τη σημασία της ανίχνευσης μηδενικής διέλευσης σε τροφοδοτικά χωρίς χωρητικό μετασχηματιστή, ώστε να είναι απολύτως ασφαλές από τα ρεύματα εναλλαγής ρεύματος ON. Η ιδέα προτάθηκε από τον κ. Francis.

Τεχνικές προδιαγραφές

Έχω διαβάσει για τον μετασχηματιστή λιγότερα άρθρα τροφοδοσίας στον ιστότοπό σας με μεγάλο ενδιαφέρον και αν καταλαβαίνω σωστά το κύριο πρόβλημα είναι το πιθανό ρεύμα εισόδου στο κύκλωμα κατά την ενεργοποίηση και αυτό οφείλεται στο ότι η ενεργοποίηση δεν συμβαίνει πάντα όταν ο κύκλος είναι σε μηδέν βολτ (μηδενική διέλευση).

Είμαι αρχάριος στην ηλεκτρονική και οι γνώσεις και η πρακτική μου εμπειρία είναι πολύ περιορισμένες, αλλά εάν το πρόβλημα μπορεί να λυθεί εάν εφαρμοστεί μηδενική διέλευση, γιατί να μην χρησιμοποιήσετε ένα στοιχείο μηδενικής διέλευσης για να το ελέγξετε, όπως ένα Optotriac με μηδενική διέλευση.

Η πλευρά εισόδου του Optotriac είναι χαμηλής ισχύος, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντίσταση χαμηλής ισχύος για τη μείωση της τάσης δικτύου για τη λειτουργία Optotiac. Επομένως δεν χρησιμοποιείται πυκνωτής στην είσοδο του Optotriac. Ο πυκνωτής είναι συνδεδεμένος στην πλευρά εξόδου που θα ενεργοποιηθεί από το TRIAC που ενεργοποιείται σε μηδενική διέλευση.

Εάν αυτό ισχύει, θα επιλύσει επίσης προβλήματα με υψηλές απαιτήσεις ρεύματος, καθώς το Optotriac με τη σειρά του μπορεί να λειτουργήσει ένα άλλο υψηλότερο ρεύμα ή / και τάση TRIAC χωρίς καμία δυσκολία. Το κύκλωμα DC που είναι συνδεδεμένο στον πυκνωτή δεν θα πρέπει πλέον να έχει το τρέχον πρόβλημα.

Θα ήταν ωραίο να γνωρίζετε την πρακτική γνώμη σας και να σας ευχαριστήσω που διαβάσατε το email μου.

Χαιρετισμοί,
Φράνσις

Ο σχεδιασμός

Όπως ορθά επισημάνθηκε στην παραπάνω πρόταση, μια είσοδος AC χωρίς μηδενικός έλεγχος διέλευσης μπορεί να είναι η κύρια αιτία εισροής ρεύματος σε χωρητικά τροφοδοτικά χωρίς μετασχηματιστή.

Σήμερα με την έλευση των εξελιγμένων μονωτών οπτικών οδηγών triac, η εναλλαγή ενός δικτύου AC με μηδενικό έλεγχο διέλευσης δεν είναι πλέον περίπλοκη υπόθεση και μπορεί απλά να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας αυτές τις μονάδες.

Σχετικά με τους MOCxxxx Opto-ζεύκτες

Τα προγράμματα οδήγησης σειράς MOC triac έρχονται με τη μορφή οπτικών συζευκτών και είναι ειδικοί σε αυτό το θέμα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν με οποιοδήποτε triac για τον έλεγχο εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω ανίχνευσης και ελέγχου μηδενικής διέλευσης.

Οι οδηγοί σειράς MOC triac περιλαμβάνουν MOC3041, MOC3042, MOC3043 κ.λπ. όλα αυτά είναι σχεδόν πανομοιότυπα με τα χαρακτηριστικά απόδοσής τους με μόνο μικρές διαφορές με τα spces τάσης τους και οποιοδήποτε από αυτά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προτεινόμενη εφαρμογή ελέγχου υπέρτασης σε χωρητικά τροφοδοτικά.

Η ανίχνευση και εκτέλεση μηδενικής διέλευσης επεξεργάζεται όλα εσωτερικά σε αυτές τις μονάδες οπτικών προγραμμάτων οδήγησης και πρέπει κανείς να διαμορφώσει μόνο το triac ισχύος μαζί του για να παρακολουθεί την προβλεπόμενη ελεγχόμενη ενεργοποίηση μηδενικής διέλευσης του ολοκληρωμένου κυκλώματος triac.

Πριν από τη διερεύνηση του κυκλώματος τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή triac χωρίς μετασχηματιστή χρησιμοποιώντας μια έννοια ελέγχου μηδενικής διέλευσης, ας καταλάβουμε πρώτα σύντομα σχετικά με το τι είναι η διέλευση μηδέν και τα σχετικά χαρακτηριστικά της.

Τι είναι το Zero Crossing στο AC Mains

Γνωρίζουμε ότι ένα δυναμικό εναλλασσόμενου ρεύματος αποτελείται από κύκλους τάσης που αυξάνονται και πέφτουν με μεταβαλλόμενη πολικότητα από μηδέν σε μέγιστο και αντίστροφα σε όλη τη δεδομένη κλίμακα. Για παράδειγμα, στο εναλλασσόμενο ρεύμα 220V, η τάση αλλάζει από 0 έως +310V αιχμή) και πίσω στο μηδέν, στη συνέχεια προωθώντας προς τα κάτω από 0 έως -310V και πίσω στο μηδέν, αυτό συνεχίζεται συνεχώς 50 φορές το δευτερόλεπτο, αποτελώντας ένα 50 Hz AC κύκλος.

Όταν η τάση δικτύου είναι κοντά στην στιγμιαία κορυφή του κύκλου, δηλαδή κοντά στην είσοδο δικτύου 220V (για 220V), βρίσκεται στην ισχυρότερη ζώνη από την άποψη της τάσης και του ρεύματος και εάν μια χωρητική τροφοδοσία ρεύματος τυχαίνει να ανάβει κατά τη διάρκεια αυτού στιγμιαία, ολόκληρο το 220V αναμένεται να διαπεράσει το τροφοδοτικό και το σχετικό ευάλωτο φορτίο DC. Το αποτέλεσμα θα μπορούσε να είναι αυτό που συνήθως βλέπουμε σε τέτοιες μονάδες τροφοδοσίας .... που είναι η άμεση καύση του συνδεδεμένου φορτίου.

Η παραπάνω συνέπεια μπορεί να παρατηρηθεί συνήθως μόνο σε τροφοδοτικά χωρίς χωρητικό μετασχηματιστή επειδή, οι πυκνωτές έχουν τα χαρακτηριστικά συμπεριφοράς σαν βραχυκύκλωμα για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου όταν υποβάλλονται σε τάση τροφοδοσίας, μετά την οποία φορτίζεται και προσαρμόζεται στο σωστό καθορισμένο επίπεδο εξόδου

Επιστρέφοντας στο ζήτημα μηδενικής διέλευσης, σε αντίστροφη κατάσταση ενώ το δίκτυο πλησιάζει ή διασχίζει τη γραμμή μηδέν του κύκλου φάσης του, μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι στην πιο αδύναμη ζώνη από την άποψη του ρεύματος και της τάσης και οποιοδήποτε gadget είναι ενεργοποιημένο αυτή τη στιγμή μπορεί να αναμένεται να είναι απολύτως ασφαλές και απαλλαγμένο από υπερβολική έξαρση.

Επομένως, εάν μια χωρητική τροφοδοσία είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ σε καταστάσεις όταν η είσοδος AC διέρχεται από τη μηδενική φάση της, μπορούμε να περιμένουμε ότι η έξοδος από την τροφοδοσία θα είναι ασφαλής και χωρίς ρεύμα κύματος.

Πως δουλεύει

Το κύκλωμα που φαίνεται παραπάνω χρησιμοποιεί ένα πρόγραμμα οδήγησης triac optoisolator MOC3041 και είναι διαμορφωμένο με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε φορά που η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, ενεργοποιεί και ξεκινά τη συνδεδεμένη triac μόνο κατά την πρώτη μηδενική διέλευση της φάσης AC και στη συνέχεια διατηρεί το AC ενεργοποιημένο κανονικά για το υπόλοιπο της περιόδου έως ότου απενεργοποιηθεί και ενεργοποιηθεί ξανά η τροφοδοσία.

Αναφερόμενος στο σχήμα μπορούμε να δούμε πώς συνδέεται το μικροσκοπικό MOC 3041 IC 6 ακίδων με ένα triac για την εκτέλεση των διαδικασιών.

Η είσοδος στο triac εφαρμόζεται μέσω πυκνωτή υψηλής τάσης και περιορισμού ρεύματος 105 / 400V, το φορτίο μπορεί να φανεί συνδεδεμένο στο άλλο άκρο της τροφοδοσίας μέσω διαμόρφωσης ανορθωτή γέφυρας για την επίτευξη καθαρού DC στο προβλεπόμενο φορτίο που θα μπορούσε να οδηγήσει .

Πώς ελέγχεται το ρεύμα κύματος

Κάθε φορά που η τροφοδοσία είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΗ, αρχικά το triac παραμένει απενεργοποιημένο (λόγω της απουσίας της μονάδας κίνησης πύλης) και το ίδιο φορτώνεται με το δίκτυο γέφυρας.

Μια τάση τροφοδοσίας που προέρχεται από την έξοδο του πυκνωτή 105 / 400V φτάνει στο εσωτερικό IR LED μέσω του ακροδέκτη 1/2 του οπτικού IC. Αυτή η είσοδος παρακολουθείται και υποβάλλεται σε επεξεργασία εσωτερικά με αναφορά στην απόκριση φωτός IR LED .... και μόλις εντοπιστεί ο κύκλος τροφοδοσίας AC που φτάνει στο μηδέν σημείο διέλευσης, ένας εσωτερικός διακόπτης ενεργοποιεί αμέσως και ενεργοποιεί το triac και διατηρεί το σύστημα ενεργοποιημένο για το υπόλοιπο της περιόδου έως ότου η μονάδα απενεργοποιηθεί και ενεργοποιηθεί ξανά.

Με την παραπάνω ρύθμιση, όποτε η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, το MOC opto isolator triac διασφαλίζει ότι το triac ξεκινά μόνο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου όταν το δίκτυο AC διασχίζει τη μηδενική γραμμή της φάσης του, η οποία με τη σειρά της διατηρεί το φορτίο απόλυτα ασφαλές και απαλλαγμένο από το επικίνδυνο κύμα βιασύνης.

Βελτίωση του παραπάνω Σχεδίου

Ένα ολοκληρωμένο χωρητικό κύκλωμα τροφοδοσίας με ανιχνευτή διασταύρωσης μηδέν, καταστολέα υπερτάσεων και ρυθμιστή τάσης συζητείται εδώ, η ιδέα υποβλήθηκε από τον κ. Chamy

Σχεδιάζοντας ένα βελτιωμένο χωρητικό κύκλωμα τροφοδοσίας με ανίχνευση μηδενικής διέλευσης

Γεια Σουαγατάμ.

Αυτή είναι η μηδενική διέλευση μου, η προστατευτική υπέρταση με χωρητικό σχεδιασμό παροχής ισχύος με σταθεροποιητή τάσης, θα προσπαθήσω να απαριθμήσω όλες τις αμφιβολίες μου.
(Ξέρω ότι αυτό θα είναι ακριβό για τους πυκνωτές, αλλά αυτό είναι μόνο για σκοπούς δοκιμής)

1-Δεν είμαι σίγουρος αν το BT136 πρέπει να αλλάξει για BTA06 για να εξυπηρετήσει περισσότερο ρεύμα.

2-Το Q1 (TIP31C) μπορεί να χειριστεί μόνο 100V Max. Ίσως πρέπει να αλλάξει για ένα τρανζίστορ 200V 2-3A;, όπως το 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), ξέρω ότι αυτή η αντίσταση είναι πολύ μικρή και είναι δική μου
σφάλμα, πραγματικά ήθελα να βάλω μια αντίσταση 1k. Αλλά με 200R 5W
αντίσταση θα λειτουργούσε;

4-Μερικές αντιστάσεις έχουν αλλάξει σύμφωνα με τις συστάσεις σας για να την κάνουν 110V ικανή. Ίσως το 10K πρέπει να είναι μικρότερο;

Εάν γνωρίζετε πώς να το κάνει να λειτουργεί σωστά, θα χαρώ πολύ να το διορθώσω. Εάν λειτουργεί, μπορώ να φτιάξω ένα PCB για αυτό και θα μπορούσατε να το δημοσιεύσετε στη σελίδα σας (φυσικά, φυσικά).

Σας ευχαριστώ που αφιερώσατε χρόνο και δείτε το κύκλωμα βλαβών μου.

Να εχετε μια ομορφη μερα.

Chamy

Αξιολόγηση του σχεδιασμού

Γεια Chamy,

το κύκλωμα σου φαίνεται εντάξει. Ακολουθούν οι απαντήσεις στις ερωτήσεις σας:

1) ναι BT136 πρέπει να αντικατασταθεί με ένα triac υψηλότερης βαθμολογίας.
2) Το TIP31 πρέπει να αντικατασταθεί με ένα τρανζίστορ Darlington όπως το TIP142 κ.λπ. διαφορετικά ενδέχεται να μην λειτουργεί σωστά.
3) όταν χρησιμοποιείται Darlington, η αντίσταση βάσης μπορεί να έχει υψηλή αξία, μπορεί να είναι αντίσταση 1K / 2 watt θα ήταν εντάξει.
Ωστόσο, ο σχεδιασμός από μόνος του μοιάζει με υπερβολικό αριθμό, μια πολύ απλούστερη έκδοση φαίνεται παρακάτω https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
Χαιρετισμοί

Σουαγκάταμ

Αναφορά:

Κύκλωμα μηδενικής διέλευσης

4) Εναλλαγή τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή χρησιμοποιώντας IC 555

Αυτή η 4η απλή αλλά έξυπνη λύση εφαρμόζεται εδώ χρησιμοποιώντας το IC 555 στη μονοσταθερή λειτουργία του για τον έλεγχο της υπερτάχυνσης σε μια τροφοδοσία χωρίς μετασχηματισμό μέσω ενός κυκλώματος μεταγωγής μηδενικής διέλευσης, όπου η ισχύς εισόδου από το δίκτυο επιτρέπεται να εισέλθει στο κύκλωμα μόνο κατά τη διάρκεια της μηδενικές διασταυρώσεις του σήματος εναλλασσόμενου ρεύματος, εξαλείφοντας έτσι την πιθανότητα υπερτάσεων. Η ιδέα προτάθηκε από έναν από τους άπληστους αναγνώστες αυτού του ιστολογίου.

Τεχνικές προδιαγραφές

Θα λειτουργούσε ένα κύκλωμα χωρίς διασταυρούμενο μετασχηματιστή για να αποτρέψει το αρχικό ρεύμα εισόδου χωρίς να επιτρέπεται η ενεργοποίηση μέχρι το 0 σημείο στον κύκλο 60/50 hertz;

Πολλά ρελέ στερεάς κατάστασης που είναι φθηνά, λιγότερο από 10,00 INR και έχουν ενσωματωμένη αυτή την ικανότητα.

Επίσης, θα ήθελα να οδηγήσω 20Watt leds με αυτό το σχέδιο, αλλά δεν είμαι σίγουρος πόσο ρεύμα ή πόσο ζεστοί πυκνωτές θα υποθέσω υποθέτω ότι εξαρτάται από το πώς τα leds είναι ενσύρματα ή παράλληλα, αλλά ας πούμε ότι ο πυκνωτής έχει μέγεθος 5 amp ή 125uf ο πυκνωτής θερμαίνεται και φυσάει ???

Πώς διαβάζει κανείς τις προδιαγραφές του πυκνωτή για να προσδιορίσει πόση ενέργεια μπορούν να διαλύσουν.

Το παραπάνω αίτημα με ώθησε να αναζητήσω ένα σχετικό σχέδιο που ενσωματώνει μια ιδέα μεταγωγής μηδενικής διέλευσης με βάση το IC 555 και συνάντησε το ακόλουθο εξαιρετικό κύκλωμα τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να εξαλείψει πειστικά όλες τις πιθανές πιθανότητες αύξησης της εισροής.

Τι είναι η εναλλαγή μηδενικής διέλευσης:

Είναι σημαντικό να μάθετε αυτήν την ιδέα πρώτα πριν διερευνήσετε το προτεινόμενο κύκλωμα χωρίς μετασχηματιστή χωρίς κύματα.

Όλοι γνωρίζουμε πώς μοιάζει ένα ημιτονοειδές κύμα ενός σήματος δικτύου AC. Γνωρίζουμε ότι αυτό το ημιτονοειδές σήμα ξεκινά από ένα σημάδι μηδενικού δυναμικού και αυξάνεται εκθετικά ή βαθμιαία στο σημείο της τάσης αιχμής (220 ή 120) και από εκεί επιστρέφει εκθετικά στο σήμα μηδενικού δυναμικού.

Μετά από αυτόν τον θετικό κύκλο, η κυματομορφή βυθίζει και επαναλαμβάνει τον παραπάνω κύκλο αλλά στην αρνητική κατεύθυνση μέχρι να επιστρέψει ξανά στο μηδέν.

Η παραπάνω λειτουργία πραγματοποιείται περίπου 50 έως 60 φορές το δευτερόλεπτο, ανάλογα με τις βασικές προδιαγραφές χρησιμότητας.
Δεδομένου ότι αυτή η κυματομορφή εισέρχεται στο κύκλωμα, οποιοδήποτε σημείο της κυματομορφής διαφορετικό από το μηδέν, παρουσιάζει πιθανό κίνδυνο μετατόπισης ON λόγω του εμπλεκόμενου υψηλού ρεύματος στην κυματομορφή.

Ωστόσο, η παραπάνω κατάσταση μπορεί να αποφευχθεί εάν το φορτίο αντιμετωπίζει το διακόπτη ΟΝ κατά τη διάρκεια της μηδενικής διέλευσης, μετά την οποία η αύξηση είναι εκθετική δεν αποτελεί απειλή για το φορτίο.

Αυτό ακριβώς προσπαθήσαμε να εφαρμόσουμε στο προτεινόμενο κύκλωμα.

Λειτουργία κυκλώματος

Αναφερόμενοι στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος, οι 4 δίοδοι 1N4007 σχηματίζουν τυπική διαμόρφωση ανορθωτή γέφυρας, η διασταύρωση καθόδου παράγει κυματισμό 100Hz κατά μήκος της γραμμής.
Η παραπάνω συχνότητα των 100Hz μειώνεται χρησιμοποιώντας ένα δυνητικό διαχωριστικό (47k / 20K) και εφαρμόζεται στη θετική ράγα του IC555. Σε όλη αυτή τη γραμμή το δυναμικό ρυθμίζεται κατάλληλα και φιλτράρεται χρησιμοποιώντας D1 και C1.

Το παραπάνω δυναμικό εφαρμόζεται επίσης στη βάση Q1 μέσω της αντίστασης 100k.

Το IC 555 έχει διαμορφωθεί ως μονοσταθές MV που σημαίνει ότι η έξοδος του θα ανεβαίνει κάθε φορά που γειώνεται ο ακροδέκτης # 2.

Για τις περιόδους κατά τις οποίες το δίκτυο AC είναι πάνω από (+) 0,6V, το Q1 παραμένει απενεργοποιημένο, αλλά μόλις η κυματομορφή AC αγγίξει το μηδέν σημάδι, που φτάνει κάτω από το (+) 0,6 V, το Q1 ενεργοποιεί τον πείρο γείωσης # 2 του IC και απόδοση θετικής εξόδου του IC pin # 3.

Η έξοδος του IC ανάβει το SCR και το φορτίο και το διατηρεί ενεργοποιημένο μέχρι να παρέλθει ο χρονισμός MMV, για να ξεκινήσει ένας νέος κύκλος.

Ο χρόνος ON του monostable μπορεί να ρυθμιστεί μεταβάλλοντας την προεπιλογή 1M.

Ο μεγαλύτερος χρόνος ON εξασφαλίζει περισσότερο ρεύμα στο φορτίο, καθιστώντας το πιο φωτεινό εάν είναι LED και το αντίστροφο.

Οι συνθήκες ενεργοποίησης αυτού του κυκλώματος τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή με βάση το IC 555 περιορίζονται επομένως μόνο όταν το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι κοντά στο μηδέν, το οποίο με τη σειρά του δεν εξασφαλίζει καμία τάση υπερτάσεων κάθε φορά που το φορτίο ή το κύκλωμα ενεργοποιείται.

Διάγραμμα κυκλώματος

Για εφαρμογή οδηγού LED

Αν ψάχνετε για τροφοδοσία χωρίς μετασχηματιστή για εφαρμογή οδηγού LED σε εμπορικό επίπεδο, τότε μάλλον μπορείτε να δοκιμάσετε το οι έννοιες εξηγούνται εδώ .