Поверителност и бисквитки

Този сайт използва бисквитки. Продължавайки, вие се съгласявате с тяхното използване. Получете повече информация; например за това как да контролирате бисквитките.

безтрансформаторни

Използването на трансформатор в постояннотокови захранвания традиционно е доста често срещано решение, тъй като има много предимства, които получаваме с него (особено когато става въпрос за изолация), но въпреки това, голям недостатък на използването на трансформатор е, че това уредът не може да бъде компактен добавяне на много тегло и разходи към устройството, което го използва, поради което предимствата от използването на безтрансформаторна верига за захранване се фокусират върху драстично намаляване на разходите, размера и теглото, като също е много ефективно решение за приложения, които изискват ниска мощност за работа, като като приложения, изискващи ток под 100 mA.

Наистина, дори ако настоящото изискване за консумация за вашата схема е ниско, традиционно трябваше да включим тежък и обемист трансформатор правейки нещата наистина тромави и разхвърляни, така че в тази публикация ще се опитаме да намерим други решения, които се опитват да направят без този скъп и обемист компонент, по-съобразен с новото време.

Както името му го определя, захранваща верига без трансформатор се отдалечава от класическата концепция за традиционните захранвания, които малко по малко се резервират за по-специфични цели, където основно има обемист трансформатор, токоизправител и стабилизаторна верига, премахване на трансформатора (или поне един от захранването) .

С този нов подход е възможно също така да се осигури постоянен ток от мрежата за променлив ток с високо напрежение с предимствата на намаляване както на разходите, така и на размерите, но също така да доведе до недостатъците в връзка с възможни опасности от контакт с HV тъй като веригата ще бъде пряко изложена на променливата мрежа.

Тайната на тази концепция е не друго, а използването на кондензатори с високо напрежение за понижаване на мрежовия променлив ток до по-ниското ниво, което може да е подходящо за електронната схема, свързана към товара. Спецификациите на напрежението на този кондензатор са избрани така, че неговото средно-високо ниво на върхово напрежение е много по-високо от пиковото напрежение на променливотоковото мрежово напрежение, за да се осигури безопасна работа на кондензатора. Този кондензатор се прилага последователно с един от мрежовите входове, за предпочитане AC фазовата линия.

Когато променливотоковата мрежа влезе в този кондензатор, в зависимост от стойността на кондензатора, реактивното съпротивление на кондензатора започва и ограничава променливия ток на мрежата да надвишава даденото ниво, както е определено от стойността на кондензатора.

The капацитивна реактивност се представя от и стойността му се дава от формулата:

Въпреки това, въпреки че токът е ограничен, напрежението не е, следователно, ако измервате коригираната мощност на безтрансформаторно захранване, ще откриете, чеe напрежението е равно на максималната стойност на променливотоковата мрежа ( около 310 волта), което може да бъде тревожно за всеки нов любител, но тъй като токът може да бъде достатъчно намален от кондензатора, това високо пиково напрежение може лесно да бъде адресирано и стабилизирано чрез използване на зенов диодr на изхода на мостовия токоизправител, както ще видим по-късно.

Между другото, не забравяйте, че мощността на ценеровия диод трябва да бъде правилно подбрана според допустимото текущо ниво на кондензатора.

Ситопечат на кондензатори

Като се има предвид значението на кондензатора, ще видим как да разберем ситопечата на CERAMIC и полиестерни кондензатори, обикновено използвани за този тип приложения.

Керамични кондензатори от 10 пикофаради до 82 пикофаради Те са представени от две фигури, следователно те нямат проблем да разграничат капацитета си.

За стойности между 1 и 82 производителите обикновено използват периода, тоест обикновено пишат 1,2 - 1,5 - 1,8 или поставете буквата "p" в пикофаради между двете числа, т.е. 1p2 - 1p5 - 1p8, което се интерпретира като 1 пикофарад и 2 десети, 1 пикофарад и 5 десети и т.н.

Оттогава трудностите започват от 100 пикофарада производителите използват различни идентификации.

Първата система е японска: Първите две цифри показват първите две номера на капацитета. Третото число, подобно на резисторите, показва броя на нулите, които трябва да се добавят към първите две. Например:

100pF се показва като 101, 120pF се показва като 121 или 150 пифофарада се показват като 151.

1000pF се показва като 102, 1200 се показва като 122 или 1500 пикофарада се показват като 152, ...

Използва се друга системаИзбройте нанофарадите: в случай на 1000 - 1200 - 1800 - 2200 pf те са маркирани 0'001 - 0'0015 - 0'0018 - 0'0022. Тъй като в корпусите на кондензатора не винаги има място за толкова много, първата нула се елиминира и точката се оставя, .001 - .0015 - .0018 - .0022.

Вместо това кондензатори от полиестер използвани за капацитети, много по-големи от керамичните, освен че са идентифицирани като система, която вече сме виждали, те могат да бъдат маркирани с друга система, която използва гръцката буква "µ". По този начин, 100 000 пикофарад кондензатор, можем да го намерим неясно маркиран като 10nf - .01 - µ10.

На практика буквата µ заменя „0“, следователно µ01 е равна на 0,01 микрофарада. Така че, ако намерим кондензатори с маркиране на μ1 - µ47 -µ82, ще трябва да го разчитаме като 0.1µ - 0.47µ -0.82 микрофарада.

Също така в полиестерните кондензатори стойността на капацитета е последвана от други съкращения или числа, които могат да заблудят. Например 1k може да се тълкува като 1 килограм, т.е. 1000 pf, тъй като буквата "K" се счита за еквивалент на 1000, докато капацитетът му всъщност е 1 микрофарад.

Съкращението .1M50 може да се тълкува погрешно като 1,5 микрофарада, тъй като буквата "М" се счита за еквивалентна на микрофаради, или в присъствието на точката, 150 000 пикофарада, докато в действителност капацитетът му е 100 000 пикофарада.

Буквите M, K или J, присъстващи след стойността на капацитета, показват толеранса:

  • М = 20% толеранс
  • К = 10% толеранс
  • J = 5% толеранс

След тези букви се появяват цифрите, които показват работното напрежение, например: .15M50 означава, че кондензаторът има капацитет 150 000 пикофарада, че толерансът му е M = 20% и максималното му работно напрежение е 50 волта.

Веригата

Въпреки че виждаме определени предимства на този безтрансформаторен PSU подход, има и някои недостатъци на безтрансформаторна PSU схема:

  • Първо, веригата не може да произвежда високи токови изходи, но това няма да създаде проблем за повечето приложения .
  • Друг недостатък, който със сигурност се нуждае от известно внимание, е концепцията не изолира веригата от опасни потенциали на променливотоковата мрежа. Този недостатък може да има сериозно въздействие за конструкции, които имат завършени отвори или метални метални части, но няма значение за блокове, които имат всичко покрито в непроводим корпус.

Следователно, ние трябва да работим с тази схема много внимателно, за да избегнем всякакъв контакт Следователно с цялата електрическа част предишната верига позволява през нея да навлезе пренапрежение на напрежението, което може да причини сериозни щети на задвижваната верига и на самата захранваща верига. Въпреки това, в предложената проста схема на трансформаторна захранваща схема този недостатък е разумно отстранен чрез въвеждане на различни видове стабилизиращи етапи след мостовия токоизправител благодарение на зенер диод и електролитен кондензатор на изхода на постоянен ток.

В схемата се използва метализиран кондензатор с високо напрежение (C1), за да се защити схемата за използване от моментни пренапрежения с високо напрежение, като останалата част от веригата не е нищо повече от все още типични прости мостови конфигурации за преобразуване на стъпаловидното напрежение в постоянен ток.

Нека видим най-често използваното решение:

Схемата, показана на диаграмата по-горе, е класически дизайн, който може да се използва като 12 волта DC захранване за повечето електронни схеми.

Работата на това захранване без трансформация може да се разбере със следните точки:

  1. Когато присъства AC мрежовият вход, кондензаторът C1 блокира входния ток в мрежата и го ограничава до по-ниско ниво, определено от комбинираната стойност на реактивно съпротивление на C1 паралелно с R1 = 1Mohm и C1 = 1 microfarad/400V AC. С тези стойности токът, който може да циркулира ще бъде повече или по-малко около 50mA. Напрежението обаче не е ограничено и следователно пълното напрежение 220V може да бъде на входа и да достигне по-късния етап на диодния мостов изправител (оттук и опасността от този тип източник)
  2. Мостовият токоизправител коригира това 220V C до по-висок 310V DC, поради RMS преобразуването в пика на променливотоковата форма.
  3. Това напрежение 310V DC се намалява незабавно до ниско напрежение от следващия етап на ценеровия диод, което го задвижва до ценеровата стойност. Ако се използва 12V ценер, това ще стане 12V и така нататък.
  4. C2 накрая филтрира 12V DC с вълни в относително чист 12V DC.

Използвайки следните стойности в предишната диаграма, можем да получим постояннотоково напрежение 12V и максимум 100mA:

  • R1 = 1Mohm
  • C1 = 105/400 PPC, където 105 = 10 00000 pf или какво е същото 1 000 000 pF, това е 1 microF.
  • R2 = 50ohm 1Watt
  • Z1 = 12v 1W ценеров диод
  • C2 = 10mF/250V

Практически пример

Горната безтрансформаторна или капацитивна захранваща верига може да се използва като верига на LED лампа за безопасно осветяване на малки LED вериги като малки LED ленти или нишки. Например, за лента от 65 до 68 светодиода от 3 волта последователно, приблизително на разстояние, да кажем 20 см, и тези ленти се съединяват, за да направят по-голяма лента, давайки общо 390 - 408 светодиода в крайната лента.

Показаната по-долу схема на водача е подходяща за задвижване на всяка верига от LED крушка с по-малко от 100 светодиода (за 220V вход), всеки светодиод с номинал 20mA, 5mm 3.3V светодиоди:

Тук входният кондензатор 0,33uF/400V решава количеството ток, подаван към LED струната. В този пример ще бъде около 17mA, което е почти правилно за избрания светодиоден низ.

Ако се използва един драйвер за по-голям брой подобни 60/70 LED струни паралелно, тогава просто стойността на споменатия кондензатор може да се увеличи пропорционално, за да се поддържа оптимално осветление на светодиодите.

Така че за 2 струни успоредно необходимата стойност би била 0,68uF/400V, за 3 струни можете да я замените с 1uF/400V. По същия начин за 4 струни това ще трябва да бъде надстроено до 1,33uF/400V и т.н.

Важно: Въпреки че не съм показал ограничителен резистор в дизайна, би било добра идея да включите 33 ома 2 вата резистор последователно с всеки светодиоден низ за допълнителна безопасност. Това може да се вмъкне навсякъде в поредицата с отделните низове.

Друг истински пример

В този друг случай ще видим търговска led крушка, чиято схема е получена чрез обратен инженеринг

Отново имаме като ключов елемент на променливотоковия вход полиестерен кондензатор (в този случай от 225pf, 400V и 5% толеранс със съпротивление 603 ома успоредно преди диодния мост

В този случай, тъй като консумацията на 10 светодиода в серия е напълно ограничена, знаем, че тъй като изходът на диодния мост е приблизително 1,2 V, той трябва да бъде около 12 V DC и, както можете да видите, зенер диод не изисква се на изхода на моста

Като трик, между другото тази крушка, ако искаме да я захранваме с 12V акумулатор за кола, например би било достатъчно да свържем два проводника на 12V батерия директно към изхода на моста, тоест точно в два полюса на електролитния кондензатор, логично зачитащи полярността .

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: И двете вериги, споменати в настоящия член, не са изолирани от напрежение, така че всички секции в схемата са изключително опасни за докосване, когато са свързани към захранването ...