3 polovodičové single IC 220V nastavitelné napájecí obvody

Tyto zdroje střídavého proudu na stejnosměrný proud používají jeden čip k převodu síťového vstupního střídavého napětí 220 V nebo 120 V na 12 V nebo 5 V DC bez závislosti na transformátoru.

Jsou zde diskutovány tři jednoduché, ale efektivní 220V jednočipové polovodičové polovodičové nastavitelné polovodičové napájecí obvody.

První pracuje s použitím jediného IC SR087. Konstrukce nezávisí na vysoce hodnotných kondenzátorech nebo induktorech a přesto je schopna dodávat proud 100 mA do připojené zátěže.

1) Hlavní funkce a rozložení desky

Hlavní vlastnosti tohoto napájecího zdroje využívající IC SR087 jsou:

Vysoká účinnost bez zabudování tlumivek. Pro pokles síťového proudu nevyžaduje vysokonapěťové kondenzátory. Lze použít se vstupy 120 V AC i 220 V AC Nastavitelný výstup od 9 V do 50 V stejnosměrného proudu Má interní soft statické obvody. Spotřeba v pohotovostním režimu je menší než 200 mW

The Supertex SR087 je transformátorový spínací regulační čip speciálně navržený pro provoz přímo z usměrněného vedení 220V nebo 120V AC.

Princip činnosti je zapnout propustný tranzistor pokaždé, když usměrněné střídavé napětí dosáhne pod nastavenou výstupní úroveň, a vypnout jej, jakmile je výstupní úroveň udržována na nastavené úrovni.

Interně nastavený 5V lineární regulátor nabízí další 5V pevný výstup z IC pro provozní zařízení vyžadující přísné 5V vstupy.

Integrovaný obvod také usnadňuje funkci „deaktivace“ spouštěnou externím logickým vstupem, kterou lze použít k deaktivaci obvodu, když se nepoužívá, a udržovat systém v pohotovostním režimu.

VAROVÁNÍ! Galvanické oddělení není součástí konstrukce. Při zapnutí do střídavého napájení mohou být životu nebezpečná napětí a rázy. Konstruktér využívající SR087 musí zajistit řádná bezpečnostní opatření k ochraně koncového uživatele před smrtí.

U zde popsaných obvodů není zaručeno, že splňují požadavky na ráz a EMI vedení.

Fungování těchto obvodů se může lišit v závislosti na dané aplikaci. Projektantovi se doporučuje provést testy k ověření shody s ustanovenými světovými normami a předpisy.

Kruhový diagram

Seznam dílů

Popis pinout

VIN - Mělo by být připojeno přes vedení 120 / 230VAC. Střídavé vstupní napětí obvodu je chráněno před rázovými proudy varistorem 275V s oxidem kovu (MOV) a také 1,25A
pomalá pojistka.

Na vstupním vedení nikdy nepoužívejte transformátor. Vysoká indukčnost může generovat indukční EMF zpět, přetížit
MOV a zničit to. Vezměte prosím na vědomí, že navrhovaný 50V nastavitelný beztransformátorový napájecí zdroj není navržen tak, aby pracoval přes napájecí vstup z nepřerušitelného čtvercového vlnění, které se také obvykle označuje jako „modifikovaná sinusová vlna“.

GND - Toto je společná linka obvodu. A protože obvod nenabízí galvanické oddělení od sítě 220 V nebo 120 V, připojení tohoto společného vedení k uzemněnému zařízení,
(například osciloskop), může způsobit zkrat na střídavém vedení, což povede k okamžitému poškození obvodu nebo dokonce použitého zařízení.

Možná budete také chtít poznamenat, že GND může být s ohledem na zvýšenou úroveň napětí
k zemi, i když je AC vstup vypnutý. Buďte opatrní!

VOUT - Týká se hlavního výstupu obvodu.

SR087 IC je navržen k regulaci špičkového výstupního napětí, a nikoli průměrné hodnoty, proto
průměrné napětí bude mít tendenci klesat, když je připojena zátěž.

VOUT lze upravit od 9,0 do 50 V změnou hodnoty R1 podle vzorce uvedeného v schématu zapojení

VREG - Je to fixní 5V regulovaný výstup z IC. Protože tento výstup je odvozen z 50V vedení, jakékoli zatížení VREG může způsobit ekvivalentní pokles proudu napříč VOUT.

VREG bude vyžadovat alespoň 4,0 V světlé výšky
generovat 5V, to je minimálně 9V při VOUT.

Protože IC je obvykle lineární regulátor, SR087 se rozptýlí
aktuální výkon na výstupu VREG nebo VOUT stoupá na přibližně 460 mW při 60 mA.

ENABLE - If a logic low (<0.2V) is applied on this pinout it enables Q1
přepínání a VOUT zapnutý.

Nicméně logika
vysoká (> 0,75 • VREG) na tomto pinoutu rychle zakáže Q1
, vypnutí napájení VOUT a také výstupu VREG.

Pokud však na terminálech VOUT existuje externí napětí v deaktivovaném stavu, VREG bude i nadále fungovat a umožní generování 5,0 V na specifikovaných terminálech.
Vstup ENABLE je vybaven stahovacím rezistorem 20kΩ. V případě, že to není nutné nebo nepoužívané, může být jednoduše ponecháno nepřipojené nebo připojené k zemi.

2) 12V, 5V polovodičový napájecí zdroj pomocí IC LR645

V následujícím druhém jediném polovodičovém designu založeném na integrovaném obvodu budeme studovat, jak je síťové napětí řízeno na 12V a 5V pomocí jediného integrovaného obvodu LR645G a některých dalších podpůrných běžných aktivních polovodičů.

V jednom ze svých dřívějších příspěvků jsem poskytl podobný obvod, ale využil vysokonapěťový kondenzátor pro pokles síťového napětí na nižší použitelné úrovně.

Díky Supertex ic. za to, že nám poskytl tento úžasný malý čip LR645G, který ovládá jednou rukou jakékoli napětí mezi 24 a 270 V AC a na výstupu vytváří stejnosměrné napětí pod 15 voltů, což je ideální řešení pro provoz citlivých kompaktních elektronických obvodů.

Nejlepší částí obvodu je, že neobsahuje žádné objemné těžké součásti, jako je transformátor nebo nepolární vysokonapěťové kondenzátory.

I když všichni známe jednoduchý způsob konstrukce beztransformátorových napájecích zdrojů pomocí vysokonapěťových kondenzátorů, mají tyto vysokonapěťové kondenzátory jednu velkou nevýhodu.

Při zapnutí umožňují tyto krytky procházet vysokými přepěťovými vstupy a také přechodné přechodové jevy jsou u těchto zařízení nezastavitelné.

Nevýhoda může způsobit zmatek v jakémkoli elektronickém obvodu, který může být připojen k takové konfiguraci napájení.

Jak funguje LR645G

Použitím LR645G se výše uvedená hrozba zcela zruší. Maximální proud dostupný z tohoto zařízení je poměrně nízký, kolem 3 mA, to však nikdy není problém, protože proud lze vystřelit až na 150 mA, jednoduchým přidáním fet DN2540N5 do obvodu.

Výše uvedený obrázek je klasický polovodičový obvod sestavený z napájecího obvodu bez transformátoru 12V a 5V, který může poskytovat výstupy 15 voltů a 5 voltů.

15 voltů je k dispozici na křižovatce výstupu LR645 a vstupu Ic 7805.
Pokud není požadována možnost 5 voltů, může být eliminována konfigurace kolem 5 voltového regulátoru, což činí obvod ještě jednodušším a kompaktnějším.

Popis

Stručně řečeno, schéma zapojení lze pochopit následujícím způsobem:

• Vysokonapěťová střídavá síť je usměrněna konfigurací můstku pomocí čtyř diod na vstupu.
• Usměrněné napětí je vyhlazeno filtračním kondenzátorem zavedeným těsně za můstkovou sítí.
• Usměrněné, filtrované vysoké napětí se přivádí do IC LR645LG, což účinně snižuje napětí na 15 voltů při 3 mA.
• FET vytáhne proudový výstup 3 mA na 150 mA a přivede ho do dalšího stupně, který zahrnuje stupeň 5 voltového regulátoru.

Jednou velkou nevýhodou nezapojení transformátoru je však NEBEZPEČÍ vysokonapěťového šoku, který aktivně visí se všemi nahými body obvodu.

Při sestavování a testování tohoto obvodu a dalších připojených obvodů je proto nutná maximální opatrnost.

Seznam dílů

Diody - 1N4007

Vstupní kondenzátor - 4,7uF / 400V,

Výstupní kondenzátory jsou 1uF / 25V

Integrované obvody jsou LR645LG a 7805,

FET - DN2540N5

3) Obvod napájecího zdroje 0-400 V s jedním čipem

Chladný napájecí zdroj s proměnlivým napětím 0-400 V lze postavit pomocí jediného čipu LR8 a několika odporů. Integrovaný obvod je vybaven integrovaným proudovým ovládacím stupněm, díky němuž je design extrémně bezpečný i pro kritické elektronické obvody.

Jak je LR8 IC navržen tak, aby fungoval

IC LR8 je docela podobný našemu vlastnímu LM317 nebo integrované obvody LM338 kromě jejich maximálního vstupního napětí a specifikací kapacity dodávajících proud, které jsou od sebe vzdálené, zbytek atributů je přesně podobný.

Vzhledem k tomu, že IC LR8 je navržen pro práci s obrovským napětím až do 430 V, je jeho proudová manipulační kapacita v důsledku toho mnohem nižší při maximu 20 mA, ale přesto se při 400 V může tento proud jevit jako velmi užitečný.

Vzhledem k tomu, že navrhovaný napájecí obvod 0-400V bez transformátoru je dimenzován pro práci s více než 400V AC, znamená to, že tento obvod lze jednoduše zapojit přímo do naší síťové zásuvky, aniž byste se museli starat o přílivy nebo jiné související katastrofické situace.

Jak to funguje

S odkazem na návrh obvodu 0-400V beztransformátorové napájení výše vidíme, že je přesně identický s napěťovými regulátory typu LM317, kde R1 se používá pro nastavení referenčního napětí pro pin ADJ, zatímco R2 je umístěn pro stanovení zamýšleného výstupního napětí na C2.

V diagramu má 18K rezistor produkovat přesných 5V na výstupu, pokud je vstupní napětí 12V nad výstupní hodnotou .... to znamená pro získání 5V by minimální vstupní napájecí napětí mělo být 17V. Podobně pro zajištění minima 1,25 V na výstupu bude vstupní zdroj muset být kolem 13,2 V. Stručně řečeno, rozdílové napětí musí být + 12V nad požadovanou výstupní hodnotou.

Pro získání plynulého výstupu proměnné 0-400V nebo 0-300V DC ze síťového usměrněného vstupního zdroje 220V lze R2 nahradit 100K potenciometrem.

Pro další pevné hodnoty lze použít zadaný vzorec, jak je naznačeno v diagramu.

Pinoutový diagram pro LR8 IC lze zjistit z následujícího obrázku:

Nyní, když víte, jak vytvořit beztransformátorový napájecí obvod 0-400V, jak jej plánujete použít pro své konkrétní potřeby? .... přemýšlejte a sdílejte, pokud je to možné, pomocí pole pro komentář.