Vysvětleny 4 jednoduché obvody napájecího zdroje bez transformátoru

V tomto příspěvku pojednáváme o 4 snadno sestavitelných, kompaktních jednoduchých beztransformátorových napájecích obvodech. Všechny zde uvedené obvody jsou konstruovány pomocí teorie kapacitní reaktance pro snižování vstupního střídavého síťového napětí. Všechny zde prezentované návrhy fungují samostatně bez transformátoru nebo bez transformátoru .

Koncept beztransformátorového napájení

Jak název definuje, beztransformátorový napájecí obvod poskytuje nízké stejnosměrné napětí ze sítě vysokého napětí střídavého proudu bez použití jakékoli formy transformátoru nebo induktoru.

Funguje tak, že pomocí vysokonapěťového kondenzátoru klesne střídavý proud ze sítě na požadovanou nižší úroveň, která může být vhodná pro připojený elektronický obvod nebo zátěž.

Specifikace napětí tohoto kondenzátoru je zvolena tak, aby jeho špičkové jmenovité napětí RMS bylo mnohem vyšší než špička střídavého síťového napětí, aby byla zajištěna bezpečná funkce kondenzátoru. Níže je uveden příklad kondenzátoru, který se běžně používá beztransformátorových napájecích obvodů:

Tento kondenzátor je zapojen do série s jedním ze síťových vstupů, nejlépe s fázovou linkou střídavého proudu.

Když síťový střídavý proud vstupuje do tohoto kondenzátoru, v závislosti na hodnotě kondenzátoru, reaktance kondenzátoru vstoupí do činnosti a omezuje střídavý proud ze sítě na překročení dané úrovně, jak je stanoveno hodnotou kondenzátoru.

Přestože je proud omezen, napětí není, takže pokud změříte usměrněný výstup beztransformátorového napájecího zdroje, zjistíte, že napětí se bude rovnat špičkové hodnotě síťového střídavého proudu, to je kolem 310V , a to by mohlo být alarmující pro každého nového fanda.

Ale protože kondenzátor může proud dostatečně snížit na úroveň, mohlo by se toto vysoké špičkové napětí snadno vyřešit a stabilizovat pomocí zenerovy diody na výstupu můstkového usměrňovače.

The zenerova dioda musí být vhodně zvoleno podle povolené úrovně proudu z kondenzátoru.

UPOZORNĚNÍ: Přečtěte si prosím varovnou zprávu na konci příspěvku

Výhody použití obvodu beztransformátorového napájení

Myšlenka je levná, ale velmi efektivní pro aplikace, které pro svůj provoz vyžadují nízkou spotřebu.

Použití transformátoru v DC napájecí zdroje je pravděpodobně docela běžné a hodně jsme toho slyšeli.

Nevýhodou použití transformátoru je však to, že jednotku nemůžete kompaktní.

I když je aktuální požadavek na vaši aplikaci obvodu nízký, musíte zahrnout těžký a objemný transformátor, který dělá věci opravdu těžkopádnými a chaotickými.

Zde popsaný napájecí obvod bez transformátoru velmi efektivně nahrazuje obvyklý transformátor pro aplikace, které vyžadují proud pod 100 mA.

Zde vysoké napětí metalizovaný kondenzátor se používá na vstupu pro požadované sestupování napájení ze sítě a předchozí obvod není nic jiného než jen jednoduchá konfigurace můstku pro převod sestupného střídavého napětí na stejnosměrné.

Obvod zobrazený na obrázku výše je klasickým designem, který lze použít jako a Napájení 12 V DC zdroj pro většinu elektronických obvodů.

Po projednání výhod výše uvedeného návrhu však bude vhodné zaměřit se na několik vážných nevýhod, které tento koncept může zahrnovat.

Nevýhody napájecího obvodu bez transformátoru

Zaprvé obvod není schopen produkovat vysoce proudové výstupy, ale to u většiny aplikací nebude dělat problém.

Další nevýhodou, kterou je jistě třeba zvážit, je, že koncept neizoluje obvod od nebezpečných AC síťových potenciálů.

Tato nevýhoda může mít vážné dopady na konstrukce, které mají ukončené výstupy nebo kovové skříně, ale nebude to vadit u jednotek, které mají vše zakryté v nevodivém krytu.

Proto musí noví fandové s tímto obvodem pracovat velmi opatrně, aby nedošlo k úrazu elektrickým proudem. V neposlední řadě to výše uvedený obvod umožňuje napěťové rázy proniknout skrz něj, což může způsobit vážné poškození napájeného obvodu a samotného napájecího obvodu.

Avšak v navrhovaném jednoduchém návrhu napájecího obvodu bez transformátoru byla tato nevýhoda rozumně vyřešena zavedením různých typů stabilizačních stupňů po můstkovém usměrňovači.

Tento kondenzátor uzemňuje okamžité přepětí vysokého napětí, čímž účinně chrání přidruženou elektroniku.

Jak obvod funguje

Fungování tohoto beztransformátorového napájecího zdroje lze pochopit pomocí následujících bodů:

1. Když je zapnutý síťový vstup ze sítě, kondenzátorové bloky C1 vstup síťového proudu a omezuje jej na nižší úroveň určenou hodnotou reaktance C1. Zde lze zhruba předpokládat, že je kolem 50mA.
2. Napětí však není omezeno, a proto je povoleno, aby plných 220 V nebo cokoli jiného na vstupu dosáhlo dalšího stupně usměrňovacího můstku.
3. The můstkový usměrňovač usměrňuje toto 220V C na vyšší 310V DC, kvůli převodu RMS na špičku tvaru vlny AC.
4. Tento 310 V DC se okamžitě sníží na nízkou úroveň DC dalším stupněm zenerovy diody, které jej posune na zenerovu hodnotu. Pokud se použije 12V zener, stane se 12V a tak dále.
5. C2 nakonec filtruje 12 V DC s vlnami na relativně čisté 12 V DC.

1) Základní beztransformátorový design

Pokusme se podrobněji porozumět funkci každé z částí použitých ve výše uvedeném obvodu:

1. Kondenzátor C1 se stává nejdůležitější součástí obvodu, protože je to ten, který snižuje vysoký proud ze sítě 220 V nebo 120 V na požadovanou nižší úroveň, aby vyhovoval výstupní stejnosměrné zátěži. Pravidlem je, že každá jednotlivá mikroFarad z tohoto kondenzátoru poskytne výstupní zátěž přibližně 50 mA. To znamená, že 2uF poskytne 100 mA atd. Pokud se chcete naučit výpočty přesněji, můžete viz tento článek .
2. Odpor R1 se používá k zajištění výbojové cesty pro vysokonapěťový kondenzátor C1, kdykoli je obvod odpojen od síťového vstupu. Protože C1 má schopnost uchovávat v něm síťový potenciál 220 V, když je odpojen od sítě, a mohl by riskovat úder vysokého napětí každému, kdo se dotkne kolíků zástrčky. R1 rychle vybije C1 a zabrání takovým nehodám.
3. Diody D1 --- D4 fungují jako můstkový usměrňovač pro přeměnu slaboproudého střídavého proudu z kondenzátoru C1 na slaboproudý stejnosměrný proud. Kondenzátor C1 omezuje proud na 50 mA, ale neomezuje napětí. To znamená, že DC na výstupu můstkového usměrňovače je špičková hodnota 220 V AC. To lze vypočítat jako: 220 x 1,41 = 310 V DC přibližně. Takže na výstupu můstku máme 310 V, 50 mA.
4. Avšak 310 V DC může být příliš vysoké pro jakékoli nízkonapěťové zařízení kromě relé. Proto vhodně hodnocené Zenerova dioda se používá pro posunutí 310 V DC na požadovanou nižší hodnotu, například 12 V, 5 V, 24 V atd., v závislosti na specifikacích zatížení.
5. Rezistor R2 se používá jako a rezistor omezující proud . Možná cítíte, že když už je C1 pro omezení proudu, proč potřebujeme R2. Je to proto, že během období zapnutí okamžitého napájení, což znamená, že když je do obvodu poprvé přiveden vstup AC, kondenzátor C1 jednoduše funguje jako zkrat na několik milisekund. Těchto několik počátečních milisekund periody zapnutí umožňuje, aby do obvodu vstoupil plný střídavý proud o vysokém napětí 220 V, což může stačit ke zničení zranitelné stejnosměrné zátěže na výstupu. Abychom tomu zabránili, zavádíme R2. Lepší možností však může být použití souboru NTC místo R2.
6. C2 je filtrační kondenzátor , který vyhlazuje vlnění 100 Hz z usměrněného můstku na čistší DC. Ačkoli je na schématu zobrazen vysokonapěťový kondenzátor 10uF 250V, můžete jej jednoduše vyměnit za 220uF / 50V kvůli přítomnosti zenerovy diody.

Uspořádání desek plošných spojů pro výše vysvětlený jednoduchý beztransformátorový napájecí zdroj je znázorněno na následujícím obrázku. Vezměte prosím na vědomí, že jsem vložil prostor pro MOV také na desce plošných spojů na straně vstupu napájení.

Příklad obvodu pro použití LED dekoračního světla

Následující obvod bez transformátoru nebo kapacitní napájecí zdroj lze použít jako obvod LED žárovky pro bezpečné osvětlení menších obvodů LED, jako jsou malé LED žárovky nebo LED světelné řetězy.

Myšlenku požadoval pan Jayesh:

Specifikace požadavků

Řetězec je vyroben z přibližně 65 až 68 LED diod 3 Volt v sérii přibližně ve vzdálenosti řekněme 2 stopy ,,, takových 6 strun je svázáno dohromady, aby vytvořily jednu strunu, takže umístění žárovky vyjde na 4 palce v závěrečném laně. takže přes všech 390 - 408 LED žárovek v závěrečném laně.
Navrhněte mi tedy nejlepší možný obvod ovladače, který bude fungovat
1) jeden řetězec 65-68 řetězce.
nebo
2) kompletní provaz 6 řetězců dohromady.
máme další lano o 3 strunách. Šňůra je tvořena přibližně 65 až 68 LED diodami 3 V v sérii přibližně ve vzdálenosti řekněme 2 stopy, takové 3 struny jsou svázány dohromady, aby vytvořily jednu strunu, takže umístění žárovky přichází v závěrečném laně na 4 palce. takže přes všech 195 - 204 LED žárovek v závěrečném laně.
Navrhněte mi tedy nejlepší možný obvod ovladače, který bude fungovat
1) jeden řetězec 65-68 řetězce.
nebo
2) kompletní lano se 3 strunami dohromady.
Navrhněte nejlepší robustní obvod s přepěťovou ochranou a poraďte se s dalšími věcmi, které je třeba k ochraně obvodů připojit.
a podívejte se, že schémata zapojení jsou s hodnotami požadovanými stejně, protože v tomto oboru nejsme vůbec technickými osobami.

Návrh obvodu

Níže uvedený obvod řidiče je vhodný k řízení jakýkoli řetězec LED žárovky s méně než 100 LED diodami (pro vstup 220 V), přičemž každá LED je dimenzována na 20 mA, 3,3 V 5 mm LED:

Zde vstupní kondenzátor 0,33uF / 400V rozhoduje o množství proudu dodávaného do řetězce LED. V tomto příkladu to bude kolem 17mA, což je téměř správné pro vybraný řetězec LED.

Pokud je jeden ovladač použit pro větší počet podobných řetězců LED 60/70 paralelně, pak by se jednoduše mohla zmíněná hodnota kondenzátoru proporcionálně zvýšit pro udržení optimálního osvětlení na LED.

Proto pro 2 řetězce paralelně by požadovaná hodnota byla 0,68uF / 400V, pro 3 řetězce ji můžete nahradit 1uF / 400V. Podobně pro 4 řetězce by to muselo být upgradováno na 1,33uF / 400V atd.

Důležité :I když jsem v konstrukci neukázal omezující rezistor, bylo by dobré přidat do série s každým LED řetězcem rezistor 33 Ohm 2 watt pro větší bezpečnost. To by mohlo být vloženo kdekoli v sérii s jednotlivými řetězci.

UPOZORNĚNÍ: VŠECHNY OBVODY UVEDENÉ V TOMTO ČLÁNKU NEJSOU IZOLOVÁNY ZE SÍTĚ AC, VŠECHNY SEKCE V OKRUHU JSOU NEBEZPEČNĚ DOTYKOVÉ, POKUD JSOU PŘIPOJENY K SÍŤOVÉMU AC ........

2) Upgradování na napěťově stabilizovaný napájecí zdroj bez transformátoru

Nyní se podívejme, jak lze obyčejný kapacitní napájecí zdroj transformovat na beznapěťový stabilizovaný nebo beznapěťový transformátorový napájecí zdroj použitelný pro téměř všechny standardní elektronické zátěže a obvody. Nápad požadoval pan Chandan Maity.

Technické specifikace

Pokud si pamatujete, komunikoval jsem vás někdy dříve s komentáři na vašem blogu.

Obvody bez transformátorů jsou opravdu dobré a několik z nich jsem testoval a běžel 20W, 30W LED. Nyní se snažím přidat nějaký řadič, FAN a LED dohromady, proto potřebuji dvojí napájení.

Hrubá specifikace je:

Jmenovitý proud 300 mAP1 = 3,3-5V 300mA (pro ovladač atd.) P2 = 12-40V (nebo vyšší rozsah), 300mA (pro LED)
Myslel jsem, že použiji váš druhý okruh, jak je uvedeno https://homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

Ale nejsem schopen zmrazit způsob, jak získat 3,3 V bez použití dalšího kondenzátoru. 1. Může být druhý obvod umístěn z výstupu prvního? 2. Nebo druhý můstek TRIAC, který má být umístěn paralelně s prvním, po kondenzátoru, aby získal 3,3-5V

Budu rád, když laskavě pomůžete.

Dík,

Design

Funkci různých komponent použitých v různých stupních výše uvedeného obvodu s řízeným napětím lze pochopit z následujících bodů:

Síťové napětí je usměrňováno čtyřmi diodami 1N4007 a filtrováno kondenzátorem 10uF / 400V.

Výstup přes 10uF / 400V nyní dosahuje kolem 310V, což je špičkové usměrněné napětí dosažené ze sítě.

Síť děliče napětí nakonfigurovaná na základně TIP122 zajišťuje, že toto napětí je sníženo na očekávanou úroveň nebo podle potřeby na výstupu napájecího zdroje.

Můžete také použít MJE13005 místo TIP122 pro lepší bezpečnost.

Pokud je požadováno napětí 12V, může být nastaven 10K hrnec k dosažení tohoto cíle přes vysílač / zem TIP122.

Kondenzátor 220uF / 50V zajišťuje, že během zapnutí je základna přivedena na okamžik nulové napětí, aby byla trvale vypnutá a chráněna před počátečním nárazovým náporem.

Induktor dále zajišťuje, že během doby zapnutí ON cívka nabízí vysoký odpor a zastaví jakýkoli zapínací proud, aby se dostal dovnitř obvodu, čímž zabrání možnému poškození obvodu.

Pro dosažení 5 V nebo jakéhokoli jiného připojeného sestupného napětí lze k dosažení stejného napětí použít regulátor napětí, jako je znázorněný integrovaný obvod 7805.

Kruhový diagram

Používání MOSFET Control

Výše uvedený obvod využívající sledovač emitoru lze dále vylepšit použitím a Napájení sledovače zdroje MOSFET , spolu s doplňkovým stupněm řízení proudu pomocí tranzistoru BC547.

Kompletní schéma zapojení je uvedeno níže:

Video Důkaz přepěťové ochrany

3) Obvod nulového přechodu bez transformátoru

Třetí zajímavost vysvětluje důležitost detekce přechodu nuly v kapacitních napájecích zdrojích bez transformátoru, aby byla zcela bezpečná před zapnutím síťového rázového proudu. Nápad navrhl pan Francis.

Technické specifikace

Četl jsem o článcích s transformátorem bez napájení na vašem webu s velkým zájmem, a pokud správně rozumím, hlavním problémem je možný nárazový proud v obvodu při zapnutí, a to je způsobeno tím, že zapnutí nemusí vždy nastat, když je cyklus na nulovém napětí (přechod nuly).

Jsem nováček v elektronice a moje znalosti a praktické zkušenosti jsou velmi omezené, ale pokud lze problém vyřešit, pokud je implementován přechod nula, proč k jeho ovládání nepoužívat komponentu nulového přechodu, jako je Optotriac s přechodem nuly.

Vstupní strana optotriaku je nízký výkon, proto lze ke snížení síťového napětí pro provoz optotiaku použít rezistor s nízkým výkonem. Proto se na vstupu Optotriaku nepoužívá žádný kondenzátor. Kondenzátor je připojen na výstupní stranu, kterou zapne TRIAC, který se zapne při průchodu nulou.

Pokud je to možné, vyřeší to také problémy s vysokými požadavky na proud, protože Optotriac zase může bez problémů provozovat další vyšší proud a / nebo napětí TRIAC. Stejnosměrný obvod připojený ke kondenzátoru by již neměl mít problém s náběhovým proudem.

Bylo by hezké znát váš praktický názor a poděkovat za přečtení mé pošty.

Pozdravy,
Francis

Design

Jak správně zdůraznil výše uvedený návrh, AC vstup bez a kontrola průchodu nulou může být hlavní příčinou nárazového proudu v kapacitních napájecích zdrojích bez transformátoru.

Dnes s příchodem sofistikovaných optoizolátorů triakových ovladačů již není přepínání střídavé sítě s řízením nulového přechodu složitou záležitostí a lze ji jednoduše implementovat pomocí těchto jednotek.

O optočlenech MOCxxxx

Budiče triaku řady MOC přicházejí ve formě optočlenů a jsou v tomto ohledu specialisty a lze je použít s jakýmkoli triakem pro ovládání střídavého proudu prostřednictvím detekce a řízení nulového přechodu.

Ovladače triaku řady MOC zahrnují MOC3041, MOC3042, MOC3043 atd., Všechny jsou téměř totožné s jejich výkonovými charakteristikami, pouze s malými rozdíly v jejich napěťových špičkách, a kterékoli z nich lze použít pro navrhovanou aplikaci řízení přepětí v kapacitních napájecích zdrojích.

Detekce a provádění nulového přechodu jsou interně zpracovávány v těchto opto budicích jednotkách a je třeba s ním konfigurovat pouze výkonový triak pro sledování zamýšleného řízeného střelby integrovaného obvodu triaku zamýšleným nulovým křížením.

Než prozkoumáme napájecí obvod bez přepětí bez transformátoru pomocí konceptu řízení přechodu nuly, pojďme nejprve stručně pochopit, co je přechod nuly a jeho související funkce.

Co je Zero Crossing v AC síti

Víme, že AC síťový potenciál se skládá z napěťových cyklů, které stoupají a klesají se měnící se polaritou z nuly na maximum a naopak v daném měřítku. Například v našem střídavém napětí 220 V se napětí přepíná z 0 na + 310 V špičky) a zpět na nulu, poté postupuje dolů z 0 na -310 V a zpět na nulu, to pokračuje nepřetržitě 50krát za sekundu, což představuje 50 Hz AC cyklus.

Když je síťové napětí blízko okamžité špičce cyklu, která se blíží síťovému vstupu 220 V (pro 220 V), nachází se v nejsilnější zóně, pokud jde o napětí a proud, a pokud dojde během této doby k zapnutí kapacitního napájecího zdroje lze okamžitě očekávat, že celých 220 V prorazí napájecí zdroj a související zranitelné stejnosměrné zatížení. Výsledkem by mohlo být to, čeho jsme v takových napájecích jednotkách obvykle svědky ... to je okamžité spalování připojené zátěže.

Výše uvedený důsledek lze běžně pozorovat pouze u kapacitních beztransformátorových napájecích zdrojů, protože kondenzátory mají vlastnosti, že se po zlomku sekundy chovají jako zkrat, když jsou vystaveny napájecímu napětí, po kterém se nabijí a přizpůsobí se své správné zadané výstupní úrovni

Když se vrátíme k problému přechodu na nulu, v obrácené situaci, když se síť blíží nebo překračuje nulovou linii svého fázového cyklu, lze ji považovat za nejslabší z hlediska proudu a napětí a jakýkoli gadget zapnutý v tomto okamžiku lze očekávat, že bude zcela bezpečný a bez přepětí.

Pokud je tedy kapacitní napájecí zdroj zapnut v situacích, kdy střídavý vstup prochází fázovou nulou, můžeme očekávat, že výstup z napájecího zdroje bude bezpečný a bez rázového proudu.

Jak to funguje

Výše zobrazený obvod využívá triakový optoizolátorový budič MOC3041 a je nakonfigurován takovým způsobem, že kdykoli je napájení zapnuto, vystřelí a inicializuje připojený triak pouze během prvního přechodu nuly fází střídavého proudu a poté udržuje zapnutí střídavého proudu normálně po zbytek doby, dokud není napájení vypnuto a znovu zapnuto.

S odkazem na obrázek vidíme, jak je malý 6kolíkový MOC 3041 IC spojen s triakem pro provádění procedur.

Vstup do triaku se přivádí přes vysokonapěťový kondenzátor 105 / 400V omezující proud, zátěž lze vidět připojenou k druhému konci napájení prostřednictvím konfigurace můstkového usměrňovače pro dosažení čistého stejnosměrného proudu pro zamýšlenou zátěž, kterou by mohla LED .

Jak je řízen rázový proud

Kdykoli je napájení zapnuto, zpočátku triak zůstane vypnutý (kvůli nepřítomnosti pohonu brány) a stejně tak zátěž připojená k mostní síti.

Napájecí napětí odvozené z výstupu kondenzátoru 105 / 400V dosahuje vnitřní IR LED přes pin1 / 2 opto IC. Tento vstup je monitorován a interně zpracováván s ohledem na odezvu LED IR světla .... a jakmile je detekován přiváděný střídavý cyklus, který dosáhne nulového bodu křížení, interní spínač okamžitě přepne a aktivuje triak a udržuje systém zapnutý zbytek doby, dokud se jednotka znovu nevypne a nezapne.

S výše uvedeným nastavením, kdykoli je zapnuto napájení, triak MOC opto izolátoru zajišťuje, že triak je iniciován pouze během tohoto období, kdy síť střídavého proudu překročí nulovou linii své fáze, což zase udržuje zátěž dokonale bezpečnou a bez nebezpečného nárůstu shonu.

Vylepšení výše uvedeného designu

Diskutujeme zde o komplexním kapacitním napájecím obvodu s detektorem průchodu nuly, omezovačem přepětí a regulátorem napětí, myšlenku předložil pan Chamy

Návrh vylepšeného kapacitního napájecího obvodu s detekcí nulového přechodu

Ahoj Swagatam.

Toto je můj návrh nulového přechodu, přepěťově chráněný kapacitní napájecí zdroj se stabilizátorem napětí, pokusím se vyjmenovat všechny mé pochybnosti.
(Vím, že to bude pro kondenzátory drahé, ale je to jen pro účely testování)

1-Nejsem si jistý, jestli musí být BT136 vyměněn za BTA06, aby vyhovoval většímu proudu.

2-Q1 (TIP31C) zvládne pouze 100 V max. Možná by to mělo být změněno pro tranzistor 200V 2-3A?, Jako 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), vím, že tento rezistor je docela malý a je můj
chyba, vlastně jsem chtěl dát 1k rezistor. Ale s 200R 5W
odpor by to fungovalo?

4-Některé rezistory byly změněny na základě vašich doporučení, aby byly schopné napájet 110 V. Možná, že 10K musí být menší?

Pokud víte, jak zajistit, aby fungoval správně, velmi rád to opravím. Pokud to funguje, mohu pro něj vyrobit desku plošných spojů a můžete ji zveřejnit na své stránce (samozřejmě zdarma).

Děkuji, že jste si našli čas a prohlíželi si můj plný okruh poruch.

Hezký den.

Chamy

Posuzování designu

Ahoj Chamy,

váš obvod se mi zdá v pořádku. Zde jsou odpovědi na vaše otázky:

1) ano BT136 by měl být nahrazen triakem s vyšším hodnocením.
2) TIP31 by měl být nahrazen Darlingtonovým tranzistorem, jako je TIP142 atd., Jinak nemusí fungovat správně.
3) když se používá Darlington, základní rezistor může mít vysokou hodnotu, může být 1K / 2 wattový odpor zcela v pořádku.
Samotný design však vypadá jako přehnaný, mnohem jednodušší verzi lze vidět níže https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
pozdravy

Swagatam

Odkaz:

Nulový přechodový obvod

4) Přepínání beztransformátorového napájení pomocí IC 555

Toto čtvrté jednoduché, ale chytré řešení je zde implementováno pomocí IC 555 v jeho monostabilním režimu pro řízení rázového nárazu v beztransformátorovém napájecím zdroji prostřednictvím konceptu spínacího obvodu procházejícího nulou, přičemž vstupní energie ze sítě může do obvodu vstupovat pouze během nulové přechody střídavého signálu, čímž se eliminuje možnost nárazových rázů. Nápad navrhl jeden z vášnivých čtenářů tohoto blogu.

Technické specifikace

Fungoval by beztransformátorový obvod s nulovým křížem, aby se zabránilo počátečnímu zapínacímu proudu tím, že by nedovolil zapnutí až do bodu 0 v 60/50 hertzovém cyklu?

Mnoho polovodičových relé, které jsou levné, méně než 10,00 INR a mají tuto schopnost zabudovanou.

Také bych chtěl řídit 20wattové LED s tímto designem, ale nejsem si jistý, kolik proudu nebo jak horké kondenzátory se dostanou. Předpokládám, že to záleží na tom, jak jsou LED diody zapojeny sériově nebo paralelně, ale řekněme, že kondenzátor je dimenzován na 5 ampérů nebo 125uf bude kondenzátor se zahřívá a fouká ???

Jak lze číst specifikace kondenzátoru, aby určil, kolik energie se může rozptýlit.

Výše uvedený požadavek mě přiměl k hledání souvisejícího designu zahrnujícího koncepci přepínání nulového přechodu založeného na IC 555 a narazil na následující vynikající napájecí obvod bez transformátoru, který by mohl být použit pro přesvědčivé vyloučení všech možných šancí na přepětí.

Co je přepínání nulového přechodu:

Je důležité se nejprve seznámit s tímto konceptem, než prozkoumáte navrhovaný obvod bez transformátorů bez přepětí.

Všichni víme, jak vypadá sinusová vlna síťového signálu. Víme, že tento sinusový signál začíná od značky nulového potenciálu a exponenciálně nebo postupně stoupá k bodu špičkového napětí (220 nebo 120) a odtud se exponenciálně vrací ke značce nulového potenciálu.

Po tomto pozitivním cyklu křivka poklesne a opakuje výše uvedený cyklus, ale v negativním směru, dokud se znovu nevrátí k nulové značce.

Výše uvedená operace probíhá přibližně 50 až 60krát za sekundu v závislosti na specifikacích síťového nástroje.
Vzhledem k tomu, že tento tvar vlny vstupuje do obvodu, představuje jakýkoli bod ve tvaru vlny jiný než nula, potenciální nebezpečí přepínání ON v důsledku příslušného vysokého proudu ve tvaru vlny.

Výše uvedené situaci se však lze vyhnout, pokud zátěž konfrontuje spínač ZAP během přechodu nulou, po kterém exponenciální vzestup nepředstavuje pro zátěž žádnou hrozbu.

To je přesně to, co jsme se pokusili implementovat v navrhovaném okruhu.

Obvodový provoz

S odkazem na schéma zapojení níže, 4 diody 1N4007 tvoří standardní konfiguraci můstkových usměrňovačů, katodové spojení vytváří vlnění 100 Hz po celé lince.
Frekvence nad 100 Hz je snížena pomocí děliče potenciálu (47k / 20K) a aplikována na kladnou lištu IC555. Přes tuto čáru je potenciál vhodně regulován a filtrován pomocí D1 a C1.

Výše uvedený potenciál je také aplikován na základnu Q1 přes 100k rezistor.

IC 555 je konfigurován jako monostabilní MV, což znamená, že jeho výstup bude vysoký pokaždé, když je uzemněn jeho pin # 2.

Po dobu, po kterou je střídavý proud nad (+) 0,6 V, zůstává Q1 vypnutý, ale jakmile se křivka střídavého proudu dotkne nulové značky, dosáhne pod (+) 0,6 V, Q1 zapne zemnící kolík # 2 IC a vykreslení kladného výstupu IC pinu # 3.

Výstup IC zapne SCR a zátěž a udržuje ji zapnutou, dokud neuplyne časování MMV, aby se zahájil nový cyklus.

Čas zapnutí monostabilní lze nastavit změnou předvolby 1M.

Větší doba zapnutí zajišťuje větší proud zátěže, takže je jasnější, pokud se jedná o LED, a naopak.

Podmínky zapnutí tohoto beztransformátorového napájecího obvodu založeného na IC 555 jsou tedy omezeny pouze tehdy, když je AC téměř nulové, což zase zajišťuje, že při každém zapnutí zátěže nebo obvodu nebude žádné přepěťové napětí.

Kruhový diagram

Pro aplikaci ovladače LED

Pokud hledáte beztransformátorový napájecí zdroj pro použití ovladačů LED na komerční úrovni, pak pravděpodobně můžete vyzkoušet zde vysvětlené pojmy .