4 semplici circuiti di alimentazione senza trasformatore spiegati

4 semplici circuiti di alimentazione senza trasformatore spiegati

In questo articolo discutiamo di 4 circuiti di alimentazione senza trasformatore semplici e compatti, facili da costruire. Tutti i circuiti qui presentati sono costruiti utilizzando la teoria della reattanza capacitiva per abbassare la tensione di rete CA in ingresso. Tutti i progetti presentati qui funzionano in modo indipendente senza trasformatore o senza trasformatore .



Il concetto di alimentazione senza trasformatore

Come definisce il nome, un circuito di alimentazione senza trasformatore fornisce una bassa CC dalla rete CA ad alta tensione, senza utilizzare alcuna forma di trasformatore o induttore.

Funziona utilizzando un condensatore ad alta tensione per abbassare la corrente CA di rete al livello inferiore richiesto che può essere adatto al circuito o al carico elettronico collegato.





La specifica di tensione di questo condensatore è selezionata in modo tale che la sua tensione di picco RMS sia molto più alta del picco della tensione di rete CA al fine di garantire un funzionamento sicuro del condensatore. Di seguito è riportato un esempio di condensatore che viene normalmente utilizzato per circuiti di alimentazione senza trasformatore:

Condensatore 105 / 400V Condensatore 1uF 400V per alimentazione senza trasformatore

Questo condensatore è applicato in serie con uno degli ingressi di rete, preferibilmente la linea di fase dell'AC.



Quando la rete CA entra in questo condensatore, a seconda del valore del condensatore, la reattanza del condensatore interviene e limita la corrente alternata di rete dal superare il livello dato, come specificato dal valore del condensatore.

Tuttavia, sebbene la corrente sia limitata, la tensione non lo è, quindi se misuri l'uscita raddrizzata di un alimentatore senza trasformatore troverai la tensione uguale al valore di picco della rete CA, è intorno a 310 V. e questo potrebbe essere allarmante per qualsiasi nuovo hobbista.

Ma poiché la corrente può essere sufficientemente ridotta a livello dal condensatore, questa alta tensione di picco potrebbe essere facilmente affrontata e stabilizzata utilizzando un diodo zener all'uscita del raddrizzatore a ponte.

Il potenza del diodo zener deve essere opportunamente selezionato in base al livello di corrente consentito dal condensatore.

ATTENZIONE: si prega di leggere il messaggio di avviso di attenzione alla fine del post

Vantaggi dell'utilizzo di un circuito di alimentazione senza trasformatore

L'idea è economica ma molto efficace per applicazioni che richiedono bassa potenza per il loro funzionamento.

Utilizzando un trasformatore in Alimentatori DC è probabilmente abbastanza comune e ne abbiamo sentito parlare molto.

Tuttavia uno svantaggio dell'utilizzo di un trasformatore è che non è possibile rendere l'unità compatta.

Anche se l'attuale richiesta per l'applicazione del tuo circuito è bassa, devi includere un trasformatore pesante e ingombrante che rende le cose davvero ingombranti e disordinate.

Il circuito di alimentazione senza trasformatore qui descritto, sostituisce in modo molto efficiente un normale trasformatore per applicazioni che richiedono una corrente inferiore a 100 mA.

Qui un alto voltaggio condensatore metallizzato viene utilizzato all'ingresso per la riduzione della tensione di rete richiesta e il circuito precedente non è altro che semplici configurazioni a ponte per convertire la tensione CA ridotta in CC.

Il circuito mostrato nel diagramma sopra è un design classico che può essere utilizzato come un Alimentazione a 12 volt CC sorgente per la maggior parte dei circuiti elettronici.

Tuttavia, dopo aver discusso i vantaggi del progetto di cui sopra, varrà la pena concentrarsi su alcuni gravi inconvenienti che questo concetto può includere.

Svantaggi di un circuito di alimentazione senza trasformatore

Innanzitutto, il circuito non è in grado di produrre uscite ad alta corrente, ma questo non costituirà un problema per la maggior parte delle applicazioni.

Un altro inconveniente che necessita sicuramente di qualche considerazione è che il concetto non isola il circuito dai potenziali pericolosi della rete AC.

Questo inconveniente può avere gravi ripercussioni per i progetti che hanno uscite terminate o armadi metallici, ma non importa per le unità che hanno tutto coperto in una custodia non conduttiva.

Pertanto, i nuovi hobbisti devono lavorare con questo circuito con molta attenzione per evitare incidenti elettrici. Ultimo ma non meno importante, il circuito sopra lo consente picchi di tensione entrare attraverso di esso, che può causare gravi danni al circuito alimentato e alla circuiteria di alimentazione stessa.

Tuttavia, nel progetto di circuito di alimentazione senza trasformatore proposto, questo inconveniente è stato ragionevolmente affrontato introducendo diversi tipi di stadi di stabilizzazione dopo il raddrizzatore a ponte.

Questo condensatore mette a terra le sovratensioni istantanee di alta tensione, salvaguardando così efficacemente l'elettronica associata.

Come funziona il circuito

Il funzionamento di questo alimentatore senza trasformatore può essere compreso con i seguenti punti:

  1. Quando l'ingresso di rete CA è attivato, condensatore C1 blocchi l'ingresso della corrente di rete e la limita ad un livello inferiore determinato dal valore di reattanza di C1. Qui si può presumere approssimativamente che sia intorno a 50mA.
  2. Tuttavia, la tensione non è limitata e quindi la piena 220V o qualsiasi altra cosa può essere in ingresso può raggiungere il successivo stadio di raddrizzatore a ponte.
  3. Il raddrizzatore a ponte rettifica questi 220 V C a 310 V CC più elevati, grazie alla conversione da RMS a picco della forma d'onda CA.
  4. Questo 310 V CC viene immediatamente ridotto a un livello CC basso dal successivo stadio del diodo zener, che lo trasmette al valore zener. Se viene utilizzato uno zener a 12V, questo diventerà 12V e così via.
  5. C2 infine filtra la 12V DC con increspature, in una 12V DC relativamente pulita.

1) Design senza trasformatore di base

Semplice circuito di alimentazione senza trasformatore

Proviamo a capire la funzione di ciascuna delle parti utilizzate nel circuito sopra, in maggiore dettaglio:

  1. Il condensatore C1 diventa la parte più importante del circuito poiché è quella che riduce l'alta corrente dalla rete 220 V o 120 V al livello inferiore desiderato, per adattarsi al carico DC in uscita. Come regola generale, ogni singolo microFarad da questo condensatore fornirà circa 50 mA di corrente al carico di uscita. Ciò significa che un 2uF fornirà 100 mA e così via. Se desideri imparare i calcoli in modo più preciso, puoi farlo fare riferimento a questo articolo .
  2. Il resistore R1 viene utilizzato per fornire un percorso di scarica per il condensatore ad alta tensione C1 ogni volta che il circuito viene scollegato dall'ingresso di rete. Perché, C1 ha la capacità di immagazzinare il potenziale di rete 220 V al suo interno quando è staccato dalla rete, e potrebbe rischiare uno shock da alta tensione a chi tocca i pin della spina. R1 scarica rapidamente il C1 prevenendo tale incidente.
  3. Diodi D1 --- D4 funzionano come un raddrizzatore a ponte per convertire la bassa corrente AC dal condensatore C1 in una bassa corrente DC. Il condensatore C1 limita la corrente a 50 mA ma non limita la tensione. Ciò implica che la CC all'uscita del raddrizzatore a ponte è il valore di picco del 220 V CA. Questo può essere calcolato come: 220 x 1,41 = 310 V CC circa. Quindi abbiamo 310 V, 50 mA all'uscita del ponte.
  4. Tuttavia, il 310 V CC potrebbe essere troppo alto per qualsiasi dispositivo a bassa tensione eccetto un relè. Pertanto, un file diodo zener viene utilizzato per deviare il 310 V CC nel valore inferiore desiderato, come 12 V, 5 V, 24 V ecc., a seconda delle specifiche di carico.
  5. Il resistore R2 viene utilizzato come file resistenza di limitazione della corrente . Potresti sentire, quando C1 è già lì per limitare la corrente, perché abbiamo bisogno di R2. È perché, durante i periodi di accensione istantanea, ovvero quando l'ingresso AC viene applicato per la prima volta al circuito, il condensatore C1 agisce semplicemente come un cortocircuito per alcuni millisecondi. Questi pochi millisecondi iniziali del periodo di accensione, consentono alla piena alta corrente CA 220 V di entrare nel circuito, il che può essere sufficiente per distruggere il carico CC vulnerabile in uscita. Per evitare ciò, introduciamo R2. Tuttavia, l'opzione migliore potrebbe essere quella di utilizzare un file NTC al posto di R2.
  6. Il C2 è il condensatore di filtro , che attenua le ondulazioni a 100 Hz dal ponte rettificato a una corrente continua più pulita. Sebbene nel diagramma sia mostrato un condensatore ad alta tensione da 10uF 250V, puoi semplicemente sostituirlo con un 220uF / 50V a causa della presenza del diodo zener.

Il layout PCB per il semplice alimentatore senza trasformatore spiegato sopra è mostrato nell'immagine seguente. Si noti che ho incluso uno spazio per un MOV anche nel PCB, lato ingresso rete.

Layout PCB di alimentazione senza trasformatore

Esempio di circuito per applicazione di luci decorative a LED

Il seguente circuito di alimentazione senza trasformatore o capacitivo può essere utilizzato come circuito per lampade a LED per illuminare in modo sicuro circuiti LED minori, come piccole lampadine a LED o luci a stringa LED.

L'idea è stata richiesta dal signor Jayesh:

Specifiche dei requisiti

La stringa è composta da circa 65 a 68 LED da 3 Volt in serie approssimativamente a una distanza di diciamo 2 piedi ``, tali 6 corde sono legate insieme per formare una corda in modo che il posizionamento della lampadina sia di 4 pollici in corda finale. quindi su tutte 390 - 408 lampadine a LED in corda finale.
Quindi, per favore, suggeriscimi il miglior circuito di pilotaggio possibile da utilizzare
1) una stringa di 65-68 stringhe.
o
2) corda completa di 6 corde insieme.
abbiamo un'altra corda di 3 corde La stringa è composta da circa 65 a 68 LED da 3 Volt in serie a una distanza di circa 2 piedi, tali 3 corde sono legate insieme per formare una corda in modo che venga il posizionamento della lampadina essere a 4 pollici nella corda finale. quindi su tutte 195 - 204 lampadine a LED in corda finale.
Quindi, per favore, suggeriscimi il miglior circuito di pilotaggio possibile da utilizzare
1) una stringa di 65-68 stringhe.
o
2) corda completa di 3 corde insieme.
Si prega di suggerire il miglior circuito robusto con protezione contro le sovratensioni e di consigliare eventuali cose aggiuntive da collegare per proteggere i circuiti.
e si prega di notare che gli schemi elettrici sono con i valori richiesti per lo stesso in quanto non siamo affatto una persona tecnica in questo campo.

Progettazione di circuiti

Il circuito del driver mostrato di seguito è adatto alla guida qualsiasi stringa di lampadine LED con meno di 100 LED (per ingresso 220 V), ciascun LED valutato a 20 mA, 3,3 V LED 5 mm:

alimentatore capacitivo senza trasformatore per strisce LED

Qui il condensatore di ingresso 0,33uF / 400V decide la quantità di corrente fornita alla stringa LED. In questo esempio sarà di circa 17 mA, che è giusto per la stringa LED selezionata.

Se un singolo driver viene utilizzato per più numero di stringhe LED 60/70 simili in parallelo, il valore del condensatore menzionato potrebbe essere aumentato proporzionalmente per mantenere un'illuminazione ottimale sui LED.

Quindi per 2 stringhe in parallelo, il valore richiesto sarebbe 0.68uF / 400V, per 3 stringhe potresti sostituirlo con un 1uF / 400V. Allo stesso modo, per 4 stringhe, questo dovrebbe essere aggiornato a 1,33uF / 400V e così via.

Importante :Sebbene non abbia mostrato un resistore limitatore nel progetto, sarebbe una buona idea includere un resistore da 33 Ohm da 2 watt in serie con ciascuna stringa di LED per una maggiore sicurezza. Questo potrebbe essere inserito ovunque in serie con le singole stringhe.

ATTENZIONE: TUTTI I CIRCUITI MENZIONATI IN QUESTO ARTICOLO NON SONO ISOLATI DALLA RETE AC, QUINDI TUTTE LE SEZIONI DEL CIRCUITO SONO ESTREMAMENTE PERICOLOSE DA TOCCARE QUANDO COLLEGATE ALLA RETE AC ........

2) Aggiornamento all'alimentatore senza trasformatore stabilizzato in tensione

Vediamo ora come un normale alimentatore capacitivo possa essere trasformato in un alimentatore stabilizzato a tensione variabile o senza trasformatore a tensione variabile applicabile a quasi tutti i carichi e circuiti elettronici standard. L'idea è stata richiesta dal signor Chandan Maity.

Specifiche tecniche

Se ricordi, ti ho comunicato qualche tempo prima con commenti al tuo blog.

I circuiti senza trasformatore sono davvero buoni e ne ho testati un paio e funzionano con LED da 20W, 30W. Ora sto cercando di aggiungere un po 'di controller, FAN e LED tutti insieme, quindi, ho bisogno di una doppia alimentazione.

La specifica approssimativa è:

Corrente nominale 300 m AP1 = 3,3-5 V 300 mA (per controller, ecc.) P2 = 12-40 V (o intervallo superiore), 300 mA (per LED)
Ho pensato di utilizzare il tuo secondo circuito come indicatohttps: //homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

Ma non sono in grado di congelare il modo in cui ottenere 3,3 V senza utilizzare un condensatore aggiuntivo. 1. È possibile inserire un secondo circuito dall'uscita del primo? 2. Oppure, un secondo TRIAC, ponte da posizionare in parallelo al primo, dopo il condensatore per ottenere 3,3-5V

Sarò felice se mi aiuti gentilmente.

Grazie,

Il design

La funzione dei vari componenti utilizzati nei vari stadi del circuito controllato in tensione sopra mostrato può essere compresa dai seguenti punti:

La tensione di rete viene raddrizzata dai quattro diodi 1N4007 e filtrata dal condensatore da 10uF / 400V.

L'uscita attraverso i 10uF / 400 V ora raggiunge circa 310 V, che è la tensione raddrizzata di picco ottenuta dalla rete.

La rete del partitore di tensione configurata alla base del TIP122 assicura che questa tensione sia ridotta al livello previsto o come richiesto attraverso l'uscita dell'alimentatore.

Puoi anche usare MJE13005 al posto di TIP122 per una maggiore sicurezza.

Se è necessario un 12V, il potenziometro da 10K può essere impostato per ottenere ciò attraverso l'emettitore / massa del TIP122.

Il condensatore da 220uF / 50V assicura che durante l'accensione la base riceva una tensione momentanea zero per mantenerla spenta e al riparo dall'impulso iniziale.

L'induttore assicura inoltre che durante il periodo di accensione la bobina offra un'elevata resistenza e arresti qualsiasi corrente di spunto per entrare nel circuito, prevenendo un possibile danneggiamento del circuito.

Per ottenere una tensione ridotta di 5 V o qualsiasi altra tensione ridotta collegata, è possibile utilizzare un regolatore di tensione come il circuito integrato 7805 mostrato per ottenere lo stesso.

Schema elettrico

circuito di alimentazione senza trasformatore stabilizzato in tensione

Utilizzo del controllo MOSFET

Il circuito sopra che utilizza un inseguitore di emettitore può essere ulteriormente migliorato applicando a Alimentazione follower sorgente MOSFET , insieme a uno stadio di controllo della corrente supplementare che utilizza il transistor BC547.

Lo schema elettrico completo può essere visto di seguito:

Circuito di alimentazione senza trasformatore controllato capacitivo e MOSFET

Prova video di protezione contro le sovratensioni

3) Circuito di alimentazione senza trasformatore Zero Crossing

Il terzo interessante spiega l'importanza di un rilevamento di zero crossing negli alimentatori capacitivi senza trasformatore al fine di renderlo completamente al riparo dalle correnti di spunto dell'interruttore di rete ON. L'idea è stata proposta dal Sig. Francis.

Specifiche tecniche

Ho letto con grande interesse gli articoli sugli alimentatori senza trasformatore sul tuo sito e se ho capito bene il problema principale è la possibile corrente di spunto nel circuito all'accensione, e questo è causato dal fatto che l'accensione fa non sempre si verificano quando il ciclo è a zero volt (zero crossing).

Sono un principiante in elettronica e le mie conoscenze ed esperienza pratica sono molto limitate, ma se il problema può essere risolto se viene implementato lo zero crossing, perché non utilizzare un componente zero crossing per controllarlo come un Optotriac con zero crossing.

Il lato di ingresso dell'Optotriac è a bassa potenza, quindi è possibile utilizzare un resistore a bassa potenza per abbassare la tensione di rete per il funzionamento dell'Optotiac. Pertanto nessun condensatore viene utilizzato all'ingresso dell'Optotriac. Il condensatore è collegato sul lato di uscita che verrà acceso dal TRIAC che si accende allo zero crossing.

Se questo è applicabile, risolverà anche problemi di requisiti di corrente elevata, poiché l'Optotriac a sua volta può azionare un altro TRIAC di corrente e / o tensione superiore senza alcuna difficoltà. Il circuito CC collegato al condensatore non dovrebbe più avere il problema della corrente di spunto.

Sarebbe bello conoscere la tua opinione pratica e grazie per aver letto la mia posta.

Saluti,
Francesco

Il design

Come giustamente sottolineato nel suggerimento sopra, un ingresso CA senza a controllo zero crossing può essere una delle principali cause di picchi di corrente negli alimentatori capacitivi senza trasformatore.

Circuito di alimentazione senza trasformatore controllato a zero crossing

Oggi, con l'avvento di sofisticati optoisolatori per driver triac, la commutazione di una rete CA con controllo zero crossing non è più una faccenda complessa e può essere implementata semplicemente utilizzando queste unità.

Informazioni sugli accoppiatori ottici MOCxxxx

I driver triac della serie MOC si presentano sotto forma di fotoaccoppiatori e sono specialisti in questo senso e possono essere utilizzati con qualsiasi triac per il controllo della rete CA attraverso un rilevamento e controllo zero crossing.

I driver triac della serie MOC includono MOC3041, MOC3042, MOC3043 ecc.Tutti questi sono quasi identici alle loro caratteristiche prestazionali con solo piccole differenze con le loro frequenze di tensione, e ognuno di questi può essere utilizzato per l'applicazione di controllo dei picchi proposta negli alimentatori capacitivi.

Il rilevamento e l'esecuzione di zero crossing sono tutti elaborati internamente in queste unità opto driver e si deve solo configurare il power triac con esso per assistere all'attivazione controllata di zero crossing del circuito triac integrato.

Prima di indagare sul circuito di alimentazione senza trasformatore triac privo di sovratensioni utilizzando un concetto di controllo zero crossing, capiamo prima brevemente cos'è un passaggio zero e le sue caratteristiche coinvolte.

Cos'è lo Zero Crossing nella rete AC

Sappiamo che un potenziale di rete CA è composto da cicli di tensione che aumentano e diminuiscono al variare della polarità da zero al massimo e viceversa su una scala data. Ad esempio nella nostra rete 220V AC, la tensione passa da 0 a + 310V picco) e torna a zero, quindi in avanti verso il basso da 0 a -310V, e di nuovo a zero, questo va avanti continuamente 50 volte al secondo costituendo un 50 Hz AC ciclo.

Quando la tensione di rete è prossima al suo picco istantaneo del ciclo, cioè vicino all'ingresso di rete 220V (per un 220V), si trova nella zona più forte in termini di tensione e corrente, e se un alimentatore capacitivo viene acceso durante questo istantaneo, ci si può aspettare che l'intera 220V rompa l'alimentatore e il carico CC vulnerabile associato. Il risultato potrebbe essere quello a cui assistiamo normalmente in tali alimentatori ... ovvero la combustione istantanea del carico collegato.

La conseguenza di cui sopra può essere comunemente vista solo negli alimentatori capacitivi senza trasformatore perché, i condensatori hanno le caratteristiche di comportarsi come un corto per una frazione di secondo quando sottoposti a una tensione di alimentazione, dopo di che si caricano e si regolano al livello di uscita specificato corretto

Tornando alla questione dello zero crossing di rete, in una situazione inversa mentre la rete si avvicina o attraversa la linea dello zero del suo ciclo di fase, può essere considerata nella sua zona più debole in termini di corrente e tensione, e qualsiasi gadget acceso in questo momento ci si può aspettare che sia completamente sicuro e privo di un'ondata di picco.

Pertanto, se un alimentatore capacitivo viene acceso in situazioni in cui l'ingresso CA sta attraversando la sua fase zero, possiamo aspettarci che l'uscita dall'alimentatore sia sicura e priva di picchi di corrente.

Come funziona

Il circuito mostrato sopra utilizza un driver optoisolatore triac MOC3041, ed è configurato in modo tale che ogni volta che si accende l'alimentazione, spara e avvia il triac collegato solo durante il primo passaggio per lo zero della fase AC, e poi mantiene l'AC acceso normalmente per il resto del periodo fino a quando l'alimentazione viene spenta e riaccesa.

Facendo riferimento alla figura possiamo vedere come il minuscolo IC MOC 3041 a 6 pin è collegato a un triac per l'esecuzione delle procedure.

L'ingresso al triac viene applicato tramite un condensatore di limitazione della corrente ad alta tensione 105 / 400V, il carico può essere visto collegato all'altra estremità dell'alimentazione tramite una configurazione di raddrizzatore a ponte per ottenere una CC pura al carico previsto che potrebbe essere un LED .

Come viene controllata la corrente di picco

Ogni volta che si accende l'alimentazione, inizialmente il triac rimane spento (a causa dell'assenza del gate drive) e così il carico collegato alla rete bridge.

Una tensione di alimentazione derivata dall'uscita del condensatore da 105 / 400V raggiunge il LED IR interno attraverso il pin1 / 2 dell'IC opto. Questo ingresso viene monitorato ed elaborato internamente con riferimento alla risposta della luce IR del LED .... e non appena il ciclo AC alimentato viene rilevato che raggiunge il punto di zero crossing, un interruttore interno commuta istantaneamente e attiva il triac e mantiene il sistema acceso per il resto del periodo fino allo spegnimento e all'accensione dell'unità.

Con la configurazione di cui sopra, ad ogni accensione, il triac opto isolatore MOC fa in modo che il triac venga attivato solo durante quel periodo in cui la rete AC sta attraversando la linea zero della sua fase, che a sua volta mantiene il carico perfettamente sicuro e libero dalla pericolosa ondata di fretta.

Migliorare il design di cui sopra

Qui viene discusso un circuito di alimentazione capacitivo completo con un rilevatore di attraversamento dello zero, un soppressore di sovratensioni e un regolatore di tensione, l'idea è stata presentata dal signor Chamy

Progettazione di un circuito di alimentazione capacitivo migliorato con rilevamento del passaggio per lo zero

Ciao Swagatam.

Questo è il mio progetto di alimentatore capacitivo zero crossing protetto da sovratensioni con stabilizzatore di tensione, cercherò di elencare tutti i miei dubbi.
(So ​​che questo sarà costoso per i condensatori, ma è solo a scopo di test)

1-Non sono sicuro se il BT136 debba essere cambiato con un BTA06 per ospitare più corrente.

2-Il Q1 (TIP31C) può gestire solo 100 V max. Forse dovrebbe essere cambiato per un transistor da 200V 2-3A?, Come il 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), so che questo resistore è piuttosto piccolo ed è mio
difetto, in realtà volevo mettere un resistore da 1k, ma con un 200R 5W
resistore funzionerebbe?

4-Alcuni resistori sono stati modificati seguendo i tuoi consigli per renderlo compatibile con 110 V. Forse quello da 10K deve essere più piccolo?

Se sai come farlo funzionare correttamente sarò molto felice di correggerlo, se funziona posso fare un PCB per esso e puoi pubblicarlo nella tua pagina (gratuitamente ovviamente).

Grazie per aver dedicato del tempo e visto il mio circuito pieno di guasti.

Buona giornata.

Chamy

Valutazione del design

Ciao Chamy,

il tuo circuito mi sembra a posto. Ecco le risposte alle tue domande:

1) sì BT136 dovrebbe essere sostituito con un triac di qualità superiore.
2) TIP31 dovrebbe essere sostituito con un transistor Darlington come TIP142 ecc. Altrimenti potrebbe non funzionare correttamente.
3) quando viene utilizzato un Darlington, il resistore di base potrebbe essere di valore elevato, potrebbe essere un resistore da 1K / 2 watt sarebbe abbastanza OK.
Tuttavia il design di per sé sembra eccessivo, di seguito è possibile vedere una versione molto più semplice https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
Saluti

Swagatam

Riferimento:

Circuito Zero Crossing

4) Commutazione dell'alimentatore senza trasformatore utilizzando IC 555

Questa quarta soluzione semplice ma intelligente è implementata qui utilizzando IC 555 nella sua modalità monostabile per controllare picchi improvvisi in un alimentatore senza trasformatore tramite un concetto di circuito di commutazione zero crossing, in cui la potenza in ingresso dalla rete può entrare nel circuito solo durante il zero incroci del segnale AC, eliminando così la possibilità di picchi di picco. L'idea è stata suggerita da uno degli avidi lettori di questo blog.

Specifiche tecniche

Un circuito senza trasformatore a croce zero funzionerebbe per prevenire la corrente di spunto iniziale non consentendo l'accensione fino al punto 0 nel ciclo 60/50 hertz?

Molti relè a stato solido che sono economici, meno di INR 10.00 e hanno questa capacità incorporata.

Inoltre, vorrei pilotare LED da 20 watt con questo design, ma non sono sicuro di quanta corrente o quanto caldo otterranno i condensatori suppongo che dipenda da come i LED sono collegati in serie o in parallelo, ma diciamo che il condensatore è dimensionato per 5 amp o 125 uf il condensatore si riscalda e salta ???

Come si leggono le specifiche del condensatore per determinare quanta energia possono dissipare.

La richiesta di cui sopra mi ha spinto a cercare un progetto correlato che incorpori un concetto di commutazione zero crossing basato su IC 555 e mi sono imbattuto nel seguente eccellente circuito di alimentazione senza trasformatore che potrebbe essere utilizzato per eliminare in modo convincente tutte le possibili possibilità di picchi di picco.

Cos'è una commutazione Zero Crossing:

È importante apprendere questo concetto prima di indagare sul circuito senza trasformatore privo di sovratensioni proposto.

Sappiamo tutti come appare un'onda sinusoidale di un segnale di rete CA. Sappiamo che questo segnale sinusoidale parte da un segno di potenziale zero e sale esponenzialmente o gradualmente fino al punto di tensione di picco (220 o 120), e da lì ritorna esponenzialmente al segno di potenziale zero.

Dopo questo ciclo positivo, la forma d'onda si immerge e ripete il ciclo precedente ma in direzione negativa fino a quando non torna di nuovo alla tacca di zero.

L'operazione di cui sopra avviene da 50 a 60 volte al secondo a seconda delle specifiche della rete elettrica.
Poiché questa forma d'onda è ciò che entra nel circuito, qualsiasi punto della forma d'onda diverso dallo zero, presenta un potenziale pericolo di sovratensione all'accensione a causa dell'alta corrente coinvolta nella forma d'onda.

Tuttavia la situazione di cui sopra può essere evitata se il carico si scontra con lo switch ON durante lo zero crossing, dopodiché l'aumento esponenziale non rappresenta alcuna minaccia per il carico.

Questo è esattamente ciò che abbiamo cercato di implementare nel circuito proposto.

Funzionamento del circuito

Facendo riferimento allo schema del circuito seguente, i 4 diodi 1N4007 formano una configurazione standard di raddrizzatori a ponte, la giunzione catodica produce un'ondulazione di 100 Hz lungo la linea.
La frequenza di 100 Hz di cui sopra viene eliminata utilizzando un divisore di potenziale (47k / 20K) e applicata al rail positivo dell'IC555. Attraverso questa linea il potenziale viene adeguatamente regolato e filtrato utilizzando D1 e C1.

Il potenziale di cui sopra viene applicato anche alla base Q1 tramite il resistore da 100k.

L'IC 555 è configurato come MV monostabile, il che significa che la sua uscita aumenterà ogni volta che il suo pin n. 2 viene messo a terra.

Per i periodi in cui la rete CA è superiore a (+) 0,6 V, Q1 rimane spento, ma non appena la forma d'onda CA tocca la tacca di zero, ovvero al di sotto di (+) 0,6 V, Q1 accende il pin di messa a terra # 2 dell'IC e restituisce un'uscita positiva del pin 3 dell'IC.

L'uscita dell'IC accende l'SCR e il carico e lo mantiene acceso fino allo scadere del tempo MMV, per iniziare un nuovo ciclo.

Il tempo di accensione del monostabile può essere impostato variando il preset 1M.

Un tempo di accensione maggiore garantisce più corrente al carico, rendendolo più luminoso se è un LED e viceversa.

Le condizioni di accensione di questo circuito di alimentazione senza trasformatore basato su IC 555 sono quindi limitate solo quando la CA è prossima allo zero, il che a sua volta garantisce l'assenza di picchi di tensione ogni volta che il carico o il circuito viene acceso.

Schema elettrico

Alimentatore senza trasformatore con IC 555

Per applicazione driver LED

Se stai cercando un alimentatore senza trasformatore per l'applicazione di driver LED a livello commerciale, probabilmente puoi provare il concetti spiegati qui .




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