4 eenvoudige transformatorloze voedingscircuits uitgelegd

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





In dit bericht bespreken we 4 eenvoudig te bouwen, compacte, eenvoudige transformatorloze voedingscircuits. Alle circuits die hier worden gepresenteerd, zijn gebouwd met behulp van capacitieve reactantietheorie voor het verlagen van de AC-netspanning. Alle hier gepresenteerde ontwerpen werken onafhankelijk zonder enige transformator, of geen transformator

Het transformatorloze voedingsconcept

Zoals de naam al aangeeft, levert een transformatorloos voedingscircuit een lage gelijkstroom van de hoogspannings-wisselstroom van het lichtnet, zonder enige vorm van transformator of inductor te gebruiken.



Het werkt door een hoogspanningscondensator te gebruiken om de AC-netspanning te verlagen tot het vereiste lagere niveau dat geschikt kan zijn voor het aangesloten elektronische circuit of de belasting.

De spanningsspecificatie van deze condensator is zo gekozen dat de RMS-piekspanning veel hoger is dan de piek van de AC-netspanning om een ​​veilige werking van de condensator te garanderen. Een voorbeeldcondensator die normaal gesproken wordt gebruikt voor voedingscircuits zonder transformator, wordt hieronder weergegeven:



105 / 400V condensator 1uF 400V condensator voor transformatorloze voeding

Deze condensator wordt in serie toegepast met een van de netspanningsingangen, bij voorkeur de faseleiding van de AC.

Wanneer de netspanning deze condensator binnengaat, afhankelijk van de waarde van de condensator, de reactantie van de condensator komt in actie en verhindert dat de AC-stroom van het lichtnet het gegeven niveau overschrijdt, zoals gespecificeerd door de waarde van de condensator.

Hoewel de stroom beperkt is, is de spanning dat niet, dus als u de gelijkgerichte output van een transformatorloze voeding meet, zult u zien dat de spanning gelijk is aan de piekwaarde van de netspanning, dat is ongeveer 310V , en dit zou alarmerend kunnen zijn voor elke nieuwe hobbyist.

Maar aangezien de stroom voldoende kan worden verlaagd door de condensator, kan deze hoge piekspanning gemakkelijk worden aangepakt en gestabiliseerd door een zenerdiode aan de uitgang van de bruggelijkrichter te gebruiken.

De zenerdiode wattage moet op de juiste manier worden geselecteerd op basis van het toegestane stroomniveau van de condensator.

LET OP: Lees het waarschuwingsbericht aan het einde van het bericht

Voordelen van het gebruik van een transformatorloos voedingscircuit

Het idee is goedkoop maar zeer effectief voor toepassingen die een laag stroomverbruik nodig hebben voor hun activiteiten.

Met behulp van een transformator in DC voedingen komt waarschijnlijk vrij vaak voor en we hebben er veel over gehoord.

Een nadeel van het gebruik van een transformator is echter dat je de unit niet compact kunt maken.

Zelfs als de huidige vereiste voor uw circuittoepassing laag is, moet u een zware en omvangrijke transformator toevoegen, waardoor de zaken echt omslachtig en rommelig worden.

Het hier beschreven voedingscircuit zonder transformator vervangt op zeer efficiënte wijze een gebruikelijke transformator voor toepassingen die een stroom nodig hebben van minder dan 100 mA.

Hier een hoge spanning gemetalliseerde condensator wordt gebruikt aan de ingang voor het vereiste afbouwen van de netspanning en het voorgaande circuit is niets anders dan eenvoudige brugconfiguraties voor het omzetten van de verlaagde wisselspanning naar gelijkstroom.

Het circuit dat in het bovenstaande diagram wordt weergegeven, is een klassiek ontwerp dat als een 12 volt gelijkstroomvoeding bron voor de meeste elektronische schakelingen.

Nadat we echter de voordelen van het bovenstaande ontwerp hebben besproken, is het de moeite waard om ons te concentreren op een paar ernstige nadelen die dit concept kan bevatten.

Nadelen van een stroomvoorzieningscircuit zonder transformator

Ten eerste kan het circuit geen hoge stroomuitgangen produceren, maar dat zal voor de meeste toepassingen geen probleem zijn.

Een ander nadeel dat zeker enige aandacht behoeft, is dat het concept het circuit niet isoleert van gevaarlijke AC-netspanningspotentialen.

Dit nadeel kan ernstige gevolgen hebben voor ontwerpen met uitgangen of metalen kasten, maar doet er niet toe voor units waarvan alles is afgedekt in een niet-geleidende behuizing.

Daarom moeten nieuwe hobbyisten zeer zorgvuldig met dit circuit werken om elektrische ongelukken te voorkomen. De laatste maar niet de minste, het bovenstaande circuit maakt het mogelijk spanningspieken om erdoorheen te komen, wat ernstige schade kan toebrengen aan het gevoede circuit en aan het voedingscircuit zelf.

In het voorgestelde eenvoudige ontwerp van de voedingsschakeling zonder transformator is dit nadeel redelijkerwijs aangepakt door de introductie van verschillende soorten stabilisatietrappen na de bruggelijkrichter.

Deze condensator aard ogenblikkelijke hoogspanningspieken en beveiligt daarmee op efficiënte wijze de bijbehorende elektronica.

Hoe het circuit werkt

De werking van deze transformatieloze voeding kan worden begrepen met de volgende punten:

  1. Als de netspanning is ingeschakeld, condensator C1 blokken de ingang van de netstroom en beperkt deze tot een lager niveau zoals bepaald door de reactantiewaarde van C1. Hier kan ruwweg worden aangenomen dat het rond de 50mA ligt.
  2. De spanning is echter niet beperkt, en daarom mag de volledige 220V of wat dan ook aan de ingang de volgende bruggelijkrichtertrap bereiken.
  3. De brug gelijkrichter corrigeert deze 220V C naar een hogere 310V DC, vanwege de RMS-naar-piekconversie van de AC-golfvorm.
  4. Dit 310V DC wordt onmiddellijk teruggebracht tot een laag niveau DC door de volgende zenerdiodetrap, die deze naar de zener-waarde shunt. Als er een 12V zener wordt gebruikt, wordt dit 12V enzovoort.
  5. C2 filtert tenslotte de 12V DC met rimpelingen, in een relatief schone 12V DC.

1) Basistransformatorloos ontwerp

Eenvoudig transformatorloos voedingscircuit

Laten we proberen de functie van elk van de onderdelen die in het bovenstaande circuit worden gebruikt, in meer details te begrijpen:

  1. De condensator C1 wordt het belangrijkste onderdeel van het circuit, aangezien het degene is die de hoge stroom van het 220 V- of 120 V-lichtnet reduceert tot het gewenste lagere niveau, om te passen bij de gelijkstroom-uitgangsbelasting. Als vuistregel zal elke enkele microFarad van deze condensator ongeveer 50 mA stroom leveren aan de uitgangsbelasting. Dit betekent dat een 2uF 100 mA levert, enzovoort. Als je de berekeningen nauwkeuriger wilt leren, kan dat verwijs naar dit artikel
  2. De weerstand R1 wordt gebruikt voor het verschaffen van een ontladingspad voor de hoogspanningscondensator C1 wanneer de schakeling wordt losgekoppeld van de netvoeding. Omdat de C1 de mogelijkheid heeft om het 220 V-netspanningspotentieel erin op te slaan wanneer deze is losgekoppeld van het lichtnet, en een hoogspanningsschok kan riskeren voor degene die de stekkerpennen aanraakt. R1 ontlaadt de C1 snel om een ​​dergelijk ongeluk te voorkomen.
  3. Diodes D1 --- D4 werken als een bruggelijkrichter voor het omzetten van de lage stroom AC van de C1-condensator in een lage stroom DC. De condensator C1 beperkt de stroom tot 50 mA maar beperkt de spanning niet. Dit houdt in dat de DC aan de uitgang van de bruggelijkrichter de piekwaarde is van de 220 V AC. Dit kan worden berekend als: 220 x 1,41 = 310 V gelijkstroom ongeveer. We hebben dus 310 V, 50 mA aan de uitgang van de brug.
  4. De 310V DC kan echter te hoog zijn voor elk laagspanningsapparaat behalve een relais. Daarom een ​​passend beoordeeld Zener diode wordt gebruikt voor het rangschikken van de 310V Dc naar de gewenste lagere waarde, zoals 12 V, 5 V, 24 V enz., afhankelijk van de belastingspecificaties.
  5. Weerstand R2 wordt gebruikt als een huidige beperkende weerstand ​Als C1 er al is om de stroom te beperken, heb je misschien het gevoel waarom we de R2 nodig hebben. De reden hiervoor is dat, tijdens de perioden waarin de stroom onmiddellijk wordt ingeschakeld, wat betekent dat wanneer de AC-ingang voor het eerst op het circuit wordt toegepast, de condensator C1 eenvoudig gedurende enkele milliseconden als een kortsluiting werkt. Deze paar eerste milliseconden van de inschakelperiode zorgen ervoor dat de volledige AC 220 V hoge stroom het circuit binnengaat, wat voldoende kan zijn om de kwetsbare DC-belasting aan de uitgang te vernietigen. Om dit te voorkomen introduceren we R2. De betere optie zou echter kunnen zijn om een NTC in plaats van R2.
  6. De C2 is de filter condensator , die de 100 Hz-rimpelingen van de gelijkgerichte brug naar een schonere gelijkstroom verzacht. Hoewel in het diagram een ​​hoogspanningscondensator van 10uF 250V wordt weergegeven, kunt u deze eenvoudig vervangen door een 220uF / 50V vanwege de aanwezigheid van de zenerdiode.

De printplaatlay-out voor de hierboven beschreven eenvoudige transformatorloze voeding wordt in de volgende afbeelding getoond. Houd er rekening mee dat ik ook een ruimte voor een MOV in de printplaat heb opgenomen, aan de ingangszijde van het lichtnet.

Transformatorloze voeding PCB layout

Voorbeeldcircuit voor toepassing met LED-decoratieverlichting

Het volgende transformatorloze of capacitieve voedingscircuit zou kunnen worden gebruikt als een LED-lampcircuit voor het veilig verlichten van kleine LED-circuits, zoals kleine LED-lampen of LED-lichtslingers.

Het idee werd aangevraagd door de heer Jayesh:

Vereiste Specificaties

De string bestaat uit ongeveer 65 tot 68 LED's van 3 Volt in serie, ongeveer op een afstand van laten we zeggen 2 voet``, dergelijke 6 snaren zijn aan elkaar gerold om één snaar te maken, zodat de plaatsing van de lamp op 4 inch komt. in laatste touw. dus over alle 390 - 408 LED-lampen in het laatste touw.
Dus stel me alsjeblieft het best mogelijke stuurcircuit voor om te bedienen
1) een string van 65-68 string.
of
2) compleet touw van 6 snaren bij elkaar.
we hebben nog een touw van 3 snaren. de snaar bestaat uit ongeveer 65 tot 68 LED's van 3 volt in serie ongeveer op een afstand van laten we zeggen 2 voet, dergelijke 3 snaren zijn aan elkaar vastgebonden om een ​​snaar te maken zodat de plaatsing van de lamp komt uit om op 4 inch in het laatste touw te zijn. dus over alle 195 - 204 LED-lampen in het laatste touw.
Dus stel me alsjeblieft het best mogelijke stuurcircuit voor om te bedienen
1) een string van 65-68 string.
of
2) compleet touw van 3 snaren samen.
Stel alstublieft het beste robuuste circuit met overspanningsbeveiliging voor en adviseer eventuele aanvullende dingen die moeten worden aangesloten om de circuits te beschermen.
en let erop dat schakelschema's de vereiste waarden hebben voor hetzelfde, aangezien we helemaal geen technisch persoon op dit gebied zijn.

Circuit ontwerp

Het hieronder getoonde stuurcircuit is geschikt om mee te rijden elke LED-lampstreng met minder dan 100 LED's (voor 220 V-ingang), elke LED met een vermogen van 20 mA, 3,3 V 5 mm LED's:

capacitieve transformatorloze voeding voor led-stripverlichting

Hier bepaalt de ingangscondensator 0.33uF / 400V de hoeveelheid stroom die aan de LED-string wordt geleverd. In dit voorbeeld zal het ongeveer 17mA zijn, wat ongeveer goed is voor de geselecteerde LED-string.

Als een enkele driver wordt gebruikt voor een groter aantal vergelijkbare 60/70 LED-strings parallel, dan kan eenvoudig de genoemde condensatorwaarde proportioneel worden verhoogd om een ​​optimale verlichting van de LED's te behouden.

Daarom zou voor 2 strings parallel de vereiste waarde 0,68uF / 400V zijn, voor 3 strings zou je deze kunnen vervangen door een 1uF / 400V. Op dezelfde manier zou dit voor 4 strings moeten worden geüpgraded naar 1.33uF / 400V, enzovoort.

BelangrijkHoewel ik in het ontwerp geen beperkende weerstand heb getoond, zou het voor extra veiligheid een goed idee zijn om een ​​33 Ohm 2 watt weerstand in serie op te nemen met elke LED-string. Dit kan overal in serie met de afzonderlijke snaren worden ingevoegd.

WAARSCHUWING: ALLE CIRCUITS DIE IN DIT ARTIKEL WORDEN GENOEMD, ZIJN NIET GEÏSOLEERD VAN DE NETVOEDING, DAAROM ZIJN ALLE SECTIES IN HET CIRCUIT UITERST GEVAARLIJK VOOR AANRAKING BIJ AANSLUITING OP DE NETVOEDING ........

2) Opwaarderen naar spanningsgestabiliseerde transformatorloze voeding

Laten we nu eens kijken hoe een gewone capacitieve voeding kan worden omgevormd tot een gestabiliseerde spanningsvrije spanningsvoeding of een transformatorloze voeding met variabele spanning die toepasbaar is voor bijna alle standaard elektronische belastingen en circuits. Het idee werd aangevraagd door de heer Chandan Maity.

Technische specificaties

Als je het je herinnert, heb ik je een tijdje eerder gecommuniceerd met opmerkingen op je blog.

De transformatorloze circuits zijn echt goed en ik heb er een paar getest en 20W, 30W LED gebruiken. Nu probeer ik een controller, FAN en LED allemaal samen toe te voegen, daarom heb ik een dubbele voeding nodig.

De ruwe specificatie is:

Stroomsterkte 300 mAP1 = 3,3-5V 300mA (voor controller enz.) P2 = 12-40V (of hoger bereik), 300mA (voor LED)
Ik dacht om je 2e circuit te gebruiken zoals vermeld https://homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

Maar ik kan de manier waarop ik 3.3V krijg niet bevriezen zonder extra condensator te gebruiken. 1. Kan een tweede circuit worden geplaatst vanaf de uitgang van de eerste? 2. Of, een tweede TRIAC, brug die parallel aan de eerste moet worden geplaatst, na condensator om 3.3-5V te krijgen

Ik zal blij zijn als u zo vriendelijk bent te helpen.

Bedankt,

Het ontwerp

De functie van de verschillende componenten die worden gebruikt in de verschillende fasen van het hierboven getoonde spanningsgestuurde circuit kan worden begrepen vanuit de volgende punten:

De netspanning wordt gelijkgericht door de vier 1N4007 diodes en gefilterd door de 10uF / 400V condensator.

De output over de 10uF / 400V bereikt nu ongeveer 310V, wat de gelijkgerichte piekspanning is die wordt bereikt via het lichtnet.

Het spanningsdelernetwerk dat is geconfigureerd aan de basis van de TIP122, zorgt ervoor dat deze spanning wordt verlaagd tot het verwachte niveau of zoals vereist over de uitgang van de voeding.

Je kan ook gebruiken MJE13005 in plaats van TIP122 voor meer veiligheid.

Als een 12V vereist is, kan de 10K pot worden ingesteld om dit te bereiken over de emitter / aarde van de TIP122.

De 220uF / 50V condensator zorgt ervoor dat tijdens het inschakelen de basis een tijdelijke nulspanning krijgt om deze UIT te houden en te beschermen tegen de initiële piekstroom.

De inductor zorgt er verder voor dat tijdens de inschakelperiode de spoel een hoge weerstand biedt en eventuele inschakelstroom stopt om in het circuit te komen, waardoor mogelijke schade aan het circuit wordt voorkomen.

Voor het bereiken van een 5V of een andere aangesloten verlaagde spanning, kan een spanningsregelaar zoals de getoonde 7805 IC worden gebruikt om hetzelfde te bereiken.

Schakelschema

spanning gestabiliseerd transformatorloos voedingscircuit

MOSFET-besturing gebruiken

Het bovenstaande circuit met behulp van een emittervolger kan verder worden verbeterd door een MOSFET source follower voeding , samen met een aanvullende stroomregelingstrap met behulp van de BC547-transistor.

Het volledige schakelschema is hieronder te zien:

Capacitief en MOSFET-gestuurd, transformatorloos voedingscircuit

Videobewijs van overspanningsbeveiliging

3) Zero Crossing transformatorloze voedingsschakeling

Het derde interessante legt het belang uit van een nuldoorgangsdetectie in capacitieve transformatorloze voedingen om deze volledig te beschermen tegen de inschakelstootstromen van de hoofdschakelaar AAN. Het idee werd voorgesteld door de heer Francis.

Technische specificaties

Ik heb met grote belangstelling gelezen over de artikelen over transformatorloze voeding op uw site en als ik het goed begrijp, is het grootste probleem de mogelijke inschakelstroom in het circuit bij het inschakelen, en dit wordt veroorzaakt doordat het inschakelen dat wel doet komen niet altijd voor als de cyclus nul volt is (nuldoorgang).

Ik ben een beginneling in elektronica en mijn kennis en praktische ervaring zijn zeer beperkt, maar als het probleem kan worden opgelost als nuldoorgang wordt geïmplementeerd, waarom zou ik dan geen nuldoorgangscomponent gebruiken om het te besturen, zoals een Optotriac met nuldoorgang?

De ingangszijde van de Optotriac heeft een laag vermogen, daarom kan een weerstand met een laag vermogen worden gebruikt om de netspanning voor Optotiac-werking te verlagen. Daarom wordt er geen condensator gebruikt bij de ingang van de Optotriac. De condensator is aangesloten aan de uitgangszijde die wordt ingeschakeld door de TRIAC die wordt ingeschakeld bij nuldoorgang.

Als dit van toepassing is, lost het ook problemen met de hoge stroombehoefte op, aangezien de Optotriac op zijn beurt zonder problemen een andere TRIAC met hogere stroom en / of spanning kan bedienen. Het gelijkstroomcircuit dat op de condensator is aangesloten, mag niet langer het probleem van de inschakelstroom hebben.

Het zou leuk zijn om je praktische mening te weten en bedankt voor het lezen van mijn mail.

Vriendelijke groeten,
Francis

Het ontwerp

Zoals terecht opgemerkt in de bovenstaande suggestie, een AC-ingang zonder een nuldoorgangscontrole kan een belangrijke oorzaak zijn van een inschakelstroomstoot in capacitieve transformatorloze voedingen.

nuldoorgang gecontroleerd transformatorloos voedingscircuit

Met de komst van geavanceerde triac-driver opto-isolatoren is het schakelen van een wisselstroomnet met nuldoorgangscontrole niet langer een complexe aangelegenheid en kan het eenvoudig worden geïmplementeerd met behulp van deze eenheden.

Over MOCxxxx Opto-koppelingen

De triac-drivers van de MOC-serie zijn verkrijgbaar in de vorm van optocouplers en zijn specialisten in dit opzicht en kunnen worden gebruikt met elke triac voor het regelen van wisselstroom via een nuldoorgangsdetectie en -regeling.

De triac-stuurprogramma's van de MOC-serie omvatten MOC3041, MOC3042, MOC3043 enz. Deze zijn allemaal bijna identiek wat betreft hun prestatiekenmerken met slechts kleine verschillen met hun spanningsspanningen, en elk van deze kan worden gebruikt voor de voorgestelde overspanningsregelingstoepassing in capacitieve voedingen.

De nuldoorgangsdetectie en -uitvoering worden allemaal intern verwerkt in deze opto-driverunits en men hoeft alleen de vermogenstriac ermee te configureren om getuige te zijn van het beoogde nuldoorganggestuurde afvuren van het geïntegreerde triac-circuit.

Voordat we het stroomstootvrije triac-transformatorloze voedingscircuit onderzoeken met behulp van een nuldoorgangsregelconcept, laten we eerst kort begrijpen wat een nuldoorgang is en de bijbehorende functies.

Wat is nuldoorgang in wisselstroom

We weten dat een AC-netpotentiaal is samengesteld uit spanningscycli die stijgen en dalen met veranderende polariteit van nul naar maximum en vice versa over de gegeven schaal. Bijvoorbeeld in ons 220 V-lichtnet wisselt de spanning van 0 naar + 310 V piek) en terug naar nul, dan naar beneden doorgaand van 0 naar -310 V en terug naar nul, dit gaat continu 50 keer per seconde door, wat een 50 Hz wisselstroom vormt fiets.

Wanneer de netspanning in de buurt van zijn momentane piek van de cyclus is, dat wil zeggen in de buurt van 220V (voor een 220V) netspanning, bevindt deze zich in de sterkste zone in termen van spanning en stroom, en als er toevallig een capacitieve voeding wordt ingeschakeld tijdens deze onmiddellijk kan worden verwacht dat de volledige 220V de stroomtoevoer en de bijbehorende kwetsbare DC-belasting doorbreekt. Het resultaat zou kunnen zijn wat we normaal gesproken zien in dergelijke voedingen ... dat is onmiddellijke verbranding van de aangesloten belasting.

De bovenstaande consequentie kan gewoonlijk alleen worden gezien in capacitieve transformatorloze voedingen, omdat condensatoren de kenmerken hebben om zich gedurende een fractie van een seconde als een kortsluiting te gedragen wanneer ze worden blootgesteld aan een voedingsspanning, waarna deze wordt opgeladen en zich aanpast aan het juiste gespecificeerde uitgangsniveau.

Terugkomend op het probleem van de nuldoorgang van het lichtnet, in een omgekeerde situatie terwijl het lichtnet de nullijn van zijn fasecyclus nadert of overschrijdt, kan het worden beschouwd als zich in zijn zwakste zone in termen van stroom en spanning, en elk apparaat is ingeschakeld op dit moment kan worden verwacht dat het volledig veilig is en vrij van een piekstroom.

Daarom kunnen we, als een capacitieve voeding wordt ingeschakeld in situaties waarin de AC-ingang door zijn fase nul gaat, verwachten dat de uitgang van de voeding veilig is en geen piekstroom vertoont.

Hoe het werkt

De hierboven getoonde schakeling maakt gebruik van een triac optoisolator-driver MOC3041 en is zo geconfigureerd dat wanneer de stroom wordt ingeschakeld, deze wordt geactiveerd en de aangesloten triac alleen wordt geactiveerd tijdens de eerste nuldoorgang van de AC-fase, en vervolgens de AC ingeschakeld houdt normaal gesproken voor de rest van de periode totdat de stroom wordt uitgeschakeld en weer ingeschakeld.

Verwijzend naar de figuur kunnen we zien hoe de kleine 6-pins MOC 3041 IC is verbonden met een triac voor het uitvoeren van de procedures.

De ingang van de triac wordt aangelegd via een hoogspanning, stroombegrenzende condensator 105 / 400V, de belasting is te zien aan het andere uiteinde van de voeding via een bruggelijkrichterconfiguratie om een ​​zuivere DC te bereiken voor de beoogde belasting, wat een LED zou kunnen zijn. .

Hoe de piekstroom wordt geregeld

Telkens wanneer de stroom wordt ingeschakeld, blijft de triac in eerste instantie uitgeschakeld (vanwege het ontbreken van de poortaandrijving) en dat geldt ook voor de belasting die is aangesloten op het bridge-netwerk.

Een voedingsspanning afgeleid van de output van de 105 / 400V condensator bereikt de interne IR LED via pin 1/2 van het opto IC. Deze input wordt intern bewaakt en verwerkt met verwijzing naar de LED IR-lichtrespons ... en zodra de gevoede AC-cyclus wordt gedetecteerd die het nuldoorgangspunt bereikt, schakelt een interne schakelaar onmiddellijk om en vuurt de triac aan en houdt het systeem ingeschakeld voor de rest van de periode totdat het apparaat UIT en weer AAN wordt gezet.

Met de bovenstaande instelling zorgt de MOC opto-isolator triac ervoor dat de triac alleen wordt geactiveerd wanneer de stroom wordt ingeschakeld gedurende die periode dat het wisselstroomnet de nullijn van zijn fase overschrijdt, wat op zijn beurt de belasting volkomen veilig houdt en vrij van de gevaarlijke stormloop.

Verbetering van het bovenstaande ontwerp

Een uitgebreid capacitief voedingscircuit met een nuldoorgangsdetector, een overspanningsonderdrukker en spanningsregelaar wordt hier besproken, het idee werd ingediend door de heer Chamy

Ontwerpen van een verbeterd capacitief voedingscircuit met nuldoorgangsdetectie

Hallo Swagatam.

Dit is mijn nuldoorgang, overspanningsbeveiligde capacitieve voeding met spanningsstabilisator, ik zal proberen al mijn twijfels op te sommen.
(Ik weet dat dit duur zal zijn voor de condensatoren, maar dit is alleen voor testdoeleinden)

1 - Ik weet niet zeker of de BT136 moet worden vervangen door een BTA06 om meer stroom op te vangen.

2-De Q1 (TIP31C) kan alleen 100V Max aan. Misschien moet het worden vervangen door een 200V 2-3A transistor?, Zoals de 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), ik weet dat deze weerstand vrij klein is en het is mijn
fout, ik wilde eigenlijk een 1k-weerstand plaatsen, maar met een 200R 5W
weerstand zou het werken?

4-Sommige weerstanden zijn gewijzigd op basis van uw aanbevelingen om deze geschikt te maken voor 110V.Misschien moet de 10K kleiner zijn?

Als je weet hoe je het correct kunt laten werken, zal ik het heel graag corrigeren. Als het werkt, kan ik er een print voor maken en je zou het op je pagina kunnen publiceren (gratis natuurlijk).

Bedankt voor het nemen van de tijd en het bekijken van mijn circuit vol fouten.

Fijne dag.

Chamy

Beoordeling van het ontwerp

Hallo Chamy,

je circuit ziet er oké uit voor mij. Hier zijn de antwoorden op uw vragen:

1) ja BT136 moet worden vervangen door een triac met een hogere rating.
2) TIP31 moet worden vervangen door een Darlington-transistor zoals TIP142 enz. Anders werkt deze mogelijk niet correct.
3) wanneer een Darlington wordt gebruikt, kan de basisweerstand hoog in waarde zijn, een weerstand van 1K / 2 watt zou best oké zijn.
Hoewel het ontwerp op zich een overkill lijkt, is hieronder een veel eenvoudigere versie te zien https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
vriendelijke groeten

Swagatam

Referentie:

Zero Crossing Circuit

4) Transformatorloze stroomvoorziening schakelen met IC 555

Deze vierde eenvoudige maar slimme oplossing wordt hier geïmplementeerd met behulp van IC 555 in zijn monostabiele modus om een ​​snelle piek in een transfomerloze voeding te regelen via een nuldoorgangsschakelcircuitconcept, waarbij het ingangsvermogen van het lichtnet alleen in het circuit mag komen tijdens de nuldoorgangen van het AC-signaal, waardoor de mogelijkheid van inschakelstroompieken wordt geëlimineerd. Het idee werd aangedragen door een van de fervente lezers van deze blog.

Technische specificaties

Zou een nulkruis-transformatorloos circuit werken om de initiële inschakelstroom te voorkomen door het inschakelen niet toe te staan ​​tot het 0-punt in de 60/50 hertz-cyclus?

Veel solid-state relais die goedkoop zijn, minder dan INR 10,00 en deze mogelijkheid hebben ingebouwd.

Ik zou ook graag 20 watt leds willen aansturen met dit ontwerp, maar ik weet niet zeker hoeveel stroom of hoe hete condensatoren zullen worden. Ik veronderstel dat het afhangt van hoe de leds serieel of parallel bedraad zijn, maar laten we zeggen dat de condensator geschikt is voor 5 ampère of 125uf wil de condensator wordt warm en blaast ???

Hoe lees je de specificaties van de condensator om te bepalen hoeveel energie ze kunnen verdrijven?

Het bovenstaande verzoek bracht me ertoe om op zoek te gaan naar een gerelateerd ontwerp met een op IC 555 gebaseerd nuldoorgangsschakelconcept, en kwam het volgende uitstekende transformatorloze voedingscircuit tegen dat kon worden gebruikt om op overtuigende wijze alle mogelijke kansen op inschakelstroom te elimineren.

Wat is een Zero Crossing Switching:

Het is belangrijk om dit concept eerst te leren voordat u het voorgestelde stroomstootvrije transformatorloze circuit onderzoekt.

We weten allemaal hoe een sinusgolf van een AC-netsignaal eruit ziet. We weten dat dit sinus-signaal begint vanaf een nul-potentiaalmarkering en exponentieel of geleidelijk stijgt tot het piekspanningspunt (220 of 120), en van daaruit exponentieel terugkeert naar de nul-potentiaal-markering.

Na deze positieve cyclus daalt de golfvorm en herhaalt de bovenstaande cyclus maar in negatieve richting totdat hij weer terugkomt bij de nulmarkering.

De bovenstaande bewerking gebeurt ongeveer 50 tot 60 keer per seconde, afhankelijk van de specificaties van het lichtnet.
Aangezien deze golfvorm het circuit is, vormt elk punt in de golfvorm anders dan de nul, een potentieel gevaar van een inschakelstroom als gevolg van de betrokken hoge stroom in de golfvorm.

De bovenstaande situatie kan echter worden vermeden als de belasting tijdens de nuldoorgang de schakelaar AAN confronteert, waarna de exponentiële stijging geen enkele bedreiging voor de belasting vormt.

Dit is precies wat we hebben geprobeerd te implementeren in het voorgestelde circuit.

Circuit werking

Verwijzend naar het onderstaande schakelschema, de 4 1N4007-diodes vormen de standaardconfiguratie van bruggelijkrichters, de kathodeverbinding produceert een rimpel van 100 Hz over de lijn.
De bovenstaande 100Hz-frequentie wordt met behulp van een potentiaalverdeler (47k / 20K) weggelaten en toegepast op de positieve rail van de IC555. Over deze lijn wordt het potentieel op de juiste manier gereguleerd en gefilterd met behulp van D1 en C1.

De bovenstaande potentiaal wordt ook via de 100k-weerstand op de basis Q1 toegepast.

De IC 555 is geconfigureerd als een monostabiele MV, wat betekent dat de output hoog zal worden elke keer dat pin # 2 geaard is.

Voor de perioden dat het wisselstroomnet hoger is dan (+) 0,6 V, blijft Q1 uitgeschakeld, maar zodra de wisselstroomgolfvorm de nulmarkering raakt, dat wil zeggen onder de (+) 0,6 V komt, schakelt Q1 aardingspin # in. 2 van het IC en geeft een positieve output van de IC-pin # 3.

De uitgang van het IC schakelt de SCR en de belasting in en houdt deze ingeschakeld totdat de MMV-timing is verstreken, om een ​​nieuwe cyclus te beginnen.

De AAN-tijd van de monostabiel kan worden ingesteld door de 1M-preset te variëren.

Een langere AAN-tijd zorgt voor meer stroom naar de belasting, waardoor deze helderder wordt als het een LED is, en vice versa.

De inschakelcondities van dit op IC 555 gebaseerde transformatorloze voedingscircuit zijn dus alleen beperkt wanneer de AC bijna nul is, wat op zijn beurt geen overspanning garandeert telkens wanneer de belasting of het circuit wordt ingeschakeld.

Schakelschema

Transformatorloze voeding met IC 555

Voor LED-stuurprogramma-applicatie

Als u op zoek bent naar een transformatorloze voeding voor LED driver applicatie op commercieel niveau, dan kunt u waarschijnlijk de concepten die hier worden uitgelegd




Vorige: Afstandsbedieningscircuit met FM-radio Volgende: Krachtige autokoplampen maken met behulp van LED's