Adatvédelem és sütik
Ez a webhely sütiket használ. A folytatással elfogadja azok használatát. További információ; például a sütik ellenőrzéséről.
A transzformátor használata egyenáramú tápegységekben hagyományosan meglehetősen elterjedt megoldás, mivel számos előnyt élvezhetünk vele (főleg ha szigetelésről van szó), ennek ellenére a transzformátor használatának nagy hátránya, hogy az egység nem kompakt sok súlyt és költséget ad hozzá az azt használó eszközhöz, ezért a transzformátor nélküli tápegység előnyei a költségek, a méret és a súly drámai csökkentésére összpontosítanak, ami szintén nagyon hatékony megoldás azokhoz az alkalmazásokhoz, amelyek üzemeltetéséhez alacsony energiaigény szükséges 100 mA alatti áramot igénylő alkalmazásokként.
Valóban, akkor is, ha áramköri alkalmazásának jelenlegi fogyasztási igénye alacsony, hagyományosan egy nehéz és terjedelmes transzformátort kellett beépítenünk ami igazán nehézkessé és rendetlenné teszi a dolgokat, ezért ebben a bejegyzésben megpróbálunk más megoldásokat találni, amelyek megpróbálják ezt a drága és terjedelmes alkatrészt nélkülözni, jobban illeszkedve az új időkhöz.
Amint a neve meghatározza, a transzformátor nélküli áramellátási áramkör eltérést jelent a hagyományos tápegységek klasszikus koncepciójától, amelyet apránként specifikusabb célokra tartanak fenn, ahol alapvetően általában terjedelmes transzformátor, egyenirányító és stabilizátor áramkör található a transzformátor (vagy legalább egy áramellátás) .
Ezzel az új megközelítéssel a nagyfeszültségű váltóáramú hálózatról egyenáramot is biztosítani lehet azzal az előnnyel, hogy mind a költségeket, mind a méreteket csökkenteni lehet, ugyanakkor hátrányokkal jár a lehetséges HV érintkezési veszélyekkel kapcsolatban mivel az áramkör közvetlenül ki lesz téve a váltóáramú hálózatnak.
Ennek a koncepciónak a titka nem más, mint a nagyfeszültségű kondenzátorok használata a hálózati váltóáram csökkentése a szükséges alacsonyabb szintre, amely alkalmas lehet a terheléshez kapcsolt elektronikus áramkörre. Ennek a kondenzátornak a feszültség-specifikációit úgy választják meg, hogy az RMS csúcsfeszültség-névleges értéke jóval magasabb legyen, mint a váltóáramú hálózati feszültség csúcsa, a kondenzátor biztonságos működésének biztosítása érdekében. Ezt a kondenzátort sorban alkalmazzák az egyik hálózati bemenettel, előnyösen az AC fázisvezetékkel.
Amikor az AC hálózat belép ebbe a kondenzátorba, a kondenzátor értékétől függően a kondenzátor reaktanciája működésbe lép, és korlátozza a hálózati váltóáramot az adott szint túllépésétől, amint azt a kondenzátor értéke meghatározza.
A kapacitív reaktancia és értékét a képlet képviseli:
Bár az áram korlátozott, a feszültség nem, ezért ha egy transzformátor nélküli tápegység egyenirányított kimenetét méri, akkor azt tapasztalja, hogye a feszültség megegyezik az AC hálózat maximális értékével ( kb. 310 volt), ami riasztó lehet minden új hobbi számára, de mivel az áramot a kondenzátor megfelelően, ezt a magas csúcsfeszültséget könnyen kezelni és stabilizálni lehet egy zene-dióda segítségévelr a hídirányító kimenetén, amint később látni fogjuk.
Egyébként ne felejtsük el, hogy a zener dióda teljesítményét megfelelően kell kiválasztani a kondenzátor megengedett áramszintje szerint.
Kondenzátorok szitanyomása
Tekintettel a kondenzátor fontosságára, meg fogjuk tudni, hogyan lehet megérteni a tipikusan ilyen típusú alkalmazásokhoz használt CERAMIC és poliészter kondenzátorok szitanyomását.
Kerámia kondenzátorok 10 pikofarádtól 82 pikofarádig Két ábra ábrázolja őket, ezért nincs problémájuk megkülönböztetni kapacitásukat.
Az 1 és 82 közötti értékeknél a gyártók általában a periódust használják, vagyis általában 1,2 - 1,5 - 1,8 vagy helyezze a "p" betűt picofaradokba a két szám közé, vagyis 1p2 - 1p5 - 1p8, amelyet 1 picofarad és 2 tized, 1 picofarad és 5 tized stb.
A nehézségek 100 pikofarádtól indulnak, mivel a gyártók különböző azonosításokat használnak.
Az első rendszer japán: Az első két számjegy az első két kapacitásszámot jelöli. A harmadik szám, az ellenállásokhoz hasonlóan, az első kettőhöz hozzáadandó nullák számát jelzi. Például:
A 100pF 101, a 120pF 121, vagy 150 pifofarads 151-ként jelenik meg.
Az 1000pF 102, az 1200 122 vagy 1500 pikofarád 152, ...
Egy másik rendszer az utiSorolja fel a nanofaradokat: 1000 - 1200 - 1800 - 2200 pf esetén 0'001 - 0'0015 - 0'0018 - 0'0022. Mivel a kondenzátorházakban nem mindig van hely ennyi ember számára, az első nulla megszűnik, és a pont megmarad, .001 - .0015 - .0018 - .0022.
Ehelyett a poliészter kondenzátorok a kerámiáknál jóval nagyobb kapacitásokra használják, amellett, hogy már látott rendszerként azonosítják őket, egy másik rendszerrel is megjelölhetők, amely a görög "µ" betűt használja. Így egy 100 000 pikofarád kondenzátort megkülönböztetve 10nf - .01 - µ10 jelöléssel találhatunk.
A gyakorlatban a µ betű helyettesíti a „0” -t, ezért a µ01 egyenlő 0,01 mikrofaráddal. Tehát, ha találunk µ1 - µ47-µ82 jelölésű kondenzátorokat, akkor 0,1 µ - 0,47 µ -0,82 mikrofaradaként kell olvasnunk.
A poliészter kondenzátorokban is a kapacitásértéket más rövidítések vagy számok követik, amelyek félrevezethetnek. Például az 1k, 1 kg-nak, azaz 1000 pf-nek értelmezhető, mivel a "K" betű 1000-nek felel meg, míg kapacitása valójában 1 mikrofarád.
Az .1M50 betűszó tévesen 1,5 mikrofaradaként értelmezhető, mivel az "M" betű egyenértékű a mikrofarádákkal, vagy a pont jelenlétében 150 000 pikofarád, míg a valóságban 100 000 pikofarád kapacitása.
A kapacitásérték után szereplő M, K vagy J betűk jelzik a tűrést:
- M = 20% tolerancia
- K = 10% tolerancia
- J = 5% tolerancia
E betűk után megjelennek az üzemi feszültséget jelző számok, például: .15M50 azt jelenti, hogy a kondenzátor kapacitása 150 000 pikofarád, toleranciája M = 20%, maximális üzemi feszültsége 50 volt.
Az áramkör
Bár látunk bizonyos előnyöket ennek a transzformátor nélküli PSU megközelítésnek, van néhány hátránya a transzformátor nélküli PSU áramkörnek is:
- Először az áramkör nem képes nagy áramú kimenetet produkálni, de ez nem okoz problémát a legtöbb alkalmazás számára .
- Egy másik hátrány, amelyet mindenképpen meg kell fontolni, az a koncepció nem különíti el az áramkört az AC hálózat veszélyes potenciáljától. Ez a hátrány komoly hatással lehet azokra a kivitelekre, amelyeknek befejeződött kivezetései vagy fémfém alkatrészei vannak, de ez nem számít azoknak az egységeknek, amelyek mindent be vannak fedve egy nem vezető házban.
Ezért, nagyon óvatosan kell dolgoznunk ezzel az áramkörrel, hogy elkerüljük az érintkezést Az összes elektromos résznél tehát az előző áramkör lehetővé teszi, hogy feszültség túlfeszültségek lépjenek be rajta, ami súlyos károkat okozhat a meghajtott áramkörben és magában a tápkörben is. A javasolt egyszerű transzformátor nélküli áramellátási áramkör-tervezésben azonban ezt a hátrányt ésszerűen megoldották azzal, hogy különböző típusú stabilizációs lépéseket vezettek be a hídirányító után egy zenner-diódának és az egyenáramú kimeneten lévő elektrolit-kondenzátornak köszönhetően.
A diagram egy fémezett nagyfeszültségű kondenzátort (C1) használ, amely megvédi a hasznosító áramkört a pillanatnyi nagyfeszültségű túlfeszültségektől, az áramkör többi része nem más, mint egy tipikus egyszerű hídkonfiguráció a lépcsőzetes váltakozó feszültség átalakítására DC-re.
Lássuk akkor a legjellemzőbben használt megoldást:
A fenti ábrán látható áramkör klasszikus kialakítású, 12 V DC tápegységként használható a legtöbb elektronikus áramkör számára.
Ennek a tápegységnek az átalakítás nélküli működése a következő pontokkal érthető meg:
- Amikor a váltóáramú hálózati bemenet jelen van, a C1 kondenzátor blokkolja a hálózati áram bemenetét, és alacsonyabb szintre korlátozza, amelyet a C1 kombinált reaktanciaérték határoz meg R1 = 1Mohm és C1 = 1 mikrofarad/400V AC mellett. Ezekkel az értékekkel a jelenlegi forgalomba hozhatná, nagyjából 50mA körül lenne. A feszültség azonban nincs korlátozva, ezért a teljes 220 V-os feszültség a bemeneten lehet, és elérheti a diódahíd-egyenirányító későbbi szakaszát (ezért az ilyen típusú források veszélye)
- A hídirányító egyenirányítja ezt a 220 V C-ot magasabb 310 V DC-re, az RMS átalakításának köszönhetően az AC hullámalak csúcsává.
- Ezt a 310 V egyenfeszültséget a következő zener dióda fokozat azonnal alacsony szintre csökkenti, amely a zener értékére sodorja. Ha 12 V-os zenert használnak, akkor ez 12 V-os és így tovább.
- A C2 végül hullámokkal kiszűri a 12 V DC-t egy viszonylag tiszta 12 V DC-be.
Az előző diagram alábbi értékeinek felhasználásával 12 V-os és legfeljebb 100 mA-es egyenfeszültséget kaphatunk:
- R1 = 1ohm
- C1 = 105/400 PPC, ahol 105 = 10 00000 pf vagy ugyanannyi 1 000 000 pF, azaz 1mikroF.
- R2 = 50ohm 1Watt
- Z1 = 12v 1W zener dióda
- C2 = 10mF/250V
Gyakorlati példa
A fenti transzformátor nélküli vagy kapacitív tápfeszültség áramkör használható LED-es lámpaáramkörként a kisebb LED-áramkörök, például kis LED-szalagok vagy húrlámpák biztonságos megvilágításához. Például egy 65–68 LED-es 3 voltos LED-szalag esetében, kb. 20 cm távolságra, és ezek a csíkok egy nagyobb szalagot alkotva összesen 390–408 LED-et kapnak az utolsó csíkban.
Az alább látható meghajtó áramkör bármelyik lánc meghajtására alkalmas LED égő kevesebb, mint 100 LED-del (220 V-os bemenethez), mindegyik LED 20mA, 5mm 3,3V LED-ekkel rendelkezik:
Itt a 0,33uF/400V bemeneti kondenzátor határozza meg a LED-húrba táplált áram mennyiségét. Ebben a példában 17mA körül lesz, ami majdnem megfelel a kiválasztott LED-húrnak.
Ha egyetlen meghajtót használnak nagyobb számú hasonló 60/70 LED-húrhoz párhuzamosan, akkor egyszerűen a fent említett kondenzátor értéke arányosan növelhető a LED-ek optimális megvilágításának fenntartása érdekében.
Tehát 2 párhuzamos párhuzam esetén a szükséges érték 0,68uF/400V lenne, 3 húr esetén 1uF/400V-ra cserélhetné. Hasonlóképpen 4 húr esetén ezt fel kell frissíteni 1,33uF/400V-ra, és így tovább.
Fontos: Bár a tervezés során nem mutattam be korlátozó ellenállást, a biztonság növelése érdekében célszerű minden LED-húrhoz sorosan beépíteni egy 33 ohmos 2 wattos ellenállást. Ez beilleszthető a sorozat bármely pontjára az egyes húrokkal.
Egy másik valódi példa
Ebben a másik esetben egy olyan kereskedelmi lámpát fogunk látni, amelynek rendszerét fordított mérnöki úton nyertük
A váltóáramú bemenetnél ismét kulcsfontosságú elemként egy poliészter kondenzátort (ebben az esetben 225 pf, 400 V és 5% -os tűréssel, 603 ohmos ellenállással párhuzamosan, a diódahíd előtt
Ebben az esetben, mivel 10 LED soros fogyasztása tökéletesen körülhatárolt, tudjuk, hogy mivel a diódahíd kimenete hozzávetőlegesen 1,2 V, ennek 12 V DC körül kell lennie, és mint látható, a zenner dióda nem szükséges a kimeneti hídon
Mint trükk, egyébként ez az izzó, ha például egy 12 V-os autós akkumulátorral akarjuk táplálni, elegendő lenne a 12 V-os akkumulátor két vezetékét közvetlenül a híd kimenetéhez csatlakoztatni, vagyis közvetlenül a az elektrolit kondenzátor két pólusa, logikailag tiszteletben tartva a polaritást .
FIGYELMEZTETÉS: EZEN A CIKKBEN EMLÍTETT MINDKÖZTÉTKEZELÉS NEM VÁLTOZTATVA HÁLÓZATI FESZÜLTSÉGTŐL, EZÉRT AZ ÁRAMKÖZÖS SZAKASZOK KÜLÖNBÖZŐEN VESZÉLYESEK AZ ÁRAMELLÁTÁSHOZ KAPCSOLATOSAN ...