Блок питания без трансформатора: Блок питания без трансформатора | Андрей Барышев. Страна ..советов

Без изолирующего трансформатора вы можете многое сделать с мультиметром с батарейным питанием (незаземленным). Подключите устройство TPS к удлинителю с выключателем и держите его выключенным как можно больше времени. Чтобы снять показания: отсоедините TPS, припаяйте провода в том месте, где вы хотите провести измерение, подключите их к мультиметру, отойдите назад и включите удлинитель.Как только вы закончите считывание, выключите его и подождите, прежде чем касаться чего-либо.

Одна часть TPS, которая может удерживать заряд, – это реактивный конденсатор, и поэтому на нем должен быть защитный резистор. В нашей примерной схеме 0,6 мкФ * 1 МОм = 0,6 секунды, и вам, вероятно, хорошо подождать хотя бы пять из этих постоянных времени, прежде чем касаться чего-либо, поэтому сосчитайте до трех. Переключатель RF не использует конденсатор емкостью 0,33 мкФ с сопротивлением 220 кОм, поэтому он безопаснее и быстрее. (В нем также используются два последовательно подключенных резистора SMT, предположительно потому, что номинальное напряжение одного из них было недостаточным.Умный дизайн.)

Вы можете узнать, какие части схемы находятся под каким напряжением, измерив их относительно заземляющего контакта розетки. Например, с защитным резистором 560 Ом в ответвлении «земля» ВЧ-переключателя фактически плавает на 12 В переменного тока над землей. Это стоит знать, когда ковыряется. Снова подключите датчики, отойдите назад, включите, прочтите, выключите, подождите.

Вот и все. Теперь вы можете выяснить, какое напряжение находится в устройстве, и использовать его для своих целей.Просто убедитесь, что все, что вы делаете, умещается обратно в красивый футляр. Потому что, хотя TPS распространены, маленькие и дешевые, они потенциально (хи-хи!) Слишком горячие, чтобы их трогать.

Бестрансформаторный источник питания

Одной из основных проблем, которая должна быть решена при проектировании электронной схемы, является производство низковольтного источника питания постоянного тока от переменного тока для питания схемы. Обычный метод – это использование понижающего трансформатора для понижения 230 В переменного тока до желаемого уровня низкого напряжения переменного тока.Наиболее подходящим и недорогим методом является использование конденсатора падения напряжения последовательно с фазовой линией.

Выбор падающего конденсатора и конструкции схемы требует определенных технических знаний и практического опыта для получения желаемых напряжения и тока. Обычный конденсатор не справится с этой задачей, поскольку устройство будет разрушено быстрым током от сети. Скачки напряжения в сети создадут дыры в диэлектрике, и конденсатор перестанет работать. Конденсатор класса X, предназначенный для использования в сети переменного тока, необходим для снижения напряжения переменного тока.

Рис.1: Изображение конденсатора

X Номинальный конденсатор 400 Вольт

Перед выбором капельного конденсатора необходимо понять принцип работы и принцип действия сбрасывающего конденсатора. Конденсатор класса X рассчитан на 250, 400, 600 В переменного тока. Также доступны версии для более высокого напряжения. Эффективное сопротивление (Z), сопротивление (X) и частота сети (50–60 Гц) являются важными параметрами, которые следует учитывать при выборе конденсатора.Реактивное сопротивление (X) конденсатора (C) на частоте сети (f) можно рассчитать по формуле

X = 1 / (2 ¶ фКл)

Например, реактивное сопротивление конденсатора 0,22 мкФ, работающего при частоте сети 50 Гц, будет X = 1 / {2 ¶ x 50 x 0,22 x (1 / 1,000,000)} = 14475,976 Ом или 14,4 килоом. Сопротивление конденсатора 0,22 мкФ рассчитывается как X = 1 / 2Pi.f. C. Где f – частота сети 50 Гц, а C – значение емкости конденсатора в фарадах. То есть 1 микрофарад равен 1/1000000 фарад.Следовательно, 0,22 микрофарада – это 0,22 x 1/1000000 фарад. Следовательно, прямое сопротивление конденсатора составляет 14475,97 Ом или 14,4 кОм. Чтобы получить ток, я делю напряжение сети на прямое сопротивление в килоомах, то есть 230 / 14,4 = 15,9 мА.

Эффективный импеданс (Z) конденсатора определяется путем принятия сопротивления нагрузки (R) в качестве важного параметра. Импеданс можно рассчитать по формуле

Z = v R + X

Предположим, что ток в цепи равен I, а напряжение сети равно V, тогда уравнение выглядит как

I = В / Х

Таким образом, окончательное уравнение становится

I = 230 В / 14.4 = 15,9 мА.

Следовательно, если используется конденсатор 0,22 мкФ, рассчитанный на 230 В, он может обеспечить ток около 15 мА в цепи. Но для многих схем этого недостаточно. Поэтому для таких цепей рекомендуется использовать конденсатор емкостью 470 нФ, рассчитанный на 400 В, чтобы обеспечить требуемый ток.

X Номинальные конденсаторы переменного тока – 250 В, 400 В, 680 В переменного тока

Таблица, показывающая типы конденсаторов номиналом X, а также выходное напряжение и ток без нагрузки

Фиг.3: Таблица, показывающая типы конденсаторов номиналом X, а также выходное напряжение и ток без нагрузки

Исправление

Диоды, используемые для выпрямления, должны иметь достаточное пиковое обратное напряжение (PIV). Пиковое обратное напряжение – это максимальное напряжение, которое диод может выдержать при обратном смещении. Диод 1N 4001 выдерживает до 50 Вольт, а 1N 4007 – до 1000 Вольт. Важные характеристики выпрямительных диодов общего назначения приведены в таблице.

Рис. 4: Таблица, показывающая характеристики выпрямительных диодов общего назначения

Так что подходящий вариант – выпрямительный диод 1N4007. Обычно у кремниевого диода прямое падение напряжения составляет 0,6 В. Номинальный ток (прямой ток) выпрямительных диодов также может быть разным. Большинство выпрямительных диодов общего назначения серии 1N имеют номинальный ток 1 А.

Рис.5: Изображение диода

Сглаживание постоянным током

Сглаживающий конденсатор используется для генерации постоянного тока без пульсаций.Сглаживающий конденсатор также называется фильтрующим конденсатором, и его функция заключается в преобразовании полуволнового / двухполупериодного выходного сигнала выпрямителя в плавный постоянный ток. Номинальная мощность и емкость – два важных аспекта, которые следует учитывать при выборе сглаживающего конденсатора. Номинальная мощность должна быть больше, чем выходное напряжение без нагрузки источника питания. Значение емкости определяет количество пульсаций, которые появляются на выходе постоянного тока, когда нагрузка принимает ток. Например, двухполупериодный выпрямленный выходной сигнал постоянного тока, полученный от сети переменного тока 50 Гц, работающей в цепи, потребляющей ток 100 мА, будет иметь размах колебаний 700 мВ от пика до пика в конденсаторе фильтра номиналом 1000 мкФ.Пульсации, возникающие в конденсаторе, прямо пропорциональны току нагрузки и обратно пропорциональны значению емкости. Лучше поддерживать пульсации ниже 1,5 В от пика к пику при полной нагрузке. Поэтому для получения постоянного тока на выходе без пульсаций необходимо использовать конденсатор высокой емкости (1000 мкФ или 2200 мкФ) с номинальным напряжением 25 В или более. Если пульсация будет чрезмерной, это повлияет на работу схемы, особенно RF и IR схем.

Регулирование напряжения

Стабилитрон используется для генерации регулируемого выхода постоянного тока.Стабилитрон предназначен для работы в области обратного пробоя. Если кремниевый диод смещен в обратном направлении, достигается точка, в которой его обратный ток внезапно увеличивается. Напряжение, при котором это происходит, известно как значение диода «лавина или стабилитрон». Стабилитроны специально созданы для использования лавинного эффекта в стабилизаторах «опорного напряжения». Стабилитрон может использоваться для генерации фиксированного напряжения путем пропускания через него ограниченного тока с помощью последовательного резистора (R). R не оказывает серьезного влияния на выходное напряжение стабилитрона, и выходное напряжение остается стабильным опорным напряжением.Но важен ограничительный резистор R, без которого стабилитрон выйдет из строя. Даже при изменении напряжения питания R будет принимать любое избыточное напряжение. Значение R можно рассчитать по формуле

R = Vin – Vz / Iz

Где Vin – входное напряжение, выходное напряжение Vz и ток Iz через стабилитрон

В большинстве схем Iz поддерживается на уровне 5 мА. Если напряжение питания составляет 18 В, напряжение, которое должно быть понижено на R, чтобы получить выходное напряжение 12 В, составляет 6 вольт.Если максимально допустимый ток Зенера составляет 100 мА, то R будет пропускать максимальный желаемый выходной ток плюс 5 мА. Таким образом, значение R выглядит как

R = 18 – 12/105 мА = 6/105 x 1000 = 57 Ом

Номинальная мощность стабилитрона также является важным фактором, который следует учитывать при выборе стабилитрона. По формуле P = IV. P – мощность в ваттах, ток I в амперах и V – напряжение. Таким образом, максимальная рассеиваемая мощность, которая может быть допущена в стабилитроне, – это напряжение стабилитрона, умноженное на ток, протекающий через него.Например, если стабилитрон 12 В пропускает ток 12 В постоянного тока и 100 мА, его рассеиваемая мощность составит 1,2 Вт. Поэтому следует использовать стабилитрон мощностью 1,3 Вт.

и схема

Светодиодный индикатор

используется в качестве индикатора включения. Значительное падение напряжения (около 2 вольт) происходит на светодиодах при прохождении прямого тока. Падение прямого напряжения различных светодиодов показано в таблице.

Рис. 6: Таблица, показывающая прямые падения напряжения различных светодиодов

Типичный светодиод может пропускать ток 30–40 мА без повреждения устройства.Нормальный ток, обеспечивающий достаточную яркость стандартного красного светодиода, составляет 20 мА. Но это может быть 40 мА для синих и белых светодиодов. Токоограничивающий резистор необходим для защиты светодиода от протекающего через него избыточного тока. Номинал этого последовательного резистора должен быть тщательно выбран, чтобы предотвратить повреждение светодиода, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Токоограничивающий резистор можно выбрать по формуле

R = V / I

Где R – номинал резистора в омах, V – напряжение питания, а I – допустимый ток в амперах.Для типичного красного светодиода падение напряжения составляет 1,8 В. Таким образом, если напряжение питания составляет 12 В (Vs), падение напряжения на светодиоде составляет 1,8 В (Vf), а допустимый ток составляет 20 мА (если), то значение последовательного резистора будет

Vs – Vf / If = 12 – 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 A = 510 Ом.

Подходящее номинальное сопротивление резистора составляет 470 Ом. Но рекомендуется использовать резистор 1 кОм, чтобы продлить срок службы светодиода, даже если будет небольшое снижение яркости. Так как светодиод занимает 1.8 вольт, выходное напряжение будет на 2 вольта меньше значения стабилитрона. Так что если для схемы требуется 12 вольт, необходимо увеличить значение стабилитрона до 15 вольт. Приведенная ниже таблица представляет собой готовый счетчик для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов на разные напряжения.

Рис. 7: Таблица, показывающая готовый счетчик для выбора ограничивающего резистора для различных версий светодиодов при разных напряжениях.

Принципиальная схема

Схема, показанная ниже, представляет собой простой бестрансформаторный источник питания.Здесь используется конденсатор 225 К (2,2 мкФ) 400 вольт X для падения 230 вольт переменного тока. Резистор R2 – это спускной резистор, который удаляет накопленный ток из конденсатора, когда цепь отключена. Без R2 есть шанс получить смертельный шок при прикосновении к цепи. Резистор R1 защищает схему от пускового тока при включении. Двухполупериодный выпрямитель, состоящий из D1 – D4, используется для выпрямления переменного тока низкого напряжения на конденсаторе C1, а C2 удаляет пульсации постоянного тока. При такой конструкции на выходе будет доступно около 24 В при токе 100 мА.Эти 24 В постоянного тока можно отрегулировать до необходимого выходного напряжения с помощью подходящего стабилитрона мощностью 1 Вт. Лучше добавить предохранитель в фазную линию и MOV между фазной и нейтральной линиями в качестве меры безопасности, если есть скачок напряжения или короткое замыкание в сети.

Осторожно: Строительство этого источника питания рекомендуется только лицам, имеющим опыт или компетентность в работе с сетью переменного тока. Поэтому не пытайтесь использовать эту схему, если у вас нет опыта работы с высокими напряжениями.

В недостаток конденсаторного блока питания входит

1. Отсутствует гальваническая развязка от сети. Выход из строя блока питания может повредить гаджет.

2. Слаботочный выход. С конденсаторным источником питания. Максимальный доступный выходной ток составляет 100 мА или меньше, поэтому это не идеальный вариант для работы с мощными индуктивными нагрузками.

3. Выходное напряжение и ток не будут стабильными при изменении входного переменного тока.

Осторожно

Следует проявлять особую осторожность при проверке источника питания с использованием понижающего резистора.Не прикасайтесь ни к каким точкам на печатной плате, так как некоторые точки находятся под напряжением сети. Даже после выключения цепи не прикасайтесь к точкам вокруг падающего конденсатора, чтобы предотвратить поражение электрическим током. Следует проявлять особую осторожность при построении цепи, чтобы избежать короткого замыкания и возгорания. Между компонентами должно быть достаточное расстояние. Сглаживающий конденсатор большой емкости взорвется, если он подключен с обратной полярностью. Капающий конденсатор неполяризован, поэтому его можно подключать любым способом.Блок питания необходимо изолировать от остальной части цепи с помощью изоляторов. Схема должна быть размещена в металлическом корпусе, не касаясь какой-либо части печатной платы в металлическом корпусе. Металлический корпус должен быть правильно заземлен.

Схемы соединений

Простые бестрансформаторные схемы питания

Я часто делаю небольшие проекты . Им нужен малый блок питания . Но я не могу найти маленькие трансформаторы.Обычный трансформатор большой и тяжелый, не подходит для моего проекта.

Но я осматриваю свой дом в маленьком бытовом устройстве в Китае. Даже в большинстве светодиодных лампочек. В них используется бестрансформаторная схема питания .

Они используют конденсатор вместо более крупного трансформатора . Таким образом, блоки питания меньше и легче.

Сегодня мы познакомимся с этой бестрансформаторной схемой питания . Так что можете выбирать как хотите.

Надеюсь, он будет вам полезен. Есть три схемы, как показано ниже.

СМ. Ниже!

Сеть переменного тока

Во-первых, нам нужно знать, что СЕТЬ переменного тока находится под высоким напряжением 220 В или 110 В. Его номинальное напряжение намного выше, чем у аккумулятора. А также имеют разные формы сигнала.

Это называется переменным током (AC). Обычно генерируется вращением катушки в магнитном поле.

Сеть 50 Гц или 60 Гц (в США).

Не прикасайтесь к каким-либо частям этих цепей.Потому что вы можете быть поражены электрическим током . Хотя делает низкое напряжение. Мы не можем коснуться всего этого. Потому что он не использует изолированный трансформатор .

Почему сеть переменного тока опасна?

Наше тело может работать только от 60 до 80 В. Итак, любые перенапряжения, которые могут вызвать мгновенную смерть.

Сеть переменного тока Измерение

В нормальном режиме мы знаем, что напряжение в 0,707 раз превышает пиковое напряжение. Это называется среднеквадратичным напряжением. И пиковое напряжение (или ток) равно 1.В 41 раз больше среднеквадратичного значения.

Например, среднеквадратичное напряжение 220 В составляет 311 В (размах). Это очень высокое напряжение.

СЕТЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА опасна. Потому что напряжение слишком высокое.
Фактически это 311 В для 220 В переменного тока. или 345 В для 240 В.

Посмотрите на изображение

Линия поднимается на 311 В, затем падает на 311 В ниже «земли» 50 раз в секунду (частота 50 Гц). Тогда это вызовет ТЕКУЩИЙ ПОТОК через ваше тело и очень быстро убьет вас.

Базовая схема питания постоянного тока

См. Ниже.Это трансформаторная схема питания.

Базовая нерегулируемой цепи питания 12В 0,2А. Также мы назвали схему полупрямого выпрямителя.

Мы используем трансформатор для переключения с высокого переменного напряжения на более низкое. Смотрите в его символе. Между первичной и вторичной обмотками находится изоляция.

А имеет две линии, обозначающие магнитную цепь, которая существует между двумя обмотками.

Силовой трансформатор Четко разделите катушки. Таким образом, мы вполне защищены от поражения электрическим током.Но если использовать конденсатор вместо небольшого трансформатора

Если нейтраль подключена к 0В источника питания. Это не проблема.

Но что будет, если провода поменять местами.
Линия подключится к 0V как отверстие розетки в стене.

Если потрогать. Вы получите шок.

Опасности ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ НА КОНДЕНСАТОРНОМ ИСТОЧНИКЕ

Давайте узнаем об опасностях ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ НА КОНДЕНСАТОРЕ.И как это работает.

Какое выходное напряжение?

В нормальной цепи с подключенной нагрузкой выходное напряжение
источника питания с конденсаторным питанием падает только до 12 или 35 В. это

Но…

Когда нагрузка снимается, напряжение питания возрастает до 180 В, 311 В или 340 В. Это еще одна причина, почему они так ОПАСНЫ.

Простой расчет конденсатора

Все наши расчеты производятся с конденсаторами, кратными 0,1 мкФ.
Это упрощает вычисления.
Конденсатор 0,1 мкФ пропускает 7 мА при подключении к мосту. Или 3,5 мА, если только один диод (полупрямой выпрямитель).

И все значения уменьшаются вдвое для 110 В переменного тока.

Например. Вы используете 0,33 мкФ. Он будет пропускать 7 мА x 0,33 мкФ = 23,1 мА

Простейшая схема светодиодного дисплея сети переменного тока

Вот простейшие схемы светодиодного дисплея сети переменного тока. Или это блок питания с конденсатором FED, для которого требуется диод и красный светодиод.

Эти два элемента называются НАГРУЗКОЙ.

Конденсатор пропускает (заряжает) ток в одном направлении при повышении напряжения в сети.Затем он пропускает ток (разряжается) в обратном направлении, когда сеть падает.

Это синусоидальный сигнал, как указано выше.

Когда напряжение в сети растет, а выходная мощность источника питания возрастает. А когда 1,7в. Красный светодиод загорается, и это напряжение больше не повышается.

Итак, теперь конденсатор будет накапливать или заряжать напряжение около 309В. (Сеть переменного тока – ВЛЭД).

При падении напряжения в сети. Выход блока питания будет отрицательным. А когда он равен 0.7V отрицательный. диод предотвращает падение напряжения.

Затем конденсатор разряжается и начинает заряжаться в обратном направлении до 309В.

Красный светодиод показывает НАГРУЗКУ в одном направлении, а диод – нагрузку в другом направлении.

Полупериодный бестрансформаторный источник питания

Посмотрите на диаграмму ниже. Это основной полуволновой источник питания с конденсаторным питанием, показанный на схеме.

Каждые 0,1 мкФ емкости обеспечивают среднеквадратичное значение 7 мА.
В полуволновом питании конденсатор подает 3.5 мА RMS. Потому что ток теряется в нижнем диоде, когда он разряжает конденсатор.

Использование стабилитрона

См. Схему. Это только один стабилитрон вместо двух предыдущих. Это умный дизайн.

Почему?

Стабилитрон выходит из строя в обоих направлениях.
Сверху, на катоде ломается стабилитрон 12В. А
в обратную сторону пробивает на 0,7В.

Максимальная нагрузка составляет 12 В. И стабилитрон разрядит конденсатор.Чтобы подготовиться к следующему циклу.

Как это работает

Выходной ток 16 мА. Потому что конденсатор 0,47мкФ.

Когда подключаем нагрузку. Некоторый ток будет вытягиваться из стабилитрона и протекать через НАГРУЗКУ.

Это интересный момент.

• Уменьшите сопротивление нагрузки. Тогда через нагрузку будет протекать больший ток. Пока не дойдет до 16 мА. Весь ток от конденсатора будет проходить только через нагрузку. Нет тока на диод Ценнера.

• Увеличивайте нагрузку до тех пор, пока напряжение на ней не упадет до 11 В, 10 В, 9 В…. Но ток останется на уровне 16 мА. В конце концов, напряжение снизится до 1 В при 16 мА.

• Но если нет нагрузки, весь ток от конденсатора будет проходить через стабилитрон.

Каков рейтинг стабилитрона?

Стабилитрон имеет номинальную мощность как резистор. Это количество тепла, от которого он избавляется, не становясь слишком горячим. Если он перегрет.В конце концов, его можно повредить. Мы должны правильно выбрать и настроить схему.

Часто мы видим 500 мВт и 1Вт.

Мы можем легко определить рассеиваемую мощность.

Его мощность составляет V x I

• Во-первых, V – это напряжение стабилитрона. Это 12 В.

На каждые 0,1 мкФ схема выдает 3,5 мА.
Предположим, емкость конденсатора 0,47 мкФ = 16 мА.

Рассеиваемая мощность стабилитрона будет 12 × 16 = 200 мВт.
Мы можем использовать 500 мВт.Не будет слишком жарко.

Полуволновой источник питания с конденсатором и электролитическим фильтром

Как и другие источники постоянного тока. Если нам нужны низкие пульсации напряжения. Нам нужно добавить фильтр электролитического конденсатора.

Посмотрите:

Нам нужно добавить диод, чтобы предотвратить электролитический разряд во второй половине цикла.

Мы видим, что однополупериодный бестрансформаторный источник питания имеет то преимущество, что он прост, но дает низкий ток. Мы должны выбрать лучшую мостовую схему.Читать дальше.

Использование специального конденсатора

Мы должны использовать специальный тип конденсатора. И он должен быть рассчитан на тип 400 В переменного тока. И должен быть построен с материалами и изоляцией, чтобы не взорваться.

Эти специальные типы конденсаторов имеют обозначение X2.
Подойдет любой конденсатор. Но у некоторых произойдет короткое замыкание или взрыв без видимой причины.

Потому что конденсатор заряжается и разряжается 100 или 120 раз в секунду.

Пленка и изоляция испытывают определенное напряжение.почему он должен быть прочно построен.

Хотя теоретически в конденсаторе нет потерь энергии, он немного нагревается из-за потерь.

Зарядка и разрядка сгруппированы как пульсирующий ток, и этот ток всегда вызывает небольшой нагрев.

Добавление

Когда цепь включена. Мы не знаем, напряжение в сети равно нулю, небольшому положительному значению или полному 311В.

Если это 311В. Сначала для зарядки конденсатора будет протекать очень сильный ток.Это повредит светодиод.

Чем мы можем помочь?

Ограничьте этот ток. Мы добавляем резистор 470 Ом последовательно с линией переменного тока.

6 светодиодных индикаторов для сети переменного тока

См. Эту схему: 6 светодиодных индикаторов для сети переменного тока.
Если мы сможем добавить в схему больше светодиодов. Они ВСЕ будут светиться.

Мы не можем добавить сотни светодиодов. Поскольку, когда мы добавляем еще один светодиод, напряжение на комбинации увеличивается на 1,7 В.

И когда сумма станет 311в. Ни один из светодиодов не загорится.

Это потому, что разница в напряжении между сетевым напряжением и напряжением светодиода равна нулю.

Это плохая конструкция с использованием одного диода. Потому что светодиоды горят только на каждый полупериод.

Светодиоды включаются и выключаются очень быстро, и они тоже будут мигать. Это лучшая схема, если использовать МОСТ.

Мостовой бестрансформаторный источник питания

Работает как обычный мостовой источник питания постоянного тока. Мост – это набор из 4 диодов. Форма выходного сигнала называется Pulsating DC или «DC with Ripple».

В мостовой схеме можно использовать нижний конденсатор. Потому что это двухполупериодный выпрямитель.

Почему?

При использовании 0,1 мкФ выходной ток составляет 7 мА. Если мы используем 0,47 мкФ. Выходной ток? (0,47 мкФ x 7 мА) / 0,1 мкФ = 32,9 мА

Мост подает 2 импульса энергии в течение каждого цикла. И это приведет к 100 миганиям каждую секунду (50 Гц).
А если добавить еще светодиодов. Все они будут светиться.

Устранение мерцания

Если мы хотим устранить мерцание.На выходе нужен электролитический конденсатор. Это сохранит энергию во время пика и доставит ее при низком сетевом напряжении.

Посмотрите форму сигнала на цепи. Напряжение остается достаточно высоким, чтобы светодиод постоянно светился.

100 белых светодиодов на сети переменного тока

Вот 100 белых светодиодов Отображение на сети переменного тока. Эта схема проста и очень умна. Т.к. выпрямительные диоды не нужны. Мы используем светодиоды в выпрямителях.

Как?

Нам нужно использовать не менее 50 светодиодов в каждой цепочке и резистор 1 кОм.Чтобы предотвратить их повреждение из-за скачка напряжения. Если цепь включена на пике формы волны.

Резистор предназначен для пропускания сильного импульсного тока через одну из цепочек светодиодов, если цепь включается, когда сеть находится на пике.

Хотя мы можем добавить больше светодиодов в каждую цепочку, ток будет падать очень незначительно, пока в конечном итоге, когда у вас будет 90 светодиодов в каждой цепочке, ток станет нулевым.

Для 50 светодиодов в каждой цепочке общее характеристическое напряжение будет 180 В.Для каждого светодиода требуется от 3,3 до 3,6 В.

Каждый светодиод принимает пиковое значение менее 7 мА в течение полупериода, в котором он светится.

Все равно посмотрите резистор 1K. Понизится 7v. Потому что среднеквадратичный ток составляет 7 мА (7 мА x 1000 Ом = 7 В).

И его мощность составляет 7 В x 7 мА = 49 мВт

У вас должны быть светодиоды в обоих направлениях для зарядки и разрядки конденсатора.

5 светодиодных дисплеев с оптимальной схемой питания с питанием от крышки

Эта схема является лучшим источником питания с питанием от крышки для 5 светодиодных дисплеев.

В нем используются 4 диода (мостиковые диоды) для получения максимального тока от конденсатора 0,22 мкФ и электролитический для сглаживания любого мерцания.

38 СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА с бестрансформаторным питанием

Это пример практического использования светодиодных ламп. Это лампа из 38 светодиодов, использующая конденсаторный источник питания для освещения 38 белых светодиодов.

Общее напряжение на светодиодах составляет 38 x 3,6 = 138 В. Конденсатор емкостью 0,33 мкФ обеспечивает около 20 мА. При мощности около 4,4 Вт (220В x 20мА)

Бестрансформаторный источник питания с фиксированным напряжением

Вот схема питания трансформатора с регулируемым напряжением постоянного тока.

Смотрите в схеме. Эта умная конструкция использует 4 диода в мосте для создания источника питания с фиксированным напряжением, способного выдерживать ток 35 мА.

Все диоды (все типы диодов) являются стабилитронами. Все они выходят из строя при определенном напряжении. Дело в том, что силовой диод выходит из строя при напряжении 100 или 400 В, и его стабилитрон бесполезен.

Но если поставить 2 стабилитрона в мост с двумя обычными силовыми диодами, мост выйдет из строя при напряжении стабилитрона.

Вот что мы сделали.Если мы используем стабилитроны 18 В, на выходе будет стабилизированный источник питания 17 В 4.

Когда входящее напряжение сверху положительно, левый стабилитрон D1 обеспечивает ограничение 18 В. А другой стабилитрон (D2) дает падение 0,6 В.

Это позволяет правому стабилитрону пропускать ток, как обычный диод.

На выходе получается 17v4. То же и с другим полупериодом.

Ток устанавливается величиной конденсаторов C1 и C2 (параллельно). С мостового выпрямителя ток составляет 7 мА на каждый 0.1 мкФ. Итак, у нас есть емкость 1u. Итак, схема будет выдавать 70 мА. но он будет выдавать только 35 мА до того, как выходной сигнал упадет.

Конденсаторы C1 и C2 должны соответствовать классу X1 или X2.

Резистор R1, 10 Ом – это предохранительный резистор.

Проблема с этим источником питания в том, что он убьет вас, поскольку ток будет проходить через диод и быть смертельным. если вам нужно коснуться отрицательной шины (или положительной шины) и любого заземленного устройства, такого как тостер, чтобы убить.

Единственное решение заключено с этой схемой в коробку без выходов.

Бестрансформаторный источник питания 9 В постоянного тока

Это источник питания 9 В постоянного тока без трансформатора, это простая схема и небольшой размер.

Из принципа выше. Пробуем установить эту схему.

Выходное напряжение такое же, как падение напряжения на стабилитроне -ZD1.

Можно найти ток 7 мА для конденсатора 0,1 мкФ. Должно быть 70мА.Но некоторые токи падают с R4 на R6 (параллельно). Выходной сигнал на 35 мА ниже фиксированного напряжения 9 В. Таким образом, мы можем использовать это вместо батареи 9 В.

Если вам нравится эта схема, посмотрите: Сирена переменного тока без трансформатора

Заключение

Мы видим, что бестрансформаторные источники питания очень полезны и популярны. Особенно в светодиодных лампах. Но хотелось бы особо отметить безопасность. Всегда на первом месте.

Примечание:
Хотя раньше я использовал такой тип схемы питания.В технике китайского производства.

Им интересуются многие друзья. Так что я учился во многих местах. Я нашел, что мистер Колин Митчелл описал это очень легко для понимания.
Спасибо. Источник http://www.talkingelectronics.com/

Читать дальше: Бестрансформаторный источник питания 5 В

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Конструкция, работа и ее типы

В обычных электронных продуктах источник питания постоянного тока преобразует переменное напряжение в небольшое постоянное напряжение с помощью понижающего трансформатора.Импульсный источник питания или понижающий трансформатор преобразует более высокое переменное напряжение в более низкое переменное напряжение, а затем в желаемое низкое напряжение постоянного тока. Этот процесс имеет главный недостаток, заключающийся в том, что он будет стоить дорого и потребует больше места во время производства и проектирования продукта. Итак, чтобы преодолеть эти недостатки, используется бестрансформаторный блок питания. Это не что иное, как блок питания на основе переключателя. В данной статье описан бестрансформаторный блок питания на 12 В.

Что такое бестрансформаторный источник питания?

Определение: Бестрансформаторный источник питания преобразует высокое входное напряжение переменного тока (120 В или 230 В) в желаемое выходное низкое напряжение постоянного тока (3 В или 5 В или 12 В) с низким выходным током в миллиамперах.Он используется в маломощных электронных устройствах, таких как светодиодные лампы, игрушки и бытовая техника. Это рентабельно и требует меньше места.

Принцип работы

Основной принцип работы бестрансформаторного источника питания – это схема делителя напряжения, которая преобразует однофазное высокое напряжение переменного тока в желаемое низкое напряжение постоянного тока без использования трансформатора и катушки индуктивности. Вся концепция этого источника питания включает выпрямление, деление напряжения, регулировку и ограничение бросков тока.Принципиальная схема бестрансформаторного источника питания представлена ​​ниже.

Однофазное высокое напряжение переменного тока (120 В или 230 В) преобразуется в низкое постоянное напряжение (12 В, 3 В или 5 В). Диоды используются для выпрямления и регулирования желаемого постоянного напряжения. Конденсатор, подключенный последовательно с переменным током, ограничивает прохождение переменного тока из-за его реактивного сопротивления. Он контролирует поток тока до определенного значения в зависимости от его типа.

Обычно в этом источнике питания используется конденсатор класса X.Резистор используется для отвода избыточной энергии в виде тепла и тока. Диоды используются для выпрямления высокого напряжения переменного тока в низкое напряжение постоянного тока. Схема мостового выпрямителя снимает отрицательное напряжение и стабилизирует пиковое напряжение в процессе выпрямления. Стабилитрон используется для удаления пульсаций и регулирования напряжения. Светодиод подключается для проверки цепи.

Конструкция / конструкция бестрансформаторного источника питания

Конструкция этого источника питания очень проста.В нем используется неполяризованный конденсатор 225 кОм / 400 В, подключенный последовательно к основному напряжению питания переменного тока и подключенный параллельно к резистору 470 кОм / 1 Вт для разрядки тока (цепь отключена) и предотвращения поражения электрическим током. Конденсатор поддерживает постоянный ток тока благодаря своему реактивному сопротивлению. Так как реактивное сопротивление конденсатора больше сопротивления резистора. Конденсатор класса X используется для снижения тока, а его рабочее напряжение составляет от 250 до 600 В.

Мостовая выпрямительная схема с 4 диодами для выпрямления.Он рассчитан на переменный ток и постоянный ток (от 220 до 310 В постоянного тока). Конденсатор C2 470мкФ / 100В используется для фильтрации. Он удаляет пульсации из полученного выходного напряжения и поддерживает пиковое напряжение. Стабилитрон используется в качестве регулятора для преобразования в желаемое напряжение постоянного тока (5 В, 3 В или 12 В) в зависимости от области применения. Резистор R3 220 Ом / 1Вт предназначен для ограничения броска тока и действует как ограничивающий ток резистор.

Схема бестрансформаторного источника питания

Принципиальная схема этого источника питания показана ниже.Схема бестрансформаторного источника питания

Этот тип источника питания преобразует высокое переменное напряжение в низкое постоянное напряжение без использования трансформатора и индуктора. Он в основном используется в электронных устройствах малой мощности. Использование бестрансформаторного источника питания снижает стоимость электронных продуктов и занимает меньше места при производстве и проектировании. Они доступны в небольшом размере и небольшом весе по сравнению с трансформаторными или импульсными источниками питания. Основным недостатком этого типа является отсутствие развязки между входом и выходом высокого напряжения переменного тока, что приводит к сбоям и проблемам безопасности в цепи.

Типы бестрансформаторных источников питания

Доступны два типа, включая следующие.

Резистивный бестрансформаторный источник питания

Резистор используется параллельно резистору, понижающему напряжение, для сброса избыточной энергии в виде тепла. Он ограничивает избыточный ток за счет своего сопротивления. Резистор падения напряжения рассеивает мощность. Используется резистор с удвоенной номинальной мощностью, потому что на нем рассеивается больше мощности.

Емкостный бестрансформаторный источник питания

он более эффективен, так как тепловыделение и потери мощности низкие.В этом типе конденсатор класса X на 230 В, 600 В или 400 В подключается последовательно к сети для падения напряжения и действует как конденсатор падения напряжения.

Основное различие между резистивным и емкостным типами состоит в том, что избыточная энергия рассеивается в виде тепла на резисторе падения напряжения, а в емкостном типе избыточное напряжение падает на резисторе падения напряжения без какого-либо рассеивания тепла и потерь энергии

Бестрансформаторный блок питания 12В

На приведенной выше схеме представлен бестрансформаторный блок питания 12В.Это не что иное, как преобразование основного переменного напряжения 220 В в напряжение постоянного тока 12 В с использованием конденсатора, резистора, мостового выпрямителя и стабилитрона. Как видно из рисунка выше, C1 используется в качестве конденсатора X-класса для падения высокого переменного напряжения. Мостовой выпрямитель (D1, D2, D3, D4) преобразует переменный ток в постоянный посредством выпрямления. Он преобразует 230 В переменного тока в высокий уровень 310 В постоянного тока из-за пикового среднеквадратичного значения в сигнале переменного тока. Конденсатор C2 удаляет пульсации из полученного напряжения постоянного тока.

Резистор R1 снимает накопленный ток при отключении цепи.Резистор R2 ограничивает прохождение избыточного тока и используется для ограничения броска тока. Стабилитрон используется для снятия пикового обратного напряжения, стабилизации и регулирования выходного постоянного напряжения до 12 В. К цепи подключается светодиод, чтобы проверить, работает он или нет. Вся схема защищена противоударным корпусом, чтобы избежать поражения электрическим током и повреждений. Для изоляции от основного источника переменного тока на входе источника питания можно подключить небольшой изолированный трансформатор.

Приложения

Приложения бестрансформаторного источника питания 12 В включают маломощные и недорогие приложения, такие как

• Мобильные зарядные устройства
• Светодиодные лампы
• Электронные игрушки
• Аварийное освещение
• Схемы делителя и регулятора напряжения
• Телевидение приемники
• Аналого-цифровые преобразователи
• Телекоммуникационные системы
• Цифровые системы связи и т. д.

Итак, это все о бестрансформаторных источниках питания 12 В: определение, теория, конструкция, типы и применения. Вот вам вопрос: «Каковы преимущества и недостатки бестрансформаторного источника питания»

% PDF-1.4 % 625 0 объект > эндобдж xref 625 78 0000000016 00000 н. 0000001929 00000 н. 0000002186 00000 н. 0000002338 00000 н. 0000002377 00000 н. 0000002434 00000 н. 0000002499 00000 н. 0000004450 00000 н. 0000005097 00000 н. 0000005331 00000 п. 0000005398 00000 н. 0000005497 00000 н. 0000005591 00000 н. 0000005696 00000 п. 0000005756 00000 н. 0000005867 00000 н. 0000005927 00000 н. 0000006039 00000 н. 0000006198 00000 н. 0000006360 00000 н. 0000006523 00000 н. 0000006644 00000 н. 0000006766 00000 н. 0000006916 00000 н. 0000007058 00000 н. 0000007201 00000 н. 0000007347 00000 н. 0000007460 00000 п. 0000007594 00000 н. 0000007735 00000 н. 0000007856 00000 н. 0000008004 00000 н. 0000008147 00000 н. 0000008291 00000 н. 0000008405 00000 н. 0000008542 00000 н. 0000008683 00000 н. 0000008778 00000 н. 0000008872 00000 н. 0000008965 00000 н. 0000009058 00000 н. 0000009152 00000 п. 0000009246 00000 н. 0000009340 00000 п. 0000009434 00000 н. 0000009528 00000 н. 0000009622 00000 н. 0000009716 00000 н. 0000009810 00000 п. 0000009977 00000 н. 0000010295 00000 п. 0000010449 00000 п. 0000010554 00000 п. 0000010576 00000 п. 0000011465 00000 п. 0000011487 00000 п. 0000012152 00000 п. 0000012174 00000 п. 0000012284 00000 п. 0000012993 00000 п. 0000013015 00000 п. 0000013907 00000 п. 0000013929 00000 п. 0000014046 00000 п. 0000014159 00000 п. 0000015170 00000 п. 0000015192 00000 п. 0000015298 00000 п. 0000016189 00000 п. 0000016211 00000 п. 0000017287 00000 п. 0000017309 00000 п. 0000017549 00000 п. 0000021414 00000 п. 0000021619 00000 п. 0000021698 00000 п. 0000004491 00000 н. 0000005075 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 626 0 объект > эндобдж 627 0 объект a_

Бестрансформаторный БП, стоит ли? – Developpa

Когда дело доходит до конструкции источника питания, который должен преобразовывать сетевое напряжение переменного тока в фиксированное постоянное напряжение, обычно считается, что для достижения этой цели требуется трансформатор.В этой статье будет представлена ​​другая альтернатива, и, что более важно, она будет смоделирована и сравнена со стандартным трансформаторным решением с точки зрения стоимости, размера и производительности.

Теория

Популярным способом понижения напряжения, который используется повсеместно в приложениях низкого напряжения / тока, является делитель напряжения.

Бестрансформаторный источник питания использует этот принцип для понижения напряжения до желаемого уровня, но вместо резистора в нем используется конденсатор с номиналом X, который использует свойство, называемое реактивным сопротивлением.

Реактивное сопротивление конденсатора – это значение сопротивления, которое конденсатор будет показывать последовательно для определенной частоты и номинала конденсатора. Следовательно, выбрав номинал конденсатора, мы можем рассчитать реактивное сопротивление по формуле:

Rx = 1 / (2 * pi * f * C)

Поскольку цепь подключена к сети переменного тока, важно использовать конденсатор класса X. Конденсатор класса X специально разработан, чтобы выдерживать скачки высокого напряжения и избегать короткого замыкания между пластинами в случае разрыва конденсатора.

необходимо использовать конденсатор класса X

Обратите внимание, что в этой статье основное внимание уделяется моделированию бестрансформаторного источника питания и его сравнению с трансформаторным блоком питания. Если вам нужно более подробное объяснение лежащей в основе теории, пожалуйста, ознакомьтесь с этой статьей на Hackaday и CircuitDigest.

Конструкция бестрансформаторного БП

Блок питания будет иметь следующие конструктивные характеристики

• Понизьте уровень и преобразуйте 220 В переменного тока / 50 Гц в 12 В постоянного тока
• Блок питания должен обеспечивать подачу тока до 75 мА на нагрузку

Схема

Следующая топология схемы была взята из различных справочных материалов:

V1: максимальная амплитуда 220 В * SRQT (2) при 50 Гц

R4: спускной резистор для разряда конденсатора при отключении переменного тока

R3 и R2: токоограничивающие резисторы

D1-D4: Дискретный мостовой выпрямитель для преобразования сигнала переменного тока в напряжение постоянного тока

C2: конденсатор большой емкости для сглаживания выходного напряжения выпрямителя

D5: стабилитрон 12 В для предотвращения подачи более высокого напряжения на нагрузку

Если вы действительно хотите понять, как работает эта схема, я предлагаю загрузить LTSPice, файл моделирования, и попробовать изменить параметры компонентов.

Выбор конденсатора класса X C1

Чтобы обеспечить достаточный ток для нагрузки, нам необходимо теоретическое реактивное сопротивление:

Rx = 220 В / 0,075 A

Rx = 2933,33 Ом

Следовательно, нам нужна емкость:

C = 1 / (2 * пи * 50 Гц * 2933,33 Ом)

C = 1,085 мкФ

Для моделирования будет выбрано значение 2,2 мкФ с теоретическим реактивным сопротивлением:

R = 1 / (2 * пи * 50 Гц * 2.2 мкФом)

R = 1445 Ом

Симуляторы

Вышеупомянутая схема была смоделирована с использованием LTSpice в двух различных условиях: при максимальной нагрузке и при низком токе (5 мА). Были исследованы три разные точки: VCC (ожидаемое 12 В), I (R1), который представляет собой ток нагрузки, и ток, проходящий через стабилитрон I (D5).

Макс.нагрузка (75 мА)

Низкий ток (5 мА)

Анализ моделирования