Når vi har å gjøre med enheter som opererer fra en lavspent strømforsyning, har vi vanligvis flere alternativer for hvordan de skal drives. I tillegg til enkle, men dyre og klumpete transformatorer, kan du bruke transformatorløs strømforsyning.

For eksempel kan du få 5 volt fra 220 volt ved å bruke en slukkemotstand eller ved å bruke reaktansen til en kondensator. Imidlertid er denne løsningen kun egnet for enheter som har et svært lavt strømforbruk. Hvis vi trenger mer strøm, for eksempel for å drive en LED-krets, vil vi møte en ytelsesgrense her.

Hvis noen enhet bruker høy strøm og det er grunnleggende nødvendig å drive den fra et 220 volt nettverk, det vil si ett original løsning. Den består i å bruke bare en del av sinusoiden til kraft under dens stigning og fall, dvs. i øyeblikket når nettspenningen er lik eller mindre enn den nødvendige verdien.

Beskrivelse av driften av en transformatorløs strømforsyning

En funksjon ved kretsen er å kontrollere åpningsmomentet til MOSFET-transistoren - VT2 (IRF830). Hvis strømverdien til inngangsnettspenningen er lavere enn stabiliseringsspenningen til Zener-dioden VD5 minus spenningsfallet over motstanden R3, vil transistoren VT1 bli lukket. På grunn av dette går en positiv spenning gjennom motstanden R4 til transistoren VT2, som et resultat av at den er i åpen tilstand.

En strøm flyter gjennom transistoren VT2 og strømverdien til nettspenningen lades opp av kondensatoren C2. Selvfølgelig faller spenningen i nettverket til null, så det er nødvendig å inkludere en VD7-diode i kretsen, som forhindrer kondensatoren fra å lades ut tilbake til strømforsyningskretsen.

Når inngangsspenningen til nettverket overstiger terskelen, fører strømmen som går gjennom zenerdioden VD5 til åpningen av transistoren VT1. Transistoren shunter porten til transistoren VT2 med kollektoren, som et resultat lukker VT2. Dermed blir kondensatoren C2 kun ladet med den nødvendige spenningen.

Den kraftige transistoren VT2 åpner bare ved lav spenning, så dens totale effekttap i kretsen er veldig liten. Selvfølgelig avhenger stabiliteten til strømforsyningen av kontrollspenningen til zenerdioden, derfor, for eksempel, hvis vi ønsker å drive en krets med en mikrokontroller, må utgangen suppleres med en liten.

Motstand R1 beskytter kretsen og reduserer spenningstoppen når den først slås på. Zenerdiode VD6 begrenser den maksimale spenningen ved kontrollelektroden til transistoren VT2 i området 15 volt. Naturligvis, når du bytter transistoren VT2, oppstår elektromagnetisk interferens. For å unngå overføring av forstyrrelser til strømnettet, brukes et enkelt LC-filter i inngangskretsen, bestående av L1- og C1-komponenter.

Mange radioamatører vurderer ikke strømforsyninger uten transformatorer. Men til tross for dette brukes de ganske aktivt. Spesielt i sikkerhetsenheter, i radiokontrollkretser for lysekroner, belastninger og i mange andre enheter. I denne videoopplæringen vil vi vurdere en enkel utforming av en slik likeretter for 5 volt, 40-50 mA. Du kan imidlertid endre kretsen og få nesten hvilken som helst spenning.

Transformatorløse kilder brukes også som ladere og brukes i strømforsyning. LED-lamper og kinesiske lykter.

For radioamatører har denne kinesiske butikken alt.

Skjemaanalyse.

Ta i betraktning en enkel krets transformatorløs. Spenningen fra 220 volt-nettverket gjennom en begrensende motstand, som samtidig fungerer som en sikring, går til quenching-kondensatoren. Nettspenningen er også på utgangen, men strømmen er mange ganger lavere.

Transformatorløs likeretterkrets

Videre på en fullbølge diodelikeretter får vi ved utgangen en likestrøm, som stabiliseres ved hjelp av VD5-stabilisatoren og jevnes ut av en kondensator. I vårt tilfelle er kondensatoren 25 V, 100 uF, elektrolytisk. En annen liten kondensator er installert parallelt med strømforsyningen.

Deretter går den til en lineær spenningsstabilisator. I dette tilfellet ble det brukt en lineær regulator 7808. Det er en liten skrivefeil i kretsen, utgangsspenningen er faktisk omtrent 8 V. Hva er den lineære regulatoren, en zenerdiode, i kretsen for? I de fleste tilfeller har ikke lineære spenningsregulatorer lov til å levere spenninger høyere enn 30 V. Derfor er det nødvendig med en zenerdiode i kretsen. Utgangsstrømmen bestemmes i større grad av kapasitansen til bråkondensatoren. I denne utførelsesformen har den en kapasitet på 0,33 μF, med en nominell spenning på 400 V. En utladningsmotstand med en motstand på 1 MΩ er installert parallelt med kondensatoren. Verdien av alle motstander kan være 0,25 eller 0,5 watt. Denne motstanden er slik at etter at kretsen er slått av fra nettverket, holder ikke kondensatoren restspenning, det vil si at den utlades.

Diodebroen kan settes sammen av fire likerettere 1 A. Reversspenningen på diodene skal være minst 400 V. Det kan også benyttes ferdige diodesammenstillinger av typen KTs405. I oppslagsboken må du se på den tillatte reversspenningen gjennom diodebro. Zenerdioden er fortrinnsvis 1 watt. Stabiliseringsspenningen til denne zenerdioden skal være fra 6 til 30 V, ikke mer. Strømmen ved utgangen av kretsen avhenger av karakteren denne kondensatoren. Med en kapasitans på 1 uF vil strømmen være i området 70 mA. Du bør ikke øke kapasitansen til kondensatoren mer enn 0,5 uF, siden en ganske stor strøm, selvfølgelig, vil brenne zenerdioden. Denne ordningen er bra fordi den er liten, kan settes sammen fra improviserte midler. Men ulempen er at den ikke har en galvanisk isolasjon fra nettverket. Hvis du skal bruke den, sørg for å bruke den i et lukket etui for ikke å berøre høyspenningsdelene av kretsen. Og selvfølgelig bør du ikke sette store forhåpninger til denne kretsen, siden utgangsstrømmen til kretsen er liten. Det vil si nok til å drive laveffektsenheter med en strøm på opptil 50 mA. Spesielt levering av LED og konstruksjon av LED-lamper og nattlys. Første start skal gjøres med seriekoblet lyspære.

I denne utførelsesformen er det en 300 ohm motstand, som i så fall vil svikte. Vi har ikke lenger denne motstanden på brettet, så vi la til en lyspære som vil lyse litt mens kretsen vår går. For å sjekke utgangsspenningen vil vi bruke det mest ordinære multimeteret, en konstant 20 V meter Vi kobler kretsen til et 220 V nettverk Siden vi har et beskyttelseslys vil det redde situasjonen dersom det skulle oppstå problemer i kretsen. Utvis ekstrem forsiktighet når du arbeider med høyspenning, siden 220 V fortsatt leveres til kretsen.

Konklusjon.

Utgangen er 4,94, det vil si nesten 5 V. Ved en strøm på ikke mer enn 40-50 mA. Flott alternativ for lysdioder med lav effekt. Du kan strømme LED-linjer fra denne kretsen, bare samtidig erstatte stabilisatoren med en 12-volts, for eksempel 7812. I prinsippet kan du få hvilken som helst spenning innenfor rimelighetens grenser ved utgangen. Det er alt. Ikke glem å abonnere på kanalen og gi tilbakemelding for fremtidige videoer.

Merk følgende! Når strømforsyningen er montert, er det viktig å plassere enheten i et plasthus eller nøye isolere alle kontakter og ledninger for å forhindre utilsiktet kontakt med dem, siden kretsen er koblet til et 220 volt nettverk og dette øker sannsynligheten for elektrisk støt ! Vær forsiktig og TB!

Enheter basert på mikrokontrollere krever en konstant stabilisert spenning på 3,3 - 5 volt for drift. Som regel oppnås en slik spenning fra en vekslende nettspenning ved hjelp av en transformatorstrømforsyning, og i det enkleste tilfellet er det følgende krets.

Nedtrappingstransformator, diodebro, utjevningskondensator og lineær/svitsjeregulator. I tillegg kan en slik kilde inneholde en sikring, filterkretser, en mykstartkrets, en, etc.
Denne strømforsyningen (med et passende utvalg av komponenter) lar deg motta høye strømmer og er galvanisk isolert fra strømnettet vekselstrøm, som er viktig for sikker drift av enheten. Imidlertid kan en slik kilde være stor på grunn av transformatoren og filterkondensatorene.
I enkelte enheter på mikrokontrollere er det ikke nødvendig med galvanisk isolasjon fra nettverket. For eksempel hvis enheten er en forseglet enhet som sluttbrukeren ikke har kontakt med. I dette tilfellet, hvis kretsen bruker en relativt lav strøm (titalls milliampere), kan den drives fra et 220 V-nettverk ved hjelp av en transformatorløs strømforsyning.
I denne artikkelen vil vi vurdere prinsippet om drift av en slik strømkilde, rekkefølgen av dens beregning og et praktisk eksempel på bruk.

Prinsippet for drift av en transformatorløs strømforsyning

Motstand R1 utlader kondensator C1 når kretsen er koblet fra strømnettet. Dette er nødvendig for at strømforsyningen ikke skal sjokkere deg når du berører inngangskontaktene.
Når strømkilden er koblet til nettverket, er den utladede kondensatoren C1 grovt sett en leder, og det flyter en enorm strøm gjennom zenerdioden VD1 i kort tid, som kan deaktivere den. Motstand R2 begrenser innkoblingsstrømmen i det øyeblikket enheten slås på.

"Current surge" i det første øyeblikket du slår på kretsen. Nettspenningen er tegnet i blått, strømmen som forbrukes av strømkilden er tegnet i rødt. For klarhetens skyld er den gjeldende grafen forstørret flere ganger.

Hvis du kobler kretsen til nettverket i det øyeblikket spenningen går gjennom null, vil det ikke være noen innkoblingsstrøm. Men hva er sannsynligheten for at du vil lykkes?
Enhver kondensator motstår flyten av vekselstrøm. (Av likestrøm kondensatoren representerer en åpen krets.) Verdien av denne motstanden avhenger av frekvensen til inngangsspenningen og kapasitansen til kondensatoren og kan beregnes ut fra formelen. Kondensator C1 fungerer som en ballastmotstand, som det meste av inngangsspenningen til nettverket vil falle på.

Du har kanskje et rimelig spørsmål: hvorfor kan du ikke sette en vanlig motstand i stedet for C1? Det er mulig, men strøm vil bli spredt på den, som et resultat av at den vil varmes opp. Dette skjer ikke med en kondensator - den aktive kraften som frigjøres på den i en periode av nettspenningen er null. I beregningene vil vi berøre dette punktet.

Så, kondensator C1 vil slippe en del av inngangsspenningen. (Spenningsfallet over motstanden R2 kan ignoreres, siden den har en liten motstand.) Den resterende spenningen vil påføres zenerdioden VD1.
I den positive halvsyklusen vil inngangsspenningen begrenses av zenerdioden på nivået til dens nominelle stabiliseringsspenning. I den negative halvsyklusen vil inngangsspenningen påføres zenerdioden i foroverretningen og zenerdioden vil ha en spenning på omtrent minus 0,7 volt.

Naturligvis er en slik pulserende spenning ikke egnet for å drive mikrokontrolleren, så etter zenerdioden er det en kjede av halvlederdiode VD2 og elektrolytisk kondensator C2. Når spenningen ved zenerdioden er positiv, flyter strømmen gjennom dioden VD2. I dette øyeblikket er kondensatoren C2 ladet og lasten drevet. Når spenningen over zenerdioden faller, slås diode VD2 av og kondensator C2 frigjør den lagrede energien til lasten.
Spenningen over kondensator C2 vil oscillere (pulsere). I den positive halvsyklusen til nettspenningen vil den stige til verdien Ust minus spenningen på VD2, i den negative halvsyklusen vil den falle på grunn av en utladning til lasten. Amplituden av spenningssvingninger på C2 vil avhenge av kapasitansen og strømmen som forbrukes av lasten. Jo større kapasitansen til kondensatoren C2 og jo lavere belastningsstrømmen, jo mindre vil disse krusningene være.
Hvis belastningsstrømmen og krusningen er liten, er det allerede mulig å legge en belastning etter kondensatoren C2, men for enheter på mikrokontrollere er det fortsatt bedre å bruke en krets med en stabilisator. Hvis vi korrekt beregner vurderingene til alle komponentene, får vi ved utgangen av stabilisatoren konstant trykk.
Kretsen kan forbedres ved å legge til en diodebro til den. Da vil strømforsyningen bruke begge halvsyklusene av inngangsspenningen - både positiv og negativ. Dette vil tillate, med en mindre kapasitans av kondensatoren C2, å oppnå bedre krusningsparametere. Dioden mellom zenerdioden og kondensatoren kan utelukkes fra denne kretsen.