Kapag nakikitungo kami sa mga device na gumagana mula sa isang mababang boltahe na supply ng kuryente, kadalasan ay mayroon kaming ilang mga opsyon para sa kung paano paganahin ang mga ito. Bilang karagdagan sa simple, ngunit mahal at napakalaki na mga transformer, maaari mong gamitin walang transformer na suplay ng kuryente.

Halimbawa, maaari kang makakuha ng 5 volts mula sa 220 volts gamit ang quenching resistor o gamit ang reactance ng isang capacitor. Gayunpaman, ang solusyon na ito ay angkop lamang para sa mga device na may napakababang kasalukuyang pagkonsumo. Kung kailangan namin ng higit pang kasalukuyang, halimbawa, upang paganahin ang isang LED circuit, makakatagpo kami ng limitasyon sa pagganap dito.

Kung gumagamit ng anumang device mataas na agos at ito ay sa panimula kinakailangan upang paganahin ito mula sa isang 220 volt network, iyon ay, isa orihinal na solusyon. Binubuo ito sa paggamit lamang ng bahagi ng sinusoid para sa kapangyarihan sa panahon ng pagtaas at pagbaba nito, i.e. sa sandaling ang boltahe ng mains ay katumbas o mas mababa sa kinakailangang halaga.

Paglalarawan ng pagpapatakbo ng isang transformerless power supply

Ang isang tampok ng circuit ay upang makontrol ang pagbubukas ng sandali ng MOSFET transistor - VT2 (IRF830). Kung ang kasalukuyang halaga ng input mains boltahe ay mas mababa kaysa sa stabilization boltahe ng Zener diode VD5 minus ang boltahe drop sa kabuuan ng risistor R3, pagkatapos ay ang transistor VT1 ay isasara. Dahil dito, ang isang positibong boltahe ay dumadaan sa risistor R4 sa transistor VT2, bilang isang resulta kung saan ito ay nasa bukas na estado.

Ang isang kasalukuyang dumadaloy sa transistor VT2 at ang kasalukuyang halaga ng boltahe ng mains ay sinisingil ng kapasitor C2. Siyempre, ang boltahe sa network ay bumaba sa zero, kaya kinakailangan na isama ang isang VD7 diode sa circuit, na pumipigil sa kapasitor mula sa paglabas pabalik sa circuit ng power supply.

Kapag ang input boltahe ng network ay lumampas sa threshold, ang kasalukuyang dumadaan sa zener diode VD5 ay humahantong sa pagbubukas ng transistor VT1. Ang transistor ay nag-shunts sa gate ng transistor VT2 kasama ang kolektor nito, bilang isang resulta, ang VT2 ay nagsasara. Kaya, ang kapasitor C2 ay sisingilin lamang ng kinakailangang boltahe.

Ang malakas na transistor VT2 ay bubukas lamang sa mababang boltahe, kaya ang kabuuang pagwawaldas ng kapangyarihan nito sa circuit ay napakaliit. Siyempre, ang katatagan ng supply ng kuryente ay nakasalalay sa boltahe ng kontrol ng zener diode, samakatuwid, halimbawa, kung nais nating paganahin ang isang circuit na may microcontroller, kung gayon ang output ay dapat na pupunan ng isang maliit.

Pinoprotektahan ng Resistor R1 ang circuit at binabawasan ang boltahe spike kapag unang naka-on. Nililimitahan ng Zener diode VD6 ang maximum na boltahe sa control electrode ng transistor VT2 sa rehiyon na 15 volts. Naturally, kapag lumilipat ang transistor VT2, nangyayari ang electromagnetic interference. Upang maiwasan ang paghahatid ng interference sa mains, isang simpleng LC filter ang ginagamit sa input circuit, na binubuo ng L1 at C1 na mga bahagi.

Maraming radio amateurs ang hindi isinasaalang-alang ang mga power supply na walang mga transformer. Ngunit sa kabila nito, medyo aktibo silang ginagamit. Sa partikular, sa mga security device, sa mga radio control circuit para sa mga chandelier, load, at sa maraming iba pang device. Sa tutorial na ito ng video, isasaalang-alang namin ang isang simpleng disenyo ng naturang rectifier para sa 5 volts, 40-50 mA. Gayunpaman, maaari mong baguhin ang circuit at makakuha ng halos anumang boltahe.

Ginagamit din ang mga transformerless source bilang mga charger at ginagamit sa power supply. LED lamp at mga parol na Tsino.

Para sa mga radio amateurs, ang Chinese store na ito ay mayroong lahat.

Pagsusuri ng schema.

Isipin mo isang simpleng circuit walang transformer. Ang boltahe mula sa 220 volt network sa pamamagitan ng isang nililimitahan risistor, na sabay-sabay na gumaganap bilang isang piyus, napupunta sa pagsusubo kapasitor. Ang boltahe ng mains ay nasa output din, ngunit ang kasalukuyang ay maraming beses na mas mababa.

Transformerless rectifier circuit

Dagdag pa sa isang full-wave diode rectifier, sa output nito ay nakakakuha kami ng isang direktang kasalukuyang, na nagpapatatag sa pamamagitan ng VD5 stabilizer at pinakinis ng isang kapasitor. Sa aming kaso, ang kapasitor ay 25 V, 100 uF, electrolytic. Ang isa pang maliit na kapasitor ay naka-install na kahanay sa power supply.

Pagkatapos ay papunta ito sa isang linear voltage stabilizer. Sa kasong ito, ginamit ang isang linear regulator 7808. Mayroong maliit na typo sa circuit, ang output boltahe ay talagang humigit-kumulang 8 V. Para saan ang linear regulator, isang zener diode, sa circuit? Sa karamihan ng mga kaso, ang mga linear na regulator ng boltahe ay hindi pinapayagan na magbigay ng mga boltahe na mas mataas kaysa sa 30 V sa input. Samakatuwid, ang isang zener diode ay kinakailangan sa circuit. Ang output kasalukuyang rating ay tinutukoy sa isang mas malawak na lawak sa pamamagitan ng kapasidad ng pagsusubo kapasitor. Sa embodiment na ito, mayroon itong kapasidad na 0.33 μF, na may rate na boltahe na 400 V. Ang isang discharge resistor na may pagtutol na 1 MΩ ay naka-install na kahanay sa kapasitor. Ang halaga ng lahat ng resistors ay maaaring 0.25 o 0.5 watts. Ang risistor na ito ay upang matapos ang circuit ay naka-off mula sa network, ang kapasitor ay hindi humawak ng natitirang boltahe, iyon ay, ito ay pinalabas.

Ang diode bridge ay maaaring tipunin mula sa apat na 1 A rectifier. Ang reverse boltahe ng mga diode ay dapat na hindi bababa sa 400 V. Ang mga ready-made diode assemblies ng uri ng KTs405 ay maaari ding gamitin. Sa reference na libro, kailangan mong tingnan ang pinahihintulutang reverse boltahe sa pamamagitan ng tulay ng diode. Ang zener diode ay mas mabuti na 1 watt. Ang boltahe ng stabilization ng zener diode na ito ay dapat na mula 6 hanggang 30 V, wala na. Ang kasalukuyang sa output ng circuit ay depende sa rating ang kapasitor na ito. Sa isang kapasidad na 1 uF, ang kasalukuyang ay nasa rehiyon ng 70 mA. Hindi mo dapat dagdagan ang kapasidad ng kapasitor ng higit sa 0.5 uF, dahil ang isang medyo malaking kasalukuyang, siyempre, ay susunugin ang zener diode. Ang pamamaraan na ito ay mabuti dahil ito ay maliit ang laki, maaaring tipunin mula sa mga improvised na paraan. Ngunit ang kawalan ay wala itong galvanic isolation mula sa network. Kung gagamitin mo ito, siguraduhing gamitin ito sa isang saradong kaso upang hindi mahawakan ang mataas na boltahe na bahagi ng circuit. At, siyempre, hindi ka dapat mag-pin ng mataas na pag-asa sa circuit na ito, dahil maliit ang output current ng circuit. Iyon ay, sapat na upang paganahin ang mga aparatong mababa ang kapangyarihan na may kasalukuyang hanggang 50 mA. Sa partikular, ang supply ng mga LED at ang pagtatayo ng mga LED lamp at nightlight. Ang unang pagsisimula ay dapat gawin gamit ang isang serye na konektado sa bombilya.

Sa sagisag na ito, mayroong isang 300 ohm risistor, na, kung saan, ay mabibigo. Wala na kaming risistor na ito sa board, kaya nagdagdag kami ng bumbilya na sisindi nang kaunti habang tumatakbo ang aming circuit. Upang suriin ang boltahe ng output, gagamitin namin ang pinaka-ordinaryong multimeter, isang pare-parehong 20 V meter. Ikinonekta namin ang circuit sa isang 220 V network. Dahil mayroon kaming proteksiyon na ilaw, i-save nito ang sitwasyon kung mayroong anumang mga problema sa ang circuit. Maging labis na pag-iingat kapag nagtatrabaho mataas na boltahe, dahil ang 220 V ay ibinibigay pa rin sa circuit.

Konklusyon.

Ang output ay 4.94, iyon ay, halos 5 V. Sa kasalukuyang hindi hihigit sa 40-50 mA. Mahusay na opsyon para sa mga low power LED. Maaari mong paganahin ang mga linya ng LED mula sa circuit na ito, sa parehong oras lamang palitan ang stabilizer ng isang 12-volt, halimbawa, 7812. Sa prinsipyo, maaari kang makakuha ng anumang boltahe sa loob ng dahilan sa output. Iyon lang. Huwag kalimutang mag-subscribe sa channel at mag-iwan ng iyong feedback para sa mga susunod na video.

Pansin! Kapag na-assemble ang power supply, mahalagang ilagay ang assembly sa isang plastic case o maingat na i-insulate ang lahat ng contact at wires upang maiwasan ang hindi sinasadyang contact sa kanila, dahil ang circuit ay konektado sa 220 volt network at pinatataas nito ang posibilidad ng electric shock. ! Mag-ingat at TB!

Ang mga aparatong batay sa mga microcontroller ay nangangailangan ng isang pare-pareho na nagpapatatag na boltahe na 3.3 - 5 Volts para sa kanilang operasyon. Bilang isang patakaran, ang naturang boltahe ay nakuha mula sa isang alternating mains boltahe gamit ang isang transpormer power supply, at sa pinakasimpleng kaso ito ay ang sumusunod na circuit.

Step-down na transpormer, diode bridge, smoothing capacitor at linear / switching regulator. Bukod pa rito, ang naturang source ay maaaring maglaman ng fuse, filter circuit, soft start circuit, overload protection circuit, atbp.
Ang power supply na ito (na may naaangkop na pagpipilian ng mga bahagi) ay nagbibigay-daan sa iyo na makatanggap ng matataas na agos at galvanically na nakahiwalay sa mga mains. alternating current, na mahalaga para sa ligtas na operasyon ng device. Gayunpaman, ang naturang mapagkukunan ay maaaring malaki dahil sa transpormer at mga capacitor ng filter.
Sa ilang mga device sa microcontrollers, hindi kinakailangan ang galvanic isolation mula sa network. Halimbawa, kung ang device ay isang selyadong unit kung saan walang anumang contact ang end user. Sa kasong ito, kung ang circuit ay gumagamit ng medyo mababa ang kasalukuyang (sampu-sampung milliamps), maaari itong paandarin mula sa isang 220 V network gamit ang isang transformerless power supply.
Sa artikulong ito, isasaalang-alang namin ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mapagkukunan ng kuryente, ang pagkakasunud-sunod ng pagkalkula nito at isang praktikal na halimbawa ng paggamit.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang transformerless power supply

Ang risistor R1 ay naglalabas ng kapasitor C1 kapag ang circuit ay naka-disconnect mula sa mga mains. Ito ay kinakailangan upang hindi ka mabigla ng power supply kapag hinawakan mo ang mga input contact.
Kapag ang pinagmumulan ng kuryente ay konektado sa network, ang pinalabas na kapasitor C1 ay, halos nagsasalita, isang konduktor, at isang malaking kasalukuyang dumadaloy sa madaling sabi sa pamamagitan ng zener diode VD1, na maaaring hindi paganahin ito. Nililimitahan ng Resistor R2 ang inrush current sa sandaling naka-on ang device.

"Kasalukuyang surge" sa unang sandali ng pag-on sa circuit. Ang boltahe ng mains ay iginuhit sa asul, ang kasalukuyang natupok ng pinagmumulan ng kapangyarihan ay iginuhit sa pula. Para sa kalinawan, ang kasalukuyang graph ay pinalaki nang maraming beses.

Kung ikinonekta mo ang circuit sa network sa sandaling ang boltahe ay dumaan sa zero, walang magiging inrush current. Ngunit ano ang posibilidad na magtagumpay ka?
Ang anumang kapasitor ay lumalaban sa daloy ng alternating current. (Ni direktang kasalukuyang ang kapasitor ay kumakatawan sa isang bukas na circuit.) Ang halaga ng paglaban na ito ay depende sa dalas ng input boltahe at ang kapasidad ng kapasitor at maaaring kalkulahin mula sa formula. Ang Capacitor C1 ay kumikilos bilang isang ballast resistance, kung saan mahuhulog ang karamihan sa input boltahe ng network.

Maaari kang magkaroon ng isang makatwirang tanong: bakit hindi ka maaaring maglagay ng isang regular na risistor sa halip na C1? Posible, ngunit ang kapangyarihan ay mawawala dito, bilang isang resulta kung saan ito ay uminit. Hindi ito nangyayari sa isang kapasitor - ang aktibong kapangyarihan na inilabas dito sa isang panahon ng boltahe ng mains ay zero. Sa mga kalkulasyon, tatalakayin natin ang puntong ito.

Kaya, ibababa ng kapasitor C1 ang bahagi ng boltahe ng input. (Ang pagbaba ng boltahe sa risistor R2 ay maaaring balewalain, dahil mayroon itong maliit na pagtutol.) Ang natitirang boltahe ay ilalapat sa zener diode VD1.
Sa positibong kalahating ikot, ang boltahe ng input ay lilimitahan ng zener diode sa antas ng na-rate na boltahe ng stabilization nito. Sa negatibong kalahating cycle, ang input boltahe ay ilalapat sa zener diode sa direksyong pasulong at ang zener diode ay magkakaroon ng boltahe na humigit-kumulang minus 0.7 volts.

Naturally, ang tulad ng isang pulsating boltahe ay hindi angkop para sa pagpapagana ng microcontroller, kaya pagkatapos ng zener diode mayroong isang kadena ng semiconductor diode VD2 at electrolytic capacitor C2. Kapag ang boltahe sa zener diode ay positibo, ang kasalukuyang dumadaloy sa diode VD2. Sa sandaling ito, ang capacitor C2 ay sinisingil at ang load ay pinapagana. Kapag bumaba ang boltahe sa zener diode, ang diode VD2 ay i-off at ang capacitor C2 ay naglalabas ng nakaimbak na enerhiya sa load.
Ang boltahe sa kapasitor C2 ay mag-oscillate (pulsate). Sa positibong kalahating siklo ng boltahe ng mains, ito ay tataas sa halagang Ust minus ang boltahe sa VD2, sa negatibong kalahating ikot ay babagsak ito dahil sa isang discharge sa load. Ang amplitude ng mga pagbabago sa boltahe sa C2 ay depende sa kapasidad nito at ang kasalukuyang natupok ng pagkarga. Kung mas malaki ang capacitance ng capacitor C2 at mas mababa ang load current, mas maliit ang ripples na ito.
Kung ang kasalukuyang load at ripple ay maliit, pagkatapos pagkatapos ng capacitor C2 posible na maglagay ng load, ngunit para sa mga device sa microcontrollers mas mahusay pa ring gumamit ng circuit na may stabilizer. Kung tama naming kalkulahin ang mga rating ng lahat ng mga bahagi, pagkatapos ay sa output ng stabilizer na nakukuha namin patuloy na presyon.
Ang circuit ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang diode bridge dito. Pagkatapos ay gagamitin ng power supply ang parehong kalahating cycle ng input boltahe - parehong positibo at negatibo. Ito ay magpapahintulot, na may mas maliit na kapasidad ng kapasitor C2, upang makakuha ng mas mahusay na mga parameter ng ripple. Ang diode sa pagitan ng zener diode at ang kapasitor ay maaaring hindi kasama sa circuit na ito.

Itutuloy...