อธิบายวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงอย่างง่าย 4 วงจร

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ในโพสต์นี้เราจะพูดถึง 4 วงจรแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงขนาดกะทัดรัดที่ง่ายต่อการสร้าง วงจรทั้งหมดที่นำเสนอนี้สร้างขึ้นโดยใช้ทฤษฎีรีแอกแตนซ์แบบ capacitive สำหรับลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอินพุต การออกแบบทั้งหมดที่นำเสนอนี้ทำงานอย่างอิสระ ไม่มีหม้อแปลงหรือไม่มีหม้อแปลง .

แนวคิดแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง

ตามชื่อที่กำหนดวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงจะให้ DC ต่ำจาก AC แรงดันสูงหลักโดยไม่ต้องใช้หม้อแปลงหรือตัวเหนี่ยวนำรูปแบบใด ๆ



ทำงานโดยใช้ตัวเก็บประจุแรงดันสูงเพื่อปล่อยกระแสไฟ AC ไปยังระดับล่างที่ต้องการซึ่งอาจเหมาะสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือโหลดที่เชื่อมต่ออยู่

ข้อกำหนดเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุนี้ถูกเลือกเพื่อให้พิกัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุด RMS สูงกว่าจุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุทำงานได้อย่างปลอดภัย ตัวอย่างตัวเก็บประจุซึ่งปกติใช้วงจรแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแสดงไว้ด้านล่าง:



ตัวเก็บประจุ 105 / 400V ตัวเก็บประจุ 1uF 400V สำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง

ตัวเก็บประจุนี้ถูกนำไปใช้เป็นอนุกรมกับหนึ่งในอินพุตหลักโดยเฉพาะอย่างยิ่งสายเฟสของ AC

เมื่อไฟ AC เข้าสู่ตัวเก็บประจุนี้ขึ้นอยู่กับค่าของตัวเก็บประจุ ปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุ เข้ามาดำเนินการและ จำกัด กระแส AC หลักไม่ให้เกินระดับที่กำหนดตามที่ระบุโดยค่าของตัวเก็บประจุ

อย่างไรก็ตามแม้ว่ากระแสจะถูก จำกัด แรงดันไฟฟ้าก็ไม่ได้ดังนั้นหากคุณวัดเอาต์พุตที่แก้ไขแล้วของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงคุณจะพบว่าแรงดันไฟฟ้าเท่ากับค่าสูงสุดของ AC หลัก อยู่ที่ประมาณ 310V และนี่อาจเป็นเรื่องน่าตกใจสำหรับนักเล่นอดิเรกใหม่ ๆ

แต่เนื่องจากตัวเก็บประจุในปัจจุบันอาจลดลงในระดับที่เพียงพอแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สูงนี้จึงสามารถจัดการและทำให้เสถียรได้ง่ายโดยใช้ซีเนอร์ไดโอดที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสสะพาน

กำลังไฟซีเนอร์ไดโอด จะต้องเลือกอย่างเหมาะสมตามระดับกระแสที่อนุญาตจากตัวเก็บประจุ

ข้อควรระวัง: โปรดอ่านข้อความเตือนข้อควรระวังในตอนท้ายของโพสต์

ข้อดีของการใช้วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง

แนวคิดนี้มีราคาถูก แต่มีประสิทธิภาพมากสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานต่ำในการดำเนินงาน

ใช้หม้อแปลงไฟฟ้าใน แหล่งจ่ายไฟ DC อาจเป็นเรื่องธรรมดาและเราได้ยินมามากเกี่ยวกับเรื่องนี้

อย่างไรก็ตามข้อเสียอย่างหนึ่งของการใช้หม้อแปลงคือคุณไม่สามารถทำให้หน่วยกะทัดรัดได้

แม้ว่าความต้องการกระแสไฟฟ้าสำหรับแอปพลิเคชันวงจรของคุณจะอยู่ในระดับต่ำ แต่คุณต้องรวมหม้อแปลงที่หนักและใหญ่ทำให้สิ่งต่างๆยุ่งยากและยุ่งเหยิง

วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่อธิบายไว้ที่นี่จะแทนที่หม้อแปลงไฟฟ้าปกติสำหรับการใช้งานที่ต้องการกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า 100 mA ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ที่นี่ไฟฟ้าแรงสูง ตัวเก็บประจุแบบโลหะ ใช้ที่อินพุตสำหรับการก้าวลงจากแหล่งจ่ายไฟหลักและวงจรก่อนหน้านี้ไม่มีอะไรนอกจากการกำหนดค่าบริดจ์แบบง่ายๆสำหรับการแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ก้าวลงเป็น DC

วงจรที่แสดงในแผนภาพด้านบนเป็นการออกแบบแบบคลาสสิกที่อาจใช้เป็นไฟล์ แหล่งจ่ายไฟ DC 12 โวลต์ แหล่งที่มาของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่

อย่างไรก็ตามเมื่อได้กล่าวถึงข้อดีของการออกแบบข้างต้นแล้วควรเน้นที่ข้อเสียเปรียบบางประการที่อาจรวมถึงแนวคิดนี้

ข้อเสียของวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง

ประการแรกวงจรไม่สามารถสร้างเอาต์พุตกระแสสูงได้ แต่จะไม่ทำให้เกิดปัญหากับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่

ข้อเสียเปรียบอีกประการหนึ่งที่ต้องพิจารณาอย่างแน่นอนคือแนวคิดไม่ได้แยกวงจรออกจากศักยภาพของไฟ AC ที่เป็นอันตราย

ข้อเสียเปรียบนี้อาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการออกแบบที่ยุติเอาท์พุทหรือตู้โลหะ แต่จะไม่สำคัญสำหรับหน่วยที่มีทุกอย่างครอบคลุมในตัวเรือนที่ไม่ได้นำไฟฟ้า

ดังนั้นผู้ที่ทำงานอดิเรกใหม่ ๆ จะต้องทำงานกับวงจรนี้อย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บจากไฟฟ้า สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดวงจรข้างต้นช่วยให้ แรงดันไฟกระชาก เข้าไปซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อวงจรไฟฟ้าและวงจรจ่ายเอง

อย่างไรก็ตามในการออกแบบวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงอย่างง่ายที่นำเสนอข้อเสียนี้ได้รับการแก้ไขอย่างสมเหตุสมผลโดยการแนะนำขั้นตอนการทำให้เสถียรประเภทต่างๆหลังจากวงจรเรียงกระแสสะพาน

ตัวเก็บประจุนี้เกิดไฟกระชากแรงดันสูงทันทีดังนั้นจึงปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วงจรทำงานอย่างไร

การทำงานของแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงนี้สามารถเข้าใจได้ด้วยประเด็นต่อไปนี้:

  1. เมื่ออินพุตไฟหลัก AC เปิดอยู่ ตัวเก็บประจุ C1 บล็อก การเข้าของกระแสไฟหลักและ จำกัด ให้อยู่ในระดับที่ต่ำกว่าตามที่กำหนดโดยค่ารีแอกแตนซ์ของ C1 ที่นี่อาจสันนิษฐานได้คร่าวๆว่าอยู่ที่ประมาณ 50mA
  2. อย่างไรก็ตามแรงดันไฟฟ้าไม่ได้ถูก จำกัด ดังนั้น 220V เต็มรูปแบบหรืออะไรก็ตามที่อาจอยู่ที่อินพุตจึงได้รับอนุญาตให้ไปถึงขั้นตอนต่อไปบริดจ์ rectifier
  3. วงจรเรียงกระแสสะพาน แก้ไข 220V C นี้ให้เป็น 310V DC ที่สูงขึ้นเนื่องจาก RMS ถึงการแปลงสูงสุดของรูปคลื่น AC
  4. นี้ 310V DC จะลดลงเป็น DC ระดับต่ำทันที โดยขั้นตอนซีเนอร์ไดโอดถัดไปซึ่งจะเปลี่ยนเป็นค่าซีเนอร์ ถ้าใช้ซีเนอร์ 12V จะกลายเป็น 12V ไปเรื่อย ๆ
  5. ในที่สุด C2 จะกรอง 12V DC ด้วยระลอกเป็น 12V DC ที่ค่อนข้างสะอาด

1) การออกแบบพื้นฐานแบบไม่ใช้หม้อแปลง

วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงอย่างง่าย

ลองทำความเข้าใจฟังก์ชั่นของแต่ละส่วนที่ใช้ในวงจรข้างต้นโดยละเอียด:

  1. Capacitor C1 กลายเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของวงจรเนื่องจากเป็นส่วนที่ลดกระแสไฟสูงจากไฟ 220 V หรือ 120 V ไปยังระดับที่ต่ำกว่าที่ต้องการเพื่อให้เหมาะกับโหลด DC เอาต์พุต ตามกฎทั่วไปทุกๆ microFarad เดียวจากตัวเก็บประจุนี้จะให้กระแสไฟฟ้าประมาณ 50 mA ไปยังโหลดเอาต์พุต ซึ่งหมายความว่า 2uF จะให้ 100 mA และอื่น ๆ หากคุณต้องการเรียนรู้การคำนวณอย่างแม่นยำยิ่งขึ้นคุณสามารถทำได้ อ้างถึงบทความนี้ .
  2. ตัวต้านทาน R1 ใช้สำหรับจัดเตรียมเส้นทางการปล่อยสำหรับตัวเก็บประจุแรงดันสูง C1 เมื่อใดก็ตามที่ถอดปลั๊กวงจรออกจากอินพุตหลัก เนื่องจาก C1 มีความสามารถในการเก็บศักย์ไฟ 220 V ไว้ในนั้นเมื่อถอดออกจากแหล่งจ่ายไฟและอาจเสี่ยงต่อการช็อตไฟฟ้าแรงสูงเมื่อใครก็ตามที่สัมผัสพินของปลั๊ก R1 ปลด C1 ออกอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันอุบัติเหตุดังกล่าว
  3. ไดโอด D1 - D4 ทำงานเหมือนวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สำหรับแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับต่ำจากตัวเก็บประจุ C1 เป็น DC กระแสต่ำ ตัวเก็บประจุ C1 จำกัด กระแสไว้ที่ 50 mA แต่ไม่ จำกัด แรงดันไฟฟ้า นี่หมายความว่า DC ที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสสะพานคือค่าสูงสุดของ 220 V AC สามารถคำนวณได้ดังนี้: 220 x 1.41 = 310 V DC ประมาณ. ดังนั้นเราจึงมี 310 V, 50 mA ที่เอาต์พุตของบริดจ์
  4. อย่างไรก็ตาม 310V DC อาจสูงเกินไปสำหรับอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าต่ำยกเว้นรีเลย์ ดังนั้นการจัดอันดับที่เหมาะสม ซีเนอร์ไดโอด ใช้สำหรับการแบ่ง 310V Dc ให้เป็นค่าต่ำกว่าที่ต้องการเช่น 12 V, 5 V, 24 V เป็นต้นขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการโหลด
  5. ตัวต้านทาน R2 ใช้เป็นไฟล์ ตัวต้านทาน จำกัด กระแส . คุณอาจรู้สึกว่าเมื่อ C1 มีอยู่แล้วเพื่อ จำกัด กระแสทำไมเราถึงต้องการ R2 เป็นเพราะในช่วงเวลาเปิดสวิตช์เปิดเครื่องทันทีซึ่งหมายความว่าเมื่ออินพุต AC ถูกนำไปใช้กับวงจรเป็นครั้งแรกตัวเก็บประจุ C1 จะทำหน้าที่เหมือนไฟฟ้าลัดวงจรเป็นเวลาสองสามมิลลิวินาที ช่วงเวลาเปิดสวิตช์เริ่มต้นเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีเหล่านี้ช่วยให้กระแสไฟ AC 220 V สูงเต็มเข้าสู่วงจรซึ่งอาจเพียงพอที่จะทำลายโหลด DC ที่มีช่องโหว่ที่เอาต์พุต เพื่อป้องกันสิ่งนี้เราแนะนำ R2 อย่างไรก็ตามตัวเลือกที่ดีกว่าคือการใช้ไฟล์ กทช แทนที่ R2
  6. C2 คือ ตัวเก็บประจุกรอง ซึ่งจะทำให้ระลอกคลื่น 100 Hz เรียบขึ้นจากสะพานที่ได้รับการแก้ไขเป็น DC ที่สะอาดขึ้น แม้ว่าตัวเก็บประจุแรงดันสูง 10uF 250V จะแสดงในแผนภาพ แต่คุณสามารถแทนที่ด้วย 220uF / 50V ได้เนื่องจากมีซีเนอร์ไดโอด

เค้าโครง PCB สำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่อธิบายไว้ข้างต้นแสดงในภาพต่อไปนี้ โปรดทราบว่าฉันได้รวมช่องว่างสำหรับ MOV ไว้ใน PCB ด้วยที่ด้านอินพุตหลัก

เค้าโครง PCB แหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง

ตัวอย่างวงจรสำหรับแอพพลิเคชั่นไฟตกแต่ง LED

วงจรแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงหรือแบบคาปาซิทีฟต่อไปนี้สามารถใช้เป็นวงจรหลอดไฟ LED สำหรับส่องสว่างวงจร LED ขนาดเล็กได้อย่างปลอดภัยเช่นหลอด LED ขนาดเล็กหรือไฟสาย LED

นาย Jayesh ร้องขอความคิด:

ข้อกำหนดข้อกำหนด

สตริงประกอบด้วย LED ประมาณ 65 ถึง 68 LED ของ 3 โวลต์ในซีรีส์โดยประมาณในระยะที่ให้เราพูดได้ 2 ฟุต, 6 สายดังกล่าวถูกร้อยเข้าด้วยกันเพื่อให้เป็นสตริงเดียวเพื่อให้ตำแหน่งของหลอดไฟออกมาอยู่ที่ 4 นิ้ว ในเชือกสุดท้าย มากกว่าหลอด LED 390 - 408 ทั้งหมดในเชือกสุดท้าย
ดังนั้นโปรดแนะนำให้ฉันใช้วงจรขับที่ดีที่สุดในการทำงาน
1) หนึ่งสตริง 65-68 สตริง
หรือ
2) เชือกทั้งหมด 6 สายด้วยกัน
เรามีเชือกอีก 3 สายสตริงประกอบด้วย LED ประมาณ 65 ถึง 68 LED ของ 3 โวลต์ในซีรีย์โดยประมาณในระยะประมาณ 2 ฟุตให้เราบอกว่า 2 ฟุต 3 สายดังกล่าวจะร้อยเข้าด้วยกันเพื่อให้เป็นหนึ่งสตริงเพื่อให้การจัดวางหลอดไฟเกิดขึ้น ให้อยู่ที่ 4 นิ้วในเชือกสุดท้าย มากกว่าหลอด LED ทั้งหมด 195 - 204 หลอดในเชือกสุดท้าย
ดังนั้นโปรดแนะนำให้ฉันใช้วงจรขับที่ดีที่สุดในการทำงาน
1) หนึ่งสตริง 65-68 สตริง
หรือ
2) เชือก 3 สายเข้าด้วยกัน
โปรดแนะนำวงจรที่แข็งแกร่งที่สุดพร้อมอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและคำแนะนำสิ่งอื่น ๆ ที่ต้องเชื่อมต่อเพื่อป้องกันวงจร
และโปรดดูว่าแผนภาพวงจรมีค่าที่จำเป็นเช่นเดียวกับที่เราไม่ใช่บุคลากรด้านเทคนิคในสาขานี้

การออกแบบวงจร

วงจรขับที่แสดงด้านล่างเหมาะสำหรับการขับขี่ สตริงหลอดไฟ LED ใด ๆ มีไฟ LED น้อยกว่า 100 ดวง (สำหรับอินพุต 220V) ไฟ LED แต่ละดวงอยู่ที่ 20mA, ไฟ LED 3.3V 5 มม.:

แหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแบบ capacitive สำหรับไฟแถบ LEd

ที่นี่ตัวเก็บประจุอินพุต 0.33uF / 400V จะกำหนดปริมาณกระแสที่จ่ายให้กับสตริง LED ในตัวอย่างนี้จะอยู่ที่ประมาณ 17mA ซึ่งเหมาะสมกับสตริง LED ที่เลือก

หากมีการใช้ไดรเวอร์ตัวเดียวสำหรับจำนวนสายไฟ LED 60/70 ที่คล้ายกันมากขึ้นในแบบขนานค่าตัวเก็บประจุที่กล่าวถึงอาจเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนเพื่อรักษาความสว่างที่เหมาะสมบน LED

ดังนั้นสำหรับ 2 สตริงที่ขนานกันค่าที่ต้องการคือ 0.68uF / 400V สำหรับ 3 สายคุณสามารถแทนที่ด้วย 1uF / 400V ในทำนองเดียวกันสำหรับ 4 สายนี้จะต้องได้รับการอัพเกรดเป็น 1.33uF / 400V และอื่น ๆ

สำคัญ :แม้ว่าฉันจะไม่ได้แสดงตัวต้านทานแบบ จำกัด ในการออกแบบ แต่ก็เป็นความคิดที่ดีที่จะรวมตัวต้านทาน 33 โอห์ม 2 วัตต์ไว้ในอนุกรมกับสาย LED แต่ละเส้นเพื่อเพิ่มความปลอดภัย สิ่งนี้สามารถแทรกที่ใดก็ได้ในซีรีส์ด้วยแต่ละสตริง

คำเตือน: วงจรทั้งหมดที่กล่าวถึงในบทความนี้ไม่ได้แยกออกจาก AC หลักดังนั้นทุกส่วนในวงจรจะเป็นอันตรายอย่างมากในการสัมผัสเมื่อเชื่อมต่อกับ AC ...

2) การอัพเกรดเป็นแหล่งจ่ายไฟ Transformerless แรงดันไฟฟ้าที่เสถียร

ตอนนี้เรามาดูกันว่าแหล่งจ่ายไฟแบบคาปาซิทีฟธรรมดาสามารถเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพหรือแรงดันไฟฟ้าที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงได้อย่างไรซึ่งสามารถใช้ได้กับโหลดและวงจรอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานเกือบทั้งหมด ความคิดดังกล่าวได้รับการร้องขอจาก Mr. Chandan Maity

ข้อกำหนดทางเทคนิค

ถ้าคุณจำได้ฉันเคยติดต่อคุณไปก่อนหน้านี้พร้อมกับแสดงความคิดเห็นในบล็อกของคุณ

วงจร Transformerless นั้นดีมากและฉันได้ทดสอบสองสามตัวและใช้ LED 20W, 30W ตอนนี้ฉันกำลังพยายามเพิ่มคอนโทรลเลอร์พัดลมและ LED เข้าด้วยกันดังนั้นฉันจึงต้องการแหล่งจ่ายไฟคู่

สเปคคร่าวๆคือ:

พิกัดกระแส 300 mAP1 = 3.3-5V 300mA (สำหรับคอนโทรลเลอร์ ฯลฯ ) P2 = 12-40V (หรือช่วงที่สูงกว่า), 300mA (สำหรับ LED)
ฉันคิดว่าจะใช้วงจรที่ 2 ของคุณตามที่กล่าวไว้ https://homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

แต่ฉันไม่สามารถหยุดวิธีรับ 3.3V ได้โดยไม่ต้องใช้ตัวเก็บประจุเพิ่มเติม 1. สามารถวางวงจรที่สองจากเอาต์พุตของวงจรแรกได้หรือไม่? 2. หรือ TRIAC ตัวที่สองสะพานที่จะวางขนานกับตัวแรกหลังจากตัวเก็บประจุเพื่อให้ได้ 3.3-5V

ฉันจะดีใจถ้าคุณกรุณาช่วย

ขอบคุณ

การออกแบบ

ฟังก์ชั่นของส่วนประกอบต่างๆที่ใช้ในขั้นตอนต่างๆของวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่แสดงด้านบนสามารถเข้าใจได้จากประเด็นต่อไปนี้:

แรงดันไฟเมนถูกแก้ไขโดยไดโอด 1N4007 สี่ตัวและกรองด้วยตัวเก็บประจุ 10uF / 400V

เอาต์พุตในช่วง 10uF / 400V ถึงประมาณ 310V ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขสูงสุดที่ได้รับจากแหล่งจ่ายไฟ

เครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดค่าไว้ที่ฐานของ TIP122 ทำให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้านี้ลดลงถึงระดับที่คาดไว้หรือตามที่ต้องการสำหรับเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟ

คุณยังสามารถใช้ MJE13005 แทน TIP122 เพื่อความปลอดภัยที่ดีขึ้น

หากต้องใช้ 12V อาจตั้งหม้อ 10K เพื่อให้ได้สิ่งนี้ผ่านตัวปล่อย / กราวด์ของ TIP122

ตัวเก็บประจุ 220uF / 50V ช่วยให้มั่นใจได้ว่าในระหว่างการเปิดสวิตช์ที่ฐานจะแสดงแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ชั่วขณะเพื่อให้ปิดและปลอดภัยจากไฟกระชากในช่วงแรก

ตัวเหนี่ยวนำยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าในช่วงเปิดสวิตช์ขดลวดจะมีความต้านทานสูงและหยุดกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าเพื่อเข้าไปในวงจรเพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับวงจร

เพื่อให้ได้ 5V หรือแรงดันไฟฟ้าแบบขั้นบันไดอื่น ๆ ที่แนบมาอาจใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเช่น 7805 IC ที่แสดงเพื่อให้ได้สิ่งเดียวกัน

แผนภูมิวงจรรวม

วงจรจ่ายไฟแบบไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าที่เสถียร

การใช้ MOSFET Control

วงจรด้านบนโดยใช้ตัวปล่อยสัญญาณสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยใช้ a แหล่งจ่ายไฟติดตามแหล่ง MOSFET พร้อมกับขั้นตอนการควบคุมกระแสเสริมโดยใช้ทรานซิสเตอร์ BC547

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สามารถดูได้ด้านล่าง:

วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแบบ Capacitive และ MOSFET

วิดีโอหลักฐานการป้องกันไฟกระชาก

3) วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง Zero Crossing

สิ่งที่น่าสนใจประการที่สามอธิบายถึงความสำคัญของการตรวจจับการข้ามศูนย์ในแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีหม้อแปลงแบบ capacitive เพื่อให้ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์จากสวิตช์ไฟเปิดกระแสไฟกระชากไหลเข้า แนวคิดดังกล่าวเสนอโดยนายฟรานซิส

ข้อกำหนดทางเทคนิค

ฉันได้อ่านบทความเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้าน้อยลงในไซต์ของคุณด้วยความสนใจเป็นอย่างยิ่งและหากฉันเข้าใจอย่างถูกต้องปัญหาหลักคือกระแสไฟฟ้าเร่งด่วนที่เป็นไปได้ในวงจรเมื่อเปิดเครื่องและสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการเปิดเครื่อง ไม่เสมอไปเมื่อรอบอยู่ที่ศูนย์โวลต์ (ศูนย์ข้าม)

ฉันเป็นมือใหม่ด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และความรู้และประสบการณ์ในการปฏิบัติของฉันมี จำกัด มาก แต่หากปัญหาสามารถแก้ไขได้หากมีการใช้การข้ามศูนย์ทำไมไม่ใช้ส่วนประกอบที่ข้ามศูนย์เพื่อควบคุมเช่น Optotriac ที่มีการข้ามศูนย์

ด้านอินพุตของ Optotriac เป็นพลังงานต่ำดังนั้นจึงสามารถใช้ตัวต้านทานกำลังไฟต่ำเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าหลักสำหรับการทำงานของ Optotiac ดังนั้นจึงไม่มีการใช้ตัวเก็บประจุที่อินพุตของ Optotriac ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อที่ด้านเอาต์พุตซึ่งจะเปิดโดย TRIAC ซึ่งจะเปิดที่ศูนย์ข้าม

หากเป็นไปได้ก็จะแก้ปัญหาความต้องการกระแสไฟฟ้าสูงได้เช่นกันเนื่องจาก Optotriac สามารถใช้งาน TRIAC ในปัจจุบันและ / หรือแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้โดยไม่ยาก วงจรไฟฟ้ากระแสตรงที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุไม่ควรมีปัญหากระแสไฟพุ่งอีกต่อไป

คงจะดีไม่น้อยหากทราบความคิดเห็นในทางปฏิบัติของคุณและขอขอบคุณที่อ่านจดหมายของฉัน

ความนับถือ,
ฟรานซิส

การออกแบบ

ตามที่ระบุไว้อย่างถูกต้องในคำแนะนำข้างต้นอินพุต AC ที่ไม่มี การควบคุมข้ามศูนย์ อาจเป็นสาเหตุหลักของกระแสไฟกระชากในแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแบบ capacitive

วงจรจ่ายไฟแบบไม่มีหม้อแปลงควบคุมข้ามศูนย์

วันนี้ด้วยการถือกำเนิดของตัวแยกออปโตไดร์เวอร์ Triac ที่มีความซับซ้อนการเปลี่ยนไฟ AC โดยไม่มีการควบคุมการข้ามศูนย์ไม่ใช่เรื่องที่ซับซ้อนอีกต่อไปและสามารถใช้งานได้ง่ายๆโดยใช้หน่วยเหล่านี้

เกี่ยวกับ MOCxxxx Opto-couplers

ไดรเวอร์ triac ซีรีส์ MOC มาในรูปแบบของออปโตคัปเปลอร์และเป็นผู้เชี่ยวชาญในเรื่องนี้และสามารถใช้ร่วมกับไตรแอคใด ๆ เพื่อควบคุมไฟ AC ผ่านการตรวจจับและควบคุมการข้ามศูนย์

ไดรเวอร์ triac ซีรีส์ MOC ประกอบด้วย MOC3041, MOC3042, MOC3043 และอื่น ๆ สิ่งเหล่านี้เกือบจะเหมือนกันกับลักษณะการทำงานของมันโดยมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยกับแรงดันไฟฟ้าเท่านั้นและสิ่งเหล่านี้สามารถใช้สำหรับแอปพลิเคชั่นควบคุมไฟกระชากที่เสนอในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบ capacitive

การตรวจจับและการดำเนินการที่เป็นศูนย์จะถูกประมวลผลภายในทั้งหมดในชุดไดรเวอร์ opto เหล่านี้และต้องกำหนดค่า power triac ด้วยเพื่อเป็นพยานในการยิงที่ควบคุมการยิงของวงจร triac ในตัว

ก่อนที่จะตรวจสอบวงจรจ่ายไฟแบบไม่มีหม้อแปลง Triac แบบไม่มีไฟกระชากโดยใช้แนวคิดการควบคุมการข้ามศูนย์ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจสั้น ๆ เกี่ยวกับการข้ามศูนย์และคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกันก่อน

Zero Crossing ใน AC Mains คืออะไร

เราทราบดีว่าศักย์ไฟฟ้ากระแสสลับประกอบด้วยรอบแรงดันไฟฟ้าที่ขึ้นและลงโดยมีการเปลี่ยนขั้วจากศูนย์ไปเป็นค่าสูงสุดและในทางกลับกันในระดับที่กำหนด ตัวอย่างเช่นใน AC 220 โวลต์ของเราแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนจาก 0 ถึง + 310V สูงสุด) และกลับไปที่ศูนย์จากนั้นส่งต่อลงจาก 0 ถึง -310V และกลับไปที่ศูนย์ซึ่งจะดำเนินต่อไปเรื่อย ๆ 50 ครั้งต่อวินาทีซึ่งเป็น 50 เฮิรตซ์ AC วงจร

เมื่อแรงดันไฟเมนอยู่ใกล้จุดสูงสุดในทันทีของวงจรนั่นคือใกล้อินพุตไฟ 220V (สำหรับ 220V) มันอยู่ในโซนที่แรงที่สุดในแง่ของแรงดันและกระแสและหากเกิดการเปิดแหล่งจ่ายไฟแบบ capacitive ในระหว่างนี้ ในทันทีอาจคาดว่า 220V ทั้งหมดจะทะลุผ่านแหล่งจ่ายไฟและโหลด DC ที่มีช่องโหว่ ผลลัพธ์อาจเป็นสิ่งที่เราพบเห็นได้ตามปกติในหน่วยจ่ายไฟดังกล่าว .... นั่นคือการเผาไหม้ของโหลดที่เชื่อมต่อทันที

ผลที่ตามมาข้างต้นอาจพบเห็นได้ทั่วไปในแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีหม้อแปลงแบบ Capacitive เท่านั้นเนื่องจากตัวเก็บประจุมีลักษณะการทำงานสั้น ๆ เพียงเสี้ยววินาทีเมื่ออยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าหลังจากนั้นจะถูกชาร์จและปรับให้เข้ากับระดับเอาต์พุตที่ระบุที่ถูกต้อง

กลับมาที่ปัญหาการข้ามศูนย์ไฟในสถานการณ์สนทนาในขณะที่ไฟใกล้หรือข้ามเส้นศูนย์ของวงจรเฟสถือได้ว่าอยู่ในโซนที่อ่อนแอที่สุดในแง่ของกระแสและแรงดันไฟฟ้าและอุปกรณ์ใด ๆ ที่เปิดอยู่ ในช่วงเวลานี้สามารถคาดหวังได้ว่าจะปลอดภัยและปราศจากไฟกระชาก

ดังนั้นหากเปิดแหล่งจ่ายไฟแบบ Capacitive ในสถานการณ์ที่อินพุต AC ผ่านเฟสศูนย์เราสามารถคาดหวังว่าเอาต์พุตจากแหล่งจ่ายไฟจะปลอดภัยและไม่เกิดกระแสไฟกระชาก

มันทำงานอย่างไร

วงจรที่แสดงด้านบนใช้ไดรเวอร์ triac optoisolator MOC3041 และได้รับการกำหนดค่าในลักษณะที่เมื่อใดก็ตามที่เปิดเครื่องจะเริ่มทำงานและเริ่มต้นไตรแอคที่เชื่อมต่อเฉพาะในช่วงที่มีการข้ามเฟส AC เป็นศูนย์แรกจากนั้นจึงเปิดสวิตช์ AC ไว้ ตามปกติในช่วงเวลาที่เหลือจนกว่าจะปิดเครื่องและเปิดใหม่อีกครั้ง

อ้างอิงจากรูปที่เราสามารถดูได้ว่า MOC 3041 IC ขนาดเล็ก 6 พินเชื่อมต่อกับไตรแอคเพื่อดำเนินการตามขั้นตอนอย่างไร

อินพุตไปยัง triac ถูกนำไปใช้ผ่านตัวเก็บประจุแบบ จำกัด กระแสไฟฟ้าแรงสูง 105 / 400V สามารถมองเห็นโหลดที่ติดอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของแหล่งจ่ายผ่านการกำหนดค่าวงจรเรียงกระแสสะพานเพื่อให้ได้ DC บริสุทธิ์ไปยังโหลดที่ต้องการซึ่งอาจเป็น LED .

วิธีควบคุมกระแสไฟกระชาก

เมื่อใดก็ตามที่เปิดเครื่องในตอนแรก triac จะปิดอยู่ (เนื่องจากไม่มีเกตไดรฟ์) และโหลดที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายบริดจ์เช่นกัน

แรงดันฟีดที่ได้มาจากเอาต์พุตของตัวเก็บประจุ 105 / 400V ไปถึง IR LED ภายในผ่านขา 1/2 ของออปโป IC อินพุตนี้ได้รับการตรวจสอบและประมวลผลภายในโดยอ้างอิงถึงการตอบสนองของไฟ LED IR .... และทันทีที่ตรวจพบวงจร AC ที่ป้อนถึงจุดข้ามศูนย์สวิตช์ภายในจะสลับและยิงไตรแอคทันทีและทำให้ระบบเปิดสำหรับ ช่วงเวลาที่เหลือจนกว่าจะปิดและเปิดเครื่องอีกครั้ง

ด้วยการตั้งค่าข้างต้นเมื่อใดก็ตามที่เปิดเครื่อง MOC opto isolator triac จะทำให้แน่ใจว่า triac จะเริ่มต้นเฉพาะในช่วงเวลาดังกล่าวเมื่อสายไฟ AC ข้ามเส้นศูนย์ของเฟสซึ่งจะช่วยให้โหลดปลอดภัยอย่างสมบูรณ์แบบและ ปราศจากอันตรายจากการเร่งรีบ

การปรับปรุงการออกแบบข้างต้น

วงจรจ่ายไฟแบบ Capacitive ที่ครอบคลุมซึ่งมีเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์ตัวป้องกันไฟกระชากและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะกล่าวถึงที่นี่แนวคิดนี้ถูกส่งโดย Mr. Chamy

การออกแบบวงจรจ่ายไฟแบบ Capacitive ที่ปรับปรุงใหม่พร้อมการตรวจจับ Zero Crossing

สวัสดี Swagatam

นี่คือการออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบ Capacitive ที่ป้องกันไฟกระชากเป็นศูนย์ของฉันพร้อมตัวปรับแรงดันไฟฟ้าฉันจะพยายามแสดงรายการข้อสงสัยทั้งหมดของฉัน
(ฉันรู้ว่านี่จะมีราคาแพงสำหรับตัวเก็บประจุ แต่นี่เป็นเพียงเพื่อการทดสอบเท่านั้น)

1- ฉันไม่แน่ใจว่าต้องเปลี่ยน BT136 เป็น BTA06 เพื่อรองรับกระแสไฟฟ้ามากขึ้นหรือไม่

2-The Q1 (TIP31C) สามารถรองรับได้สูงสุด 100V เท่านั้น อาจจะควรเปลี่ยนเป็นทรานซิสเตอร์ 200V 2-3A หรือไม่เช่น 2SC4381

3-R6 (200R 5W) ฉันรู้ว่าตัวต้านทานนี้ค่อนข้างเล็กและเป็นของฉัน
ผิดจริงฉันต้องการใส่ตัวต้านทาน 1k แต่ด้วย 200R 5W
ตัวต้านทานมันจะทำงาน?

4- ตัวต้านทานบางตัวได้รับการเปลี่ยนแปลงตามคำแนะนำของคุณเพื่อให้สามารถใช้งานได้ 110V บางทีตัวต้านทาน 10K จะต้องเล็กกว่านี้?

หากคุณรู้วิธีทำให้มันทำงานได้อย่างถูกต้องฉันยินดีเป็นอย่างยิ่งที่จะแก้ไขถ้ามันใช้งานได้ฉันสามารถสร้าง PCB ได้และคุณสามารถเผยแพร่ในเพจของคุณได้ (ฟรีแน่นอน)

ขอบคุณที่สละเวลาและดูวงจรความผิดพลาดทั้งหมดของฉัน

ขอให้มีความสุขในวันนี้

Chamy

การประเมินการออกแบบ

สวัสดี Chamy

วงจรของคุณดูโอเคสำหรับฉัน คำตอบสำหรับคำถามของคุณมีดังนี้

1) ใช่ BT136 ควรถูกแทนที่ด้วย triac ที่มีคะแนนสูงกว่า
2) ควรเปลี่ยน TIP31 ด้วยทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันเช่น TIP142 เป็นต้นมิฉะนั้นอาจทำงานไม่ถูกต้อง
3) เมื่อใช้ Darlington ตัวต้านทานพื้นฐานอาจมีค่าสูงอาจเป็นตัวต้านทาน 1K / 2 วัตต์ก็ค่อนข้างโอเค
อย่างไรก็ตามการออกแบบด้วยตัวเองดูเหมือนจะเกินความจำเป็นรุ่นที่ง่ายกว่ามากสามารถดูได้ด้านล่าง https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
ความนับถือ

Swagatam

อ้างอิง:

วงจร Zero Crossing

4) การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ Transformerless โดยใช้ IC 555

โซลูชันที่เรียบง่าย แต่ชาญฉลาดครั้งที่ 4 นี้ถูกนำไปใช้ที่นี่โดยใช้ IC 555 ในโหมดโมโนสเตเบิลเพื่อควบคุมกระแสไฟกระชากในแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ถ่ายโอนผ่านแนวคิดวงจรสวิตชิ่งข้ามศูนย์โดยอนุญาตให้อินพุตจากแหล่งจ่ายไฟเข้าสู่วงจรเฉพาะในช่วง จุดตัดของสัญญาณ AC เป็นศูนย์ซึ่งจะช่วยขจัดความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟกระชาก ความคิดนี้ได้รับการเสนอแนะโดยหนึ่งในผู้อ่านตัวยงของบล็อกนี้

ข้อกำหนดทางเทคนิค

วงจร Zero Cross Transformless จะทำงานเพื่อป้องกันกระแสไฟเข้าเริ่มต้นโดยไม่อนุญาตให้เปิดจนกว่าจะถึงจุด 0 ในรอบ 60/50 เฮิรตซ์หรือไม่

โซลิดสเตตรีเลย์จำนวนมากซึ่งมีราคาถูกน้อยกว่า INR 10.00 และมีความสามารถนี้ในตัว

นอกจากนี้ฉันต้องการขับไฟ LED 20 วัตต์ด้วยการออกแบบนี้ แต่ฉันไม่แน่ใจว่าตัวเก็บประจุที่ร้อนจะได้รับกระแสหรือเท่าใดฉันคิดว่ามันขึ้นอยู่กับว่าไฟ LED เป็นอนุกรมแบบมีสายหรือแบบขนาน แต่สมมติว่าตัวเก็บประจุมีขนาด 5 แอมป์หรือ 125 ยูเอฟจะ ตัวเก็บประจุร้อนขึ้นแล้วระเบิด ???

วิธีการอ่านข้อมูลจำเพาะของตัวเก็บประจุเพื่อกำหนดปริมาณพลังงานที่สามารถกระจายได้

คำขอข้างต้นกระตุ้นให้ฉันมองหาการออกแบบที่เกี่ยวข้องซึ่งรวมเอาแนวคิดการสลับการข้ามศูนย์โดยใช้ IC 555 และพบวงจรแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ใช้หม้อแปลงที่ยอดเยี่ยมต่อไปนี้ซึ่งสามารถใช้เพื่อขจัดโอกาสที่จะเกิดไฟกระชากได้อย่างน่าเชื่อถือ

Zero Crossing Switching คืออะไร:

สิ่งสำคัญคือต้องเรียนรู้แนวคิดนี้ก่อนที่จะตรวจสอบวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าที่ไม่มีไฟกระชากที่เสนอ

เราทุกคนรู้ว่าคลื่นไซน์ของสัญญาณไฟ AC มีลักษณะอย่างไร เราทราบดีว่าสัญญาณไซน์นี้เริ่มต้นจากเครื่องหมายที่มีศักยภาพเป็นศูนย์และเพิ่มขึ้นเป็นเลขชี้กำลังหรือค่อยๆเพิ่มขึ้นจนถึงจุดแรงดันไฟฟ้าสูงสุด (220 หรือ 120) และจากนั้นจะเปลี่ยนกลับเป็นเครื่องหมายศักยภาพเป็นศูนย์

หลังจากรอบบวกนี้รูปคลื่นจะลดลงและทำซ้ำรอบข้างต้น แต่ในทิศทางลบจนกว่าจะกลับมาที่เครื่องหมายศูนย์อีกครั้ง

การดำเนินการข้างต้นเกิดขึ้นประมาณ 50 ถึง 60 ครั้งต่อวินาทีขึ้นอยู่กับข้อกำหนดยูทิลิตี้ไฟหลัก
เนื่องจากรูปคลื่นนี้เป็นสิ่งที่เข้าสู่วงจรจุดใด ๆ ในรูปคลื่นอื่นที่ไม่ใช่ศูนย์จึงแสดงให้เห็นถึงอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากไฟกระชากของสวิตช์ ON เนื่องจากกระแสไฟฟ้าสูงที่เกี่ยวข้องในรูปคลื่น

อย่างไรก็ตามสถานการณ์ข้างต้นสามารถหลีกเลี่ยงได้หากโหลดเผชิญหน้ากับสวิตช์เปิดในระหว่างการข้ามศูนย์หลังจากนั้นการเพิ่มขึ้นเป็นเลขชี้กำลังจะไม่เป็นภัยคุกคามต่อโหลด

นี่คือสิ่งที่เราพยายามนำไปใช้ในวงจรที่เสนอ

การทำงานของวงจร

อ้างถึงแผนภาพวงจรด้านล่างไดโอด 1N4007 4 ตัวสร้างการกำหนดค่าวงจรเรียงกระแสสะพานมาตรฐานทางแยกแคโทดจะสร้างระลอกคลื่น 100Hz ทั่วทั้งเส้น
ความถี่ 100Hz ข้างต้นจะลดลงโดยใช้ตัวแบ่งที่เป็นไปได้ (47k / 20K) และนำไปใช้กับรางบวกของ IC555 ในบรรทัดนี้ศักยภาพจะถูกควบคุมและกรองอย่างเหมาะสมโดยใช้ D1 และ C1

ศักยภาพข้างต้นยังนำไปใช้กับฐาน Q1 ผ่านตัวต้านทาน 100k

IC 555 ได้รับการกำหนดค่าให้เป็น monostable MV ซึ่งหมายความว่าเอาต์พุตจะสูงทุกครั้งที่พิน # 2 ต่อสายดิน

สำหรับช่วงเวลาที่ไฟ AC อยู่สูงกว่า (+) 0.6V Q1 จะยังคงปิดอยู่ แต่ทันทีที่รูปคลื่น AC สัมผัสกับเครื่องหมายศูนย์นั่นคือต่ำกว่า (+) 0.6 V, Q1 จะเปิดที่ขากราวด์ # 2 ของ IC และแสดงผลบวกของขา IC # 3

เอาท์พุทของ IC จะเปิด SCR และโหลดและจะเปิดต่อไปจนกว่าเวลา MMV จะผ่านไปเพื่อเริ่มรอบใหม่

เวลาเปิดของ monostable สามารถตั้งค่าได้โดยเปลี่ยนค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 1M

เวลาเปิดมากขึ้นช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้นทำให้สว่างขึ้นหากเป็น LED และในทางกลับกัน

เงื่อนไขการเปิดสวิตช์ของวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่ใช้ IC 555 นี้จึงถูก จำกัด เฉพาะเมื่อ AC อยู่ใกล้ศูนย์เท่านั้นซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าไม่มีแรงดันไฟกระชากทุกครั้งที่โหลดหรือเปิดวงจร

แผนภูมิวงจรรวม

Transformerless Power Supply โดยใช้ IC 555

สำหรับแอพพลิเคชั่น LED Driver

หากคุณกำลังมองหาแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงสำหรับแอพพลิเคชั่นไดรเวอร์ LED ในระดับเชิงพาณิชย์คุณอาจลองใช้ แนวคิดอธิบายที่นี่ .




คู่ของ: วงจรควบคุมระยะไกลโดยใช้วิทยุ FM ถัดไป: วิธีสร้างไฟหน้ารถที่มีประสิทธิภาพโดยใช้ LED