วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงกระแสสูง

การกำหนดค่าอย่างง่ายของวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่แสดงด้านล่างนี้สามารถให้กระแสไฟฟ้าสูงที่ระดับแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่กำหนดไว้ ความคิดนี้ดูเหมือนจะแก้ปัญหาการได้รับกระแสไฟฟ้าสูงจากแหล่งจ่ายไฟแบบ capacitive ซึ่งก่อนหน้านี้ดูเหมือนเป็นเรื่องยาก ฉันคิดว่าฉันเป็นคนแรกที่คิดค้นสิ่งนี้

บทนำ

ฉันได้พูดคุยบางส่วน วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง ในบล็อกนี้ซึ่งใช้ได้ดีกับแอพพลิเคชั่นที่ใช้พลังงานต่ำเท่านั้นและมีแนวโน้มที่จะมีประสิทธิภาพน้อยลงหรือไร้ประโยชน์เมื่อโหลดกระแสสูง

แนวคิดข้างต้นใช้ไฟฟ้าแรงสูง ตัวเก็บประจุ PP สำหรับการลดแรงดันไฟหลักให้อยู่ในระดับที่ต้องการอย่างไรก็ตามไม่สามารถเพิ่มระดับกระแสไฟฟ้าได้ตามแอปพลิเคชันเฉพาะที่ต้องการ

แม้ว่าเนื่องจากกระแสจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับ รีแอคแตนซ์ของตัวเก็บประจุ หมายความว่ากระแสสามารถยกขึ้นได้เพียงแค่รวมตัวเก็บประจุแบบขนานมากขึ้น แต่สิ่งนี้ทำให้มีความเสี่ยงที่จะเกิดกระแสไฟกระชากสูงซึ่งอาจทำลายวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องได้ทันที

การเพิ่มตัวเก็บประจุเพื่อเพิ่มกระแส

ดังนั้นการเพิ่มตัวเก็บประจุอาจช่วยเพิ่มรายละเอียดปัจจุบันของอุปกรณ์จ่ายไฟดังกล่าว แต่ปัจจัยไฟกระชากจะต้องได้รับการดูแลก่อนเพื่อให้วงจรสามารถใช้งานได้จริง

วงจรของแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีหม้อแปลงกระแสสูงอธิบายไว้ที่นี่หวังว่าจะจัดการกับ ไฟกระชากที่พัฒนาจากการเปลี่ยนกำลัง เพื่อให้เอาต์พุตปราศจากอันตรายและจัดหาแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ต้องการที่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

ทุกอย่างในวงจรจะถูกเก็บไว้เช่นเดียวกับคู่เก่ายกเว้นการรวมเครือข่าย triac และ zener ซึ่งจริงๆแล้วเป็น เครือข่ายชะแลง ใช้สำหรับต่อสายดินอะไรก็ตามที่อยู่เหนือแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

ในวงจรนี้เอาต์พุตจะให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ประมาณ 12+ โวลต์ที่กระแสไฟฟ้าประมาณ 500 mA โดยไม่ได้รับอันตรายจากแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าไหลเข้าโดยไม่ได้ตั้งใจ

ข้อควรระวัง: ไม่ได้แยกวงจรออกจากหลักและมีความเสี่ยงสูงต่อการใช้ไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังอย่างเหมาะสมในการออกกำลังกาย

อัปเดต: คุณสามารถเรียนรู้การออกแบบที่ดีกว่าและล้ำหน้ากว่านี้ได้ วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแบบไม่มีการควบคุมข้ามศูนย์

ส่วนรายการ

• R1 = 1M, 1 / 4W
• R2, R3 = 1K, 1/4 วัตต์
• C1 ---- C5 = 2uF / 400V PPC แต่ละ
• C6 = 100uF / 25V
• DIODES ทั้งหมด = 1N4007
• Z1 = 15V, 1 วัตต์
• TRIAC = BT136

คุณสามารถดู PCB ที่วาดอย่างเรียบร้อยสำหรับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีหม้อแปลงกระแสสูงด้านล่างซึ่งออกแบบโดย Mr. Patrick Bruyn หนึ่งในผู้ติดตามตัวยงของบล็อกนี้

อัปเดต

การวิเคราะห์วงจรในเชิงลึกแสดงให้เห็นว่าไตรแอกกำลังทิ้งกระแสจำนวนมากในขณะที่ จำกัด การกระชากและควบคุมกระแส

แนวทางที่ใช้ในวงจรด้านบนสำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและไฟกระชากนั้นเป็นลบในแง่ของประสิทธิภาพ

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ได้เสนอไว้ในการออกแบบข้างต้นและไม่มี การหลีกเลี่ยง แอมป์ที่มีค่าซึ่งต้องใช้วงจรที่มีการตอบสนองตรงกันข้ามดังที่แสดงไว้ด้านบน

ที่น่าสนใจที่นี่ triac ไม่ได้ถูกกำหนดค่าให้ถ่ายโอนพลังงาน แต่มีสายในลักษณะที่จะปิดเครื่องทันทีที่เอาต์พุตถึงขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยที่ระบุซึ่งตรวจพบโดยขั้นตอน BJT

อัพเดทใหม่:

ในการออกแบบที่ปรับเปลี่ยนข้างต้น triac อาจทำงานไม่ถูกต้องเนื่องจากตำแหน่งที่ค่อนข้างอึดอัด แผนภาพต่อไปนี้แสดงเวอร์ชันที่กำหนดค่าไว้อย่างถูกต้องข้างต้นซึ่งคาดว่าจะใช้งานได้ตามความคาดหวัง ในการออกแบบนี้เราได้รวม SCR แทนไตรแอกเนื่องจากการวางตำแหน่งของอุปกรณ์อยู่หลังบริดจ์เรกติไฟเออร์ดังนั้นอินพุตจึงอยู่ในรูปแบบของระลอกกระแสตรงไม่ใช่ AC

การปรับปรุงการออกแบบข้างต้น:

ในวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่ใช้ SCR ข้างต้นเอาต์พุตจะได้รับการป้องกันไฟกระชากผ่าน SCR แต่ BC546 ไม่ได้รับการป้องกัน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการป้องกันที่สมบูรณ์สำหรับวงจรทั้งหมดพร้อมกับสเตจไดรเวอร์ BC546 จำเป็นต้องเพิ่มสเตจทริกเกอร์พลังงานต่ำแยกต่างหากในสเตจ B546 การออกแบบที่แก้ไขเพิ่มเติมสามารถดูได้ด้านล่าง:

การออกแบบข้างต้นสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยการปรับเปลี่ยนตำแหน่งของ SCR ดังที่แสดงด้านล่าง:

จนถึงตอนนี้เราได้ศึกษาการออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่มีข้อกำหนดกระแสไฟสูงและได้เรียนรู้เกี่ยวกับการกำหนดค่าโหมดต่างๆ

ด้านล่างนี้เราจะไปไกลกว่าเล็กน้อยและเรียนรู้วิธีสร้างวงจรเวอร์ชันตัวแปรโดยใช้ SCR การออกแบบที่อธิบายไม่เพียง แต่ให้ตัวเลือกในการรับเอาต์พุตตัวแปรอย่างต่อเนื่อง แต่ยังป้องกันไฟกระชากด้วยดังนั้นจึงมีความน่าเชื่อถือมากกับฟังก์ชันที่ต้องการ

วงจรสามารถเข้าใจได้จากคำอธิบายต่อไปนี้:

การทำงานของวงจร

ส่วนด้านซ้ายของวงจรค่อนข้างคุ้นเคยกับเราตัวเก็บประจุอินพุตพร้อมกับไดโอดสี่ตัวและตัวเก็บประจุตัวกรองเป็นส่วนหนึ่งของวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าคงที่ทั่วไปและไม่น่าเชื่อถือ

เอาต์พุตจากส่วนนี้จะไม่เสถียรมีแนวโน้มที่จะเกิดกระแสไฟกระชากและค่อนข้างอันตรายในการใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน

ส่วนของวงจรทางด้านขวาของฟิวส์จะเปลี่ยนให้เป็นการออกแบบใหม่ที่ซับซ้อนและซับซ้อน

เครือข่าย Crowbar

ในความเป็นจริงมันเป็นเครือข่ายชะแลงซึ่งแนะนำสำหรับฟังก์ชันที่น่าสนใจบางอย่าง

ซีเนอร์ไดโอดพร้อมกับ R1 และ P1 เป็นตัวยึดแรงดันไฟฟ้าชนิดหนึ่งซึ่งจะตัดสินว่า SCR ควรยิงในระดับแรงดันไฟฟ้าใด

P1 เปลี่ยนแรงดันซีเนอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพจากศูนย์ถึงพิกัดสูงสุดดังนั้นจึงถือว่าเป็นศูนย์ถึง 24V

ขึ้นอยู่กับการปรับแต่งนี้แรงดันไฟของ SCR จะได้รับการตั้งค่า

สมมติว่า P1 ตั้งค่าช่วง 12V สำหรับประตู SCR ทันทีที่เปิดสวิตช์ไฟหลักแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่แก้ไขจะเริ่มพัฒนาใน D1 และ P1

เมื่อถึงเครื่องหมาย 12V SCR จะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอและดำเนินการได้ทันทีโดยลัดวงจรขั้วเอาต์พุต

การลัดวงจรของเอาต์พุตมีแนวโน้มที่จะทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงไปที่ศูนย์อย่างไรก็ตามในขณะที่แรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่าเครื่องหมาย 12V ที่ตั้งไว้ SCR จะถูกยับยั้งจากแรงดันเกตที่ต้องการและจะเปลี่ยนกลับเป็นสถานะที่ไม่นำไฟฟ้า .... ยังช่วยให้แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นอีกครั้งและ SCR จะทำซ้ำขั้นตอนนี้เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าไม่เกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้

การรวมการออกแบบชะแลงยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตไม่มีไฟกระชากเนื่องจาก SCR ไม่อนุญาตให้ไฟกระชากผ่านไปยังเอาต์พุตในทุกสถานการณ์และยังช่วยให้การทำงานในปัจจุบันค่อนข้างสูงขึ้น

แผนภูมิวงจรรวม