Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельные регуляторы мощности на симисторе


простая схема симисторного и тиристорного устройства

Устройства, позволяющие управлять работой электрических приборов, подстраивая их под оптимальные характеристики для пользователя, прочно вошли в обиход. Одним из таких приспособлений является регулятор мощности. Применение таких регуляторов востребовано при использовании электронагревательных и осветительных приборов и в устройствах с двигателями. Схемотехника регуляторов разнообразна, поэтому порой бывает затруднительно подобрать себе оптимальный вариант.

Простейший регулятор энергии

Первые разработки устройств, изменяющие подводимую к нагрузке мощность, были основаны на законе Ома: электрическая мощность равняется произведению тока на напряжение или произведению сопротивления на ток в квадрате. На этом принципе и сконструирован прибор, получивший название — реостат. Он располагается как последовательно, так и параллельно подключённой нагрузке. Изменяя его сопротивление, регулируется и мощность.

Ток, поступая на реостат, разделяется между ним и нагрузкой. При последовательном включении контролируются сила тока и напряжение, а при параллельном — только значение разности потенциалов. В зависимости от материала, из которого изготовлено сопротивление, реостаты могут быть:

  • металлическими;
  • жидкостными;
  • угольными;
  • керамическими.

Согласно закону сохранения энергии, забранная электрическая энергия не может просто исчезнуть, поэтому в резисторах мощность преобразуется в теплоту, и при большом её значении должна от них отводиться. Для обеспечения отвода используется охлаждение, которое выполняется с помощью обдува или погружением реостата в масло.

Реостат — довольно универсальное приспособление. Единственный, но существенный его минус — это выделение тепла, что не позволяет выполнить устройство с небольшими размерами при необходимости пропускать через него мощность большой величины. Управляя силой тока и напряжения, реостат часто используется в маломощных линиях бытовых приборов. Например, в аудиоаппаратуре для регулировки громкости. Выполнить такой регулятор тока своими руками совсем несложно, в большей мере это касается проволочного реостата.

Для его изготовления понадобится константовая или нихромовая проволока, которая наматывается на оправку. Регулирование электрической мощности происходит путём изменения длины проволоки.

Виды современных устройств

Развитие полупроводниковой техники позволило осуществить управление мощностью, используя радиоэлементы с коэффициентом полезного действия от восьмидесяти процентов. Это дало возможность их комфортно применить в сети с напряжением 220 вольт, не требуя при этом больших систем охлаждения. А появление интегральных микросхем и вовсе позволило достичь миниатюрных размеров всего регулятора в целом.

На сегодняшний момент производство выпускает следующие типы приборов:

  1. Фазовые. Используются для управления яркости свечения ламп накаливания или галогенных ламп. Другое их название — диммеры.
  2. Тиристорные. В основе работы лежит использование задержки включения тиристорного ключа на полупериоде переменного тока.
  3. Симисторные. Мощность регулируется вследствие изменения количества полупериодов напряжения, которые действуют на нагрузку.
  4. Регулятор хода. Позволяет плавно изменять электрическую мощность, подаваемую на электродвигатель.

При этом регулировка происходит независимо от формы входного сигнала. По своему виду расположения приборы управления разделяются на портативные и стационарные. Они могут выполняться как в независимом корпусе, так и интегрироваться в аппаратуру. К основным параметрам, характеризующим регуляторы электрической энергии, относят:

  • плавность регулировки;
  • рабочую и пиковую подводимую мощность;
  • диапазон входного рабочего сигнала;
  • КПД.

Таким образом, современный регулятор электрической мощности представляет собой электронную схему, использование которой позволяет контролировать количество энергии, пропускаемой через него.

Тиристорный прибор управления

Принцип действия такого прибора не отличается особой сложностью. В основном тиристорный преобразователь используется для управления устройствами малой мощности. Типовая схема тиристорного регулятора мощности состоит непосредственно из самого тиристора, биполярных транзисторов и резисторов, устанавливающих их рабочую точку, и конденсатора.

Транзисторы, работая в ключевом режиме, формируют импульсный сигнал. Как только значение напряжения на конденсаторе сравнивается с рабочим, транзисторы открываются. Сигнал подаётся на управляющий вывод тиристора, открывая и его. Конденсатор разряжается и ключ запирается. Так повторяется в цикле. Чем больше задержка, тем в нагрузку поступает меньше мощности.

Преимущества такого типа регулятора в том, что он не требует настройки, а недостаток в чрезмерном нагреве. Для борьбы с перегревом тиристора используется активная или пассивная система охлаждения.

Используется такого типа регулятор для преобразования мощности, подающейся как к бытовым приборам (паяльник, электронагреватель, спиральная лампа), так и к промышленным (плавный запуск мощных силовых установок). Схемы включения могут быть однофазными и трёхфазными. Наиболее применяемые: ку202н, ВТ151, 10RIA40M.

Симисторный преобразователь мощности

Симистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для использования в цепи переменного тока. Отличительной чертой прибора является то, что его выводы не имеют разделения на анод и катод. В отличие от тиристора, пропускающего ток только в одну сторону, симистор проводит ток в обоих направлениях. Именно поэтому он используется в сетях переменного тока.

Важное отличие симисторных схем от тиристорных состоит в том, что нет необходимости в выпрямительном устройстве. Принцип действия основан на фазном управлении, то есть на изменении момента открытия симистора относительно перехода переменного напряжения через ноль. Такое устройство позволяет управлять нагревателями, лампами накаливания, оборотами электродвигателя. Сигнал на выходе симистора имеет пилообразную форму с управляемой длительностью импульса.

Самостоятельное изготовление такого вида приборов проще, чем тиристорного. Широкую популярность получили симисторы средней мощности типа: BT137–600E, MAC97A6, MCR 22−6. Схема регулятора мощности на симисторе с использованием таких элементов отличается простотой изготовления и отсутствия необходимости в настройке.

Фазовый способ трансформации

Сам по себе диммер имеет широкую область применения. Одним из вариантов его использования является регулировка интенсивности освещения. Электрическая схема прибора чаще всего реализуется на специализированных микроконтроллерах, использующих в своей работе встроенную электронную схему понижения напряжения. Из-за этого диммеры способны плавно изменять мощность, но чувствительны к помехам.

Фазовые регуляторы мощности не стабилизируются с помощью стабилитронов, а в качестве стабилизатора используют попарно работающие тиристоры. Основа их работы лежит в изменении угла открывания ключевого тиристора, в результате чего на нагрузку поступают сигналы с отрезанной начальной частью полупериода, снижая действующую величину напряжения. К недостаткам диммеров относят высокий коэффициент пульсаций и низкий коэффициент мощности выходного сигнала.

При работе диммеров в широком спектре частот возбуждаются электромагнитные помехи. Такие излучения приводят к снижению КПД из-за появления паразитного тока в проводниках. Для борьбы с такими токами в конструкцию добавляются индуктивно-ёмкостные фильтры.

Практические примеры для повторения

Наибольшей популярностью среди радиолюбителей пользуются схемы, предназначенные для управления яркостью светильника и изменения мощности паяльника. Такие схемы просты для повторения и могут собираться без использования печатных плат простым навесным монтажом.

Схемы, выполненные самостоятельно, ничем не уступают по работоспособности заводским, так как не требуют настроек и при исправных радиодеталях сразу готовы к использованию. В случае отсутствия возможности или желания изготовить прибор своими руками с «нуля», можно приобрести наборы для самостоятельного изготовления. Такие комплекты содержат все необходимые радиоэлементы, печатную плату и схему с инструкцией по сборке.

Доминирующая схема

Такой прибор проще всего собрать на тиристоре. Работа схемы основана на способности открывания тиристора при прохождении входной синусоиды через ноль, в результате чего сигнал обрезается, и величина напряжения на нагрузке изменяется.

Схема для повторения тиристорного регулятора мощности построена на использовании тиристора VS1, в качестве которого используется КУ202Н. Это радиоэлемент изготавливается из кремния и имеет структуру p-n-p типа. Применяется в качестве симметричного переключателя сигналов средней мощности и коммутации силовых цепей на переменном токе.

При подаче напряжения 220в входной сигнал выпрямляется и поступает на конденсатор C1. Как только значение падения напряжения на C1 сравняется с величиной разности потенциалов, в точке между сопротивлениями R3 и R4 биполярные транзисторы VT1 и VT2 открываются. Уровень напряжения ограничивается стабилитроном VD1. Сигнал поступает на управляющий вывод КУ202Н, а конденсатор C1 разряжается. При возникновении сигнала на управляющем выводе тиристор отпирается. Как только конденсатор разрядится, VT1 и VT2 закрываются, соответственно запирается и тиристор. При следующем полупериоде входного сигнала всё повторяется вновь.

В качестве транзисторов используются КТ814 и КТ815. Время разряда регулируется с помощью R5 и мощность тоже. Стабилитрон используется с напряжением стабилизации от 7 до 14 вольт.

Такой регулятор возможно использовать не только как диммер, но и для управления мощностью коллекторного двигателя. Доминирующая схема может работать при токах до 10 ампер, эта величина напрямую зависит от характеристик используемого тиристора, при этом он обязательно устанавливается на радиатор.

Контроллер нагрева паяльника

Управление мощностью паяльника не только положительно сказывается на сроке его службы, предотвращая жало и внутренние его элементы от перегревания, но и позволяет выпаивать радиоэлементы, критичные к температуре устройства.

Приборы для контроля температуры паяльника выпускаются давно. Одним из его видов был отечественный прибор, выпускающийся под названием «Добавочное устройство для электропаяльника типа П223». Он позволял подключать низковольтный паяльник к сети 220В.

Проще всего выполняется регулятор для паяльника с применением симистора КУ208Г.

Силовые контакты подключаются последовательно к нагрузке. Поэтому ток, протекающий через симистор, совпадает с током нагрузки. Для управления ключевым режимом применяется динистор VS2. Конденсатор C1 заряжается через резисторы: R1 и R2. Индикация работы организовывается под средством VD1 и светодиода LED. Из-за того, что для изменения напряжения на конденсаторе требуется время, образуется сдвиг фаз между сетевым и конденсаторным напряжением. Изменяя величину сопротивления R2, регулируется величина фазового сдвига. Чем дольше конденсатор заряжается, тем меньше находится в открытом состоянии симистор, а значит и значение мощности ниже.

Такой регулятор рассчитан на подключение нагрузки с мощностью до 300 ватт. При использовании паяльника с мощностью более 100 ватт симистор следует устанавливать на радиатор. Изготовленная плата с лёгкостью помещается на текстолите размером 25х30 мм и свободно размещается во внутренней сетевой розетке.

Originally posted 2018-07-04 07:13:04.

Использование симисторов для управления индуктивными нагрузками

Здесь мы пытаемся исследовать несколько усовершенствованных схем фазового регулятора на основе симистора, которые можно рекомендовать для управления или эксплуатации индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы и двигатели переменного тока, намного безопаснее, чем более ранние традиционные схемы диммера на основе симисторов.

Использование симисторов для управления нагрузками переменного тока

Симистор - это полупроводниковое устройство, используемое для переключения нагрузок переменного тока. Обычно рекомендуется, чтобы нагрузки, которые должны управляться через симисторы, были резистивными по своей природе, то есть следует избегать нагрузок, которые включают в себя обмотки или конденсаторы.

Следовательно, как правило, нагрузки, которые преобразуют энергию в тепло, такие как лампы накаливания, нагреватели и т. Д., Подходят только с симисторами, поскольку переключатели и устройства, такие как трансформаторы, двигатели переменного тока и электронные схемы, являются большим НЕТ!

Однако недавние разработки и исследования значительно улучшили ситуацию, и сегодня новые симисторы и соответствующие улучшенные схемы схем сделали абсолютно безопасным даже использование симисторов для переключения чисто индуктивных нагрузок.

Я не буду обсуждать технические аспекты конфигураций, имея в виду новых любителей электроники и ради простоты.

Давайте проанализируем несколько из исследованных конструкций, которые могут поддерживать симисторы с индуктивной нагрузкой.

Схема управления симистором, подходящая только для резистивных нагрузок

Первая схема показывает общий способ использования симистора и диакритической комбинации для осуществления требуемого управления конкретной нагрузкой, однако эта конструкция просто не подходит для индуктивных нагрузок.

.

Управление фазой симистора с использованием пропорционально-временного ШИМ

Управление фазой симистора с использованием схемы ШИМ может быть полезно только в том случае, если оно реализовано с использованием пропорционального по времени формата, иначе реакция может быть случайной и неэффективной.

В некоторых из моих предыдущих статей, как указано ниже:

Простая схема регулятора вентилятора с дистанционным управлением

Кнопочный регулятор вентилятора со схемой дисплея

Схема диммера для светодиодных ламп

Я обсуждал использование ШИМ для включения фазы симистора схемы управления, однако, поскольку в конструкции не использовалась технология, пропорциональная времени, реакция этих схем могла быть неустойчивой и неэффективной.

В этой статье мы узнаем, как исправить то же самое, используя теорию пропорциональности времени, чтобы выполнение выполнялось хорошо просчитанным способом и очень эффективно.

Что такое пропорциональное во времени управление фазой с использованием симисторов или тиристоров?

Это система, в которой симистор запускается с рассчитанной длительностью импульсов ШИМ, позволяя симистору работать с перебоями для определенных отрезков частоты сети 50/60 Гц, что определяется положениями импульсов ШИМ и периодами времени.

Средний период проводимости симистора впоследствии определяет средний выходной сигнал, для которого нагрузка может быть запитана или управляема, и который выполняет требуемое управление нагрузкой.

Например, как мы знаем, сеть

.

Симисторы - Рабочие и прикладные схемы

Последнее обновление by Swagatam 4 комментария

Симистор можно сравнить с реле с фиксацией. Он мгновенно включается и замыкается при срабатывании триггера и остается закрытым, пока напряжение питания остается выше нуля вольт или полярность питания не изменяется.

Если используется переменный ток (переменный ток), симистор будет размыкаться в те периоды, когда цикл переменного тока пересекает нулевую линию, но закроется и включится сразу после его повторного срабатывания.

Преимущества симистора как статических переключателей

  • Симисторы можно эффективно заменить механическими переключателями или реле для управления нагрузками в цепях переменного тока.
  • Симисторы можно настроить для переключения относительно более тяжелых нагрузок с помощью минимального срабатывания по току.
  • Когда симисторы проводят (замыкаются), они не создают эффекта дребезга, как в механических переключателях.
  • Когда симисторы выключаются (при переходе через нуль переменного тока), это происходит без каких-либо переходных процессов из-за противо-ЭДС и т. Д.
  • Т
.

Объяснение 4 простых схем бестрансформаторного источника питания

В этом посте мы обсудим 4 простых в сборке, компактных простых схемах бестрансформаторного источника питания. Все схемы, представленные здесь, построены с использованием теории емкостного реактивного сопротивления для понижения входного сетевого напряжения переменного тока. Все представленные здесь конструкции работают независимо без трансформатора или без трансформатора .

Концепция бестрансформаторного источника питания

Как следует из названия, бестрансформаторная схема источника питания обеспечивает низкий постоянный ток от сети высокого напряжения переменного тока без использования трансформатора или катушки индуктивности.

Он работает за счет использования высоковольтного конденсатора для снижения сетевого переменного тока до необходимого более низкого уровня, который может подходить для подключенной электронной схемы или нагрузки.

Характеристики напряжения этого конденсатора выбраны таким образом, чтобы его пиковое значение действующего напряжения было намного выше, чем пиковое значение напряжения сети переменного тока, чтобы гарантировать безопасную работу конденсатора. Пример конденсатора, который обычно используется в цепях бестрансформаторного питания, показан ниже:

Этот конденсатор подключается последовательно с одним из входов сети, предпочтительно с фазовой линией переменного тока.

Когда сетевой переменный ток поступает на этот конденсатор, в зависимости от номинала конденсатора, реактивное сопротивление конденсатора вступает в действие и не позволяет сетевому переменному току превысить заданный уровень, как определено номиналом конденсатора.

Однако, хотя ток ограничен, напряжение нет, поэтому, если вы измеряете выпрямленный выход бестрансформаторного источника питания, вы обнаружите, что напряжение равно пиковому значению сетевого переменного тока, что составляет около 310 В, и это может насторожить любого нового любителя.

Но поскольку конденсатор может значительно снизить уровень тока, с этим высоким пиковым напряжением можно легко справиться и стабилизировать его с помощью стабилитрона на выходе мостового выпрямителя.

Мощность стабилитрона должна выбираться соответствующим образом в соответствии с допустимым уровнем тока конденсатора.

ВНИМАНИЕ: прочтите предупреждающее сообщение в конце сообщения

Преимущества использования схемы бестрансформаторного источника питания

Идея недорогая, но очень эффективная для приложений, требующих малой мощности для работы.

Использование трансформатора в источниках питания постоянного тока, вероятно, довольно распространено, и мы много слышали об этом.

Однако одним из недостатков использования трансформатора является то, что вы не можете сделать его компактным.

Даже если текущие требования к вашей схеме невысоки, вы должны включить тяжелый и громоздкий трансформатор, что сделает работу действительно громоздкой и беспорядочной.

Описанная здесь бестрансформаторная схема питания очень эффективно заменяет обычный трансформатор в приложениях, где требуется ток ниже 100 мА.

Здесь на входе используется высоковольтный металлизированный конденсатор для необходимого понижения напряжения сети, а предыдущая схема представляет собой не что иное, как простые мостовые конфигурации для преобразования пониженного переменного напряжения в постоянное.

Схема, показанная на схеме выше, представляет собой классическую конструкцию, может использоваться как источник питания постоянного тока 12 В для большинства электронных схем.

Однако, обсудив преимущества вышеупомянутой конструкции, стоит обратить внимание на несколько серьезных недостатков, которые может включать эта концепция.

Недостатки цепи бестрансформаторного источника питания

Во-первых, схема не может выдавать сильноточные выходные сигналы, но это не будет проблемой для большинства приложений.

Еще один недостаток, который, безусловно, требует внимания, заключается в том, что данная концепция не изолирует цепь от опасных потенциалов сети переменного тока.

Этот недостаток может иметь серьезные последствия для конструкций с оконечными выводами или металлическими шкафами, но не имеет значения для устройств, у которых все находится в непроводящем корпусе.

Поэтому начинающие любители должны работать с этой схемой очень осторожно, чтобы избежать поражения электрическим током. И последнее, но не менее важное: вышеупомянутая схема позволяет скачкам напряжения проходить через нее, что может вызвать серьезное повреждение цепи питания и самой цепи питания.

Однако в предложенной простой схеме бестрансформаторного источника питания этот недостаток был разумно устранен путем введения различных типов стабилизирующих каскадов после мостового выпрямителя.

Этот конденсатор заземляет мгновенные скачки высокого напряжения, таким образом эффективно защищая связанную с ним электронику.

Как работает схема

Работу этого источника питания без преобразования можно понять по следующим пунктам:

  1. Когда вход сети переменного тока включен, конденсатор C1 блокирует вход сетевого тока и ограничивает его до более низкого уровня. уровень, определяемый значением реактивного сопротивления C1. Здесь можно приблизительно принять значение около 50 мА.
  2. Однако напряжение не ограничено, и поэтому полные 220 В или что-либо еще на входе может достигать следующей ступени мостового выпрямителя.
  3. Мостовой выпрямитель выпрямляет эти 220 В постоянного тока до более высоких 310 В постоянного тока из-за преобразования среднеквадратичного значения в пиковое значение сигнала переменного тока.
  4. Этот постоянный ток 310 В мгновенно понижается до постоянного низкого уровня с помощью следующего каскада стабилитрона, который шунтирует его на значение стабилитрона. Если используется стабилитрон 12 В, он станет 12 В и так далее.
  5. C2 наконец фильтрует 12 В постоянного тока с пульсациями в относительно чистый 12 В постоянного тока.

1) Базовая бестрансформаторная конструкция

Давайте попробуем более подробно разобраться в функциях каждой из частей, используемых в приведенной выше схеме:

  1. Конденсатор C1 становится наиболее важной частью схемы, поскольку он тот, который снижает высокий ток из сети 220 В или 120 В до желаемого более низкого уровня, чтобы соответствовать выходной нагрузке постоянного тока. Как показывает практика, каждая отдельная микрофарада этого конденсатора будет обеспечивать ток около 50 мА на выходную нагрузку.Это означает, что 2 мкФ обеспечит 100 мА и так далее. Если вы хотите узнать расчеты более точно, вы можете обратиться к этой статье.
  2. Резистор R1 используется для обеспечения пути разряда для высоковольтного конденсатора C1 всякий раз, когда цепь отключена от сетевого входа. Потому что C1 имеет способность сохранять в себе сетевой потенциал 220 В, когда он отключен от сети, и может подвергнуться риску поражения высоким напряжением любого, кто дотронется до контактов вилки. R1 быстро разряжает C1, предотвращая любую подобную аварию.
  3. Диоды D1 --- D4 работают как мостовой выпрямитель для преобразования слаботочного переменного тока от конденсатора C1 в слаботочный постоянный ток. Конденсатор C1 ограничивает ток до 50 мА, но не ограничивает напряжение. Это означает, что постоянный ток на выходе мостового выпрямителя является пиковым значением 220 В переменного тока. Это можно рассчитать как: 220 x 1,41 = 310 В постоянного тока приблизительно . Итак, у нас на выходе моста 310 В, 50 мА.
  4. Однако напряжение 310 В постоянного тока может быть слишком высоким для любого устройства с низким напряжением, кроме реле.Поэтому стабилитрон подходящего номинала используется для переключения 310 В постоянного тока на желаемое более низкое значение, такое как 12 В, 5 В, 24 В и т. Д., В зависимости от характеристик нагрузки.
  5. Резистор R2 используется как токоограничивающий резистор. Вы можете почувствовать, когда C1 уже существует для ограничения тока, зачем нам R2. Это связано с тем, что во время периодов мгновенного включения питания, то есть, когда входной переменный ток впервые подается на схему, конденсатор C1 просто действует как короткое замыкание в течение нескольких миллисекунд.Эти несколько начальных миллисекунд периода включения позволяют полному высокому току 220 В переменного тока войти в цепь, чего может быть достаточно, чтобы разрушить уязвимую нагрузку постоянного тока на выходе. Чтобы этого не произошло, введем R2. Однако лучшим вариантом могло бы быть использование NTC вместо R2.
  6. C2 - это конденсатор фильтра, который сглаживает пульсации 100 Гц от выпрямленного моста до более чистого постоянного тока. Хотя на схеме показан высоковольтный конденсатор 10uF 250V, вы можете просто заменить его на 220uF / 50V из-за наличия стабилитрона.

Схема печатной платы для объясненного выше простого бестрансформаторного источника питания показана на следующем изображении. Обратите внимание, что я добавил место для MOV также на печатной плате со стороны входа сети.

Пример схемы для светодиодного декоративного освещения.

Следующая схема бестрансформаторного или емкостного источника питания может использоваться в качестве схемы светодиодной лампы для безопасного освещения второстепенных светодиодных цепей, таких как небольшие светодиодные лампы или светодиодные гирлянды.

Идею запросил г-н.Jayesh:

Требования к требованиям

Струна состоит из примерно 65-68 светодиодов на 3 В, соединенных последовательно примерно на расстоянии, скажем, 2 фута, такие 6 струн связаны вместе, чтобы образовать одну струну, так что расположение лампочки составляет 4 дюйма в последней веревке. итак всего 390 - 408 светодиодных лампочек в финальной тросе.
Итак, пожалуйста, предложите мне наилучшую схему драйвера для работы.
1) одна строка из 65-68 строк.
или
2) полный канат, состоящий из 6 струн.
у нас есть еще одна веревка из 3-х струн. Струна состоит из примерно 65-68 светодиодов с напряжением 3 В, соединенных последовательно примерно на расстоянии, скажем, 2 фута, такие 3 струны связаны вместе, чтобы образовать одну струну, поэтому расположение лампочки получается, что длина последней веревки составляет 4 дюйма. итак всего 195-204 светодиодных лампочки в готовом тросе.
Итак, пожалуйста, предложите мне наилучшую схему драйвера для работы.
1) одна строка из 65-68 строк.
или
2) полная веревка из 3-х струн вместе.
Пожалуйста, предложите лучшую надежную схему с устройством защиты от перенапряжения и посоветуйте, какие дополнительные вещи необходимо подключить для защиты цепей.
, и обратите внимание, что на принципиальных схемах указаны значения, необходимые для того же, поскольку мы не являемся техническим специалистом в этой области.

Конструкция схемы

Схема драйвера, показанная ниже, подходит для управления любой цепочкой светодиодных ламп , имеющей менее 100 светодиодов (для входа 220 В), каждый светодиод рассчитан на 20 мА, 3,3 В 5 мм светодиоды:

Здесь входной конденсатор 0,33 мкФ / 400 В определяет величину тока, подаваемого на светодиодную цепочку. В этом примере это будет около 17 мА, что примерно соответствует выбранной светодиодной цепочке.

Если один драйвер используется для большего количества параллельных цепочек светодиодов 60/70, то просто указанное значение конденсатора может быть пропорционально увеличено для поддержания оптимального освещения светодиодов.

Следовательно, для двух параллельно включенных последовательностей требуемое значение будет 0,68 мкФ / 400 В, для трех строк вы можете заменить его на 1 мкФ / 400 В. Аналогично, для 4-х струн его необходимо увеличить до 1,33 мкФ / 400 В и так далее.

Важно : Хотя я не показал ограничивающий резистор в конструкции, было бы неплохо включить резистор 33 Ом 2 Вт последовательно с каждой цепочкой светодиодов для дополнительной безопасности.Его можно было вставить где угодно последовательно с отдельными струнами.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ВСЕ ЦЕПИ, УКАЗАННЫЕ В ДАННОЙ СТАТЬЕ, НЕ ИЗОЛИРОВАНЫ ОТ СЕТЕВОЙ ПИТАНИЯ, ПОЭТОМУ ВСЕ СЕКЦИИ ЦЕПИ ОПАСНЫ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ К СЕТИ AC ........

2). к бестрансформаторному источнику питания со стабилизированным напряжением

Теперь давайте посмотрим, как обычный емкостный источник питания может быть преобразован в бестрансформаторный источник питания со стабилизированным напряжением или переменным напряжением, применимый практически ко всем стандартным электронным нагрузкам и схемам.Идея была предложена г-ном Чанданом Мэйти.

Технические характеристики

Если вы помните, я уже общался с вами раньше с комментариями в вашем блоге.

Бестрансформаторные схемы действительно хороши, и я протестировал пару из них и работал со светодиодами 20 Вт, 30 Вт. Теперь я пытаюсь добавить контроллер, вентилятор и светодиоды вместе, поэтому мне нужен двойной источник питания.

Примерная спецификация:

Номинальный ток 300 мAP1 = 3.3-5 В 300 мА (для контроллера и т. Д.) P2 = 12-40 В (или более высокий диапазон), 300 мА (для светодиода)
Я решил использовать вашу вторую цепь, как упоминалось https://homemade-circuits.com/2012/08/ high-current-transformerless-power.html

Но я не могу заморозить способ получения 3,3 В без использования дополнительного конденсатора. 1. Можно ли поставить вторую схему с выхода первой? 2. Или второй мост TRIAC, который нужно разместить параллельно первому, после конденсатора, чтобы получить 3.3-5V

Буду рад, если вы любезно поможете.

Спасибо,

Конструкция

Функционирование различных компонентов, используемых на различных этапах показанной выше схемы управления напряжением, можно понять со следующих точек:

Напряжение сети выпрямляется четырьмя 1N4007 диоды и фильтруется конденсатором 10 мкФ / 400 В.

Выходное напряжение 10 мкФ / 400 В теперь достигает примерно 310 В, что является пиковым выпрямленным напряжением, достигаемым от сети.

Сеть делителей напряжения, сконфигурированная на основании TIP122, обеспечивает снижение этого напряжения до ожидаемого уровня или требуемого уровня на выходе источника питания.

Вы также можете использовать MJE13005 вместо TIP122 для большей безопасности.

Если требуется 12 В, потенциометр 10 кОм может быть установлен для достижения этого на эмиттере / земле TIP122.

Конденсатор 220 мкФ / 50 В гарантирует, что во время включения база получает мгновенное нулевое напряжение, чтобы поддерживать ее в выключенном состоянии и защищать от первоначального скачка напряжения.

Катушка индуктивности дополнительно гарантирует, что в течение периода включения катушка обеспечивает высокое сопротивление и предотвращает попадание любого пускового тока внутрь цепи, предотвращая возможное повреждение цепи.

Для достижения 5 В или любого другого прилагаемого пониженного напряжения можно использовать регулятор напряжения, такой как показанная 7805 IC.

Принципиальная схема

Использование полевого МОП-транзистора

Вышеупомянутая схема, использующая эмиттерный повторитель, может быть дополнительно усовершенствована за счет применения источника питания истокового повторителя МОП-транзистора вместе с дополнительным каскадом управления током с использованием транзистора BC547.

Полную принципиальную схему можно увидеть ниже:

Видео-подтверждение защиты от перенапряжения

3) Цепь бестрансформаторного источника питания с нулевым переходом

Третий интерес объясняет важность обнаружения перехода через ноль в емкостном бестрансформаторном питании питания, чтобы сделать его полностью защищенным от бросков импульсных токов включения сетевого выключателя. Идея была предложена г-ном Фрэнсисом.

Технические характеристики

Я с большим интересом читал статьи о безтрансформаторных источниках питания на вашем сайте, и, если я правильно понимаю, основная проблема - это возможный пусковой ток в цепи при включении, и это вызвано тем, что включение не всегда происходит при нулевом напряжении цикла (переход через ноль).

Я новичок в электронике, и мои знания и практический опыт очень ограничены, но если проблема может быть решена, если реализован переход через нуль, почему бы не использовать компонент перехода через ноль для управления им, такой как оптотриак с пересечением нуля.

Входная сторона Optotriac имеет малую мощность, поэтому можно использовать резистор малой мощности для понижения сетевого напряжения для работы Optotiac. Поэтому на входе оптотриака конденсатор не используется. Конденсатор подключен к выходу, который будет включаться симистором, который включается при переходе через нуль.

Если это применимо, это также решит проблемы с высокими требованиями к току, поскольку Optotriac, в свою очередь, может без каких-либо проблем управлять другим более высоким током и / или напряжением TRIAC. В цепи постоянного тока, подключенной к конденсатору, больше не должно быть проблем с пусковым током.

Было бы неплохо узнать ваше практическое мнение и спасибо, что прочитали мою почту.

С уважением,
Фрэнсис

Конструкция

Как правильно указано в приведенном выше предположении, вход переменного тока без контроля перехода через нуль может быть основной причиной броска импульсного тока в емкостных бестрансформаторных источниках питания.

Сегодня, с появлением сложных оптоизоляторов драйвера симистора, переключение сети переменного тока с контролем перехода через нуль больше не является сложной задачей и может быть легко реализовано с использованием этих устройств.

О оптопарах MOCxxxx

Драйверы симисторов серии MOC имеют форму оптопар и являются специалистами в этом отношении и могут использоваться с любым симистором для управления сетью переменного тока посредством обнаружения и контроля перехода через ноль.

Драйверы симисторов серии MOC включают в себя MOC3041, MOC3042, MOC3043 и т. Д., Все они почти идентичны по своим рабочим характеристикам с небольшими различиями в размах напряжений, и любой из них может быть использован для предлагаемого приложения для контроля перенапряжения в емкостных источниках питания.

Обнаружение и выполнение перехода через нуль обрабатываются внутри этих модулей оптического драйвера, и нужно только настроить силовой симистор с ним для наблюдения за предполагаемым управляемым срабатыванием при переходе через ноль интегральной схемы симистора.

Прежде чем исследовать схему бестрансформаторного питания симистора без перенапряжения с использованием концепции управления переходом через ноль, давайте сначала вкратце разберемся, что такое переход через нуль, и связанные с ним особенности.

Что такое переход через нуль в сети переменного тока

Мы знаем, что потенциал сети переменного тока состоит из циклов напряжения, которые растут и падают с изменением полярности от нуля до максимума и наоборот по заданной шкале.Например, в нашей сети переменного тока 220 В напряжение переключается с 0 на пиковое значение +310 В) и обратно до нуля, затем идет вниз от 0 до -310 В и обратно к нулю, это происходит непрерывно 50 раз в секунду, составляя переменный ток 50 Гц. цикл.

Когда сетевое напряжение приближается к мгновенному пику цикла, то есть около 220 В (для 220 В) на входе сети, оно находится в самой сильной зоне с точки зрения напряжения и тока, и если происходит включение емкостного источника питания в этот момент можно ожидать, что все 220 В выйдет из строя через источник питания и связанную с ним уязвимую нагрузку постоянного тока.Результатом может быть то, что мы обычно наблюдаем в таких блоках питания ... то есть мгновенное сгорание подключенной нагрузки.

Вышеупомянутые последствия обычно наблюдаются только в емкостных бестрансформаторных источниках питания, поскольку конденсаторы имеют характеристики короткого замыкания в течение доли секунды, когда они подвергаются напряжению питания, после чего они заряжаются и настраиваются в соответствии с заданными параметрами. выходной уровень

Возвращаясь к проблеме пересечения нулевого уровня сети, в обратной ситуации, когда сеть приближается или пересекает нулевую линию своего фазового цикла, ее можно рассматривать как самую слабую зону с точки зрения тока и напряжения, и можно ожидать, что любое устройство, включенное в этот момент, будет полностью безопасным и не подверженным скачкам напряжения.

Следовательно, если емкостный источник питания включается в ситуациях, когда вход переменного тока проходит через нулевую фазу, мы можем ожидать, что выходной сигнал источника питания будет безопасным и не будет иметь импульсного тока.

Как это работает

Схема, показанная выше, использует драйвер оптоизолятора симистора MOC3041 и сконфигурирована таким образом, что при каждом включении питания он срабатывает и инициирует подключенный симистор только во время первого перехода фазы переменного тока через ноль, а затем поддерживает нормально включенным переменный ток до тех пор, пока питание не будет отключено и снова не включено.

Обращаясь к рисунку, мы можем увидеть, как крошечный 6-контактный MOC 3041 IC соединен с симистором для выполнения процедур.

Вход на симистор подается через высоковольтный токоограничивающий конденсатор 105/400 В, нагрузку можно увидеть, подключенную к другому концу источника через конфигурацию мостового выпрямителя для достижения чистого постоянного тока на предполагаемой нагрузке, которая может светодиод.

Как контролируется импульсный ток

При включении питания сначала симистор остается выключенным (из-за отсутствия привода затвора), как и нагрузка, подключенная к мостовой сети.

Напряжение питания, полученное на выходе конденсатора 105/400 В, достигает внутреннего ИК-светодиода через контакт 1/2 оптической микросхемы. Этот вход контролируется и обрабатывается внутри в соответствии с откликом светодиодного ИК-света ... и как только обнаруживается, что цикл питания переменного тока достигает точки пересечения нуля, внутренний переключатель мгновенно переключает и запускает симистор и сохраняет систему включенной в течение оставшуюся часть периода, пока блок не будет выключен и снова включен.

При вышеуказанной настройке при каждом включении питания оптоизолирующий симистор MOC гарантирует, что симистор запускается только в тот период, когда сеть переменного тока пересекает нулевую линию своей фазы, что, в свою очередь, отлично поддерживает нагрузку безопасный и свободный от опасного всплеска спешки.

Улучшение вышеупомянутой конструкции

Здесь обсуждается комплексная схема емкостного источника питания, имеющая детектор перехода через ноль, ограничитель перенапряжения и регулятор напряжения, идея была представлена ​​г-ном Чами.

Разработка улучшенной схемы емкостного источника питания с Обнаружение пересечения нуля

Привет, Свагатам.

Это моя конструкция емкостного источника питания с защитой от перенапряжения с переходом через ноль и стабилизатором напряжения, я постараюсь перечислить все мои сомнения.
(я знаю, что это будет дорого для конденсаторов, но это только для целей тестирования)

1-Я не уверен, нужно ли менять BT136 на BTA06 для обеспечения большего тока.

2-Q1 (TIP31C) может обрабатывать только 100 В макс. Может его стоит поменять на транзистор 200В 2-3А?, Вроде 2SC4381.

3-R6 (200R 5W), я знаю, что этот резистор довольно маленький, и это моя ошибка
, я действительно хотел поставить резистор 1 кОм.А вот с резистором 200R 5W
работать будет?

4-Некоторые резисторы были изменены в соответствии с вашими рекомендациями, чтобы сделать его способным к напряжению 110 В. Может быть, резистор 10 кОм должен быть меньше?

Если вы знаете, как заставить его работать правильно, я буду очень рад исправить это. Если он работает, я могу сделать для него печатную плату, и вы можете опубликовать ее на своей странице (бесплатно, конечно).

Спасибо, что нашли время и просмотрели мою полную неисправностей схему.

Хорошего дня.

Chamy

Оценка конструкции

Здравствуйте, Chamy,

мне кажется, что ваша схема в порядке. Вот ответы на ваши вопросы:

1) да BT136 следует заменить на симистор с более высоким номиналом.
2) TIP31 следует заменить транзистором Дарлингтона, например, TIP142 и т. Д., Иначе он может работать неправильно.
3) при использовании Дарлингтона базовый резистор может быть высокого номинала, может быть, резистор 1 кОм / 2 Вт будет вполне нормальным.
Однако дизайн сам по себе выглядит излишеством, гораздо более простую версию можно увидеть ниже https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
С уважением

Swagatam

Ссылка:

Схема перехода через ноль

4) Импульсный бестрансформаторный источник питания с использованием IC 555

концепция схемы переключения при переходе через нуль, в которой входная мощность от сети может поступать в схему только во время перехода через нуль сигнала переменного тока, что исключает возможность скачков напряжения.Идею предложил один из заядлых читателей этого блога.

Технические характеристики

Будет ли работать бестрансформаторная схема с нулевым переходом для предотвращения начального пускового тока, не позволяя включаться до точки 0 в цикле 60/50 Гц?

Многие твердотельные реле, которые дешевы, менее 10,00 индийских рупий и имеют встроенную возможность.

Также я хотел бы использовать 20-ваттные светодиоды с этой конструкцией, но я не уверен, какой ток или насколько горячие конденсаторы получат, я полагаю, это зависит от того, как светодиоды соединены последовательно или параллельно, но допустим, что конденсатор рассчитан на 5 амперы или 125 мкФ конденсатор нагреется и взорвется ???

Как читать характеристики конденсаторов, чтобы определить, сколько энергии они могут рассеять.

Вышеупомянутый запрос побудил меня поискать соответствующую конструкцию, включающую концепцию переключения перехода через нуль на основе IC 555, и натолкнулся на следующую превосходную схему бестрансформаторного источника питания, которую можно было бы использовать для убедительного устранения всех возможных шансов на скачки напряжения.

Что такое переключение с переходом через ноль:

Важно сначала изучить эту концепцию, прежде чем исследовать предлагаемую бестрансформаторную схему без импульсных помех.

Все мы знаем, как выглядит синусоида сетевого сигнала переменного тока.Мы знаем, что этот синусоидальный сигнал начинается с отметки нулевого потенциала и экспоненциально или постепенно повышается до точки пикового напряжения (220 или 120), а оттуда экспоненциально возвращается к отметке нулевого потенциала.

После этого положительного цикла осциллограмма опускается и повторяет вышеуказанный цикл, но в отрицательном направлении, пока снова не вернется к нулевой отметке.

Вышеупомянутая операция происходит примерно от 50 до 60 раз в секунду в зависимости от технических характеристик электросети.
Поскольку именно эта форма сигнала входит в цепь, любая точка формы сигнала, отличная от нуля, представляет потенциальную опасность выброса при включении из-за наличия большого тока в форме сигнала.

Однако вышеупомянутой ситуации можно избежать, если нагрузка сталкивается с переключателем во время перехода через нуль, после которого экспоненциальный рост нагрузки не представляет никакой угрозы.

Именно это мы и попытались реализовать в предлагаемой схеме.

Работа схемы

Ссылаясь на принципиальную схему ниже, 4 диода 1N4007 образуют стандартную конфигурацию мостовых выпрямителей, катодный переход создает пульсации 100 Гц по линии.
Вышеупомянутая частота 100 Гц снижается с помощью делителя потенциала (47 кОм / 20 кОм) и подается на положительную шину IC555. На этой линии потенциал соответствующим образом регулируется и фильтруется с помощью D1 и C1.

Вышеупомянутый потенциал также подается на базу Q1 через резистор 100 кОм.

IC 555 сконфигурирован как моностабильный MV, что означает, что его выход будет повышаться каждый раз, когда его контакт №2 заземлен.

В течение периодов, в течение которых напряжение сети переменного тока выше (+) 0,6 В, Q1 остается выключенным, но как только форма сигнала переменного тока коснется нулевой отметки, то это будет ниже (+) 0.6 В, Q1 включает заземляющий контакт №2 микросхемы и обеспечивает положительный выход вывода №3 микросхемы.

Выход IC включает тиристор и нагрузку и удерживает его включенным до истечения времени MMV, чтобы начать новый цикл.

Время включения моностабильного может быть установлено изменением предустановки 1M.

Большее время включения обеспечивает больший ток нагрузки, делая ее ярче, если это светодиод, и наоборот.

Условия включения этой схемы бестрансформаторного питания на основе IC 555, таким образом, ограничиваются только тогда, когда переменный ток близок к нулю, что, в свою очередь, гарантирует отсутствие скачков напряжения при каждом включении нагрузки или схемы.

Принципиальная схема

Для приложения драйвера светодиода

Если вы ищете бестрансформаторный источник питания для приложения драйвера светодиодов на коммерческом уровне, то, вероятно, вы можете попробовать концепции, описанные здесь.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Смотрите также