3 półprzewodnikowe, pojedyncze, regulowane obwody zasilania 220 V IC

Te zasilacze prądu przemiennego na prąd stały wykorzystują pojedynczy układ scalony do konwersji napięcia wejściowego 220 V lub 120 V prądu przemiennego na prąd stały 12 V lub 5 V bez konieczności stosowania transformatora.

Omówiono tutaj trzy proste, ale wydajne, jednoukładowe, oparte na jednym chipie, beztransformatorowe, regulowane obwody półprzewodnikowe zasilające.

Pierwsza działa na pojedynczym układzie scalonym SR087. Konstrukcja nie zależy od kondensatorów lub cewek indukcyjnych o dużej wartości, a mimo to jest w stanie dostarczyć prąd 100 mA do obciążenia załączanego.

1) Główne funkcje i układ planszy

Główne cechy tego zasilacza wykorzystującego IC SR087 to:

Wysoka sprawność bez stosowania cewek. Nie wymaga kondensatorów wysokiego napięcia do spadku prądu sieciowego. Może być używany z wejściami 120 V AC i 220 V AC Regulowana moc wyjściowa od 9V do 50VDC Posiada wewnętrzne obwody softstat Zużycie w trybie czuwania poniżej 200mW

Plik Supertex SR087 to beztransformatorowy układ regulatora przełączającego, specjalnie zaprojektowany do pracy bezpośrednio z wyprostowanej linii 220 V lub 120 V AC.

Zasada działania polega na włączaniu tranzystora przejściowego za każdym razem, gdy wyprostowany prąd przemienny osiągnie poziom poniżej ustawionego poziomu wyjściowego, i wyłączaniu go, gdy tylko poziom wyjściowy zostanie utrzymany na ustawionym poziomie.

Wewnętrznie ustawiony regulator liniowy 5 V oferuje dodatkowe stałe wyjście 5 V z układu scalonego do obsługi urządzeń wymagających ścisłego wejścia 5 V.

Układ scalony obsługuje również funkcję „wyłączania” wyzwalanego przez zewnętrzne wejście logiczne, która może być używana do wyłączania obwodu, gdy nie jest używany, i utrzymywania systemu w trybie gotowości.

OSTRZEŻENIE! Projekt nie obejmuje izolacji galwanicznej. Po włączeniu do linii prądu przemiennego mogą występować napięcia i wstrząsy zagrażające życiu. Projektant stosujący SR087 musi zapewnić podjęcie odpowiednich środków bezpieczeństwa w celu ochrony użytkownika końcowego przed śmiercią.

Opisane tutaj obwody nie gwarantują spełnienia wymagań dotyczących przepięć i przewodzenia EMI.

Działanie tych obwodów może się różnić w zależności od aplikacji. Zaleca się projektantowi przeprowadzenie testów sprawdzających zgodność z ustalonymi światowymi normami i przepisami.

Schemat obwodu

Lista części

Opis wyprowadzeń

VIN - Powinien być podłączony do linii 120/230 VAC. Napięcie wejściowe prądu przemiennego obwodu jest zabezpieczone przed prądami udarowymi przez warystor 275 V z tlenku metalu (MOV), a także 1,25 A
bezpiecznik zwłoczny.

Nigdy nie używaj transformatora na linii wejściowej. Wysoka indukcyjność może generować indukcyjne pole elektromagnetyczne z powrotem, przeciążając
MOV i niszcząc go. Należy pamiętać, że proponowany regulowany beztransformatorowy zasilacz 50 V nie jest przystosowany do zasilania poprzez wejście zasilania z zasilacza bezprzerwowego o przebiegu prostokątnym, które jest również zwykle określane jako „zmodyfikowana fala sinusoidalna”.

GND - To jest wspólna linia obwodu. A ponieważ obwód nie zapewnia izolacji galwanicznej od sieci 220V lub 120V, podłączając tę ​​wspólną linię do uziemionego sprzętu,
(np. oscyloskop), może spowodować zwarcie przewodu AC, prowadzące do natychmiastowego uszkodzenia obwodu lub nawet używanego sprzętu.

Warto również zauważyć, że GND może mieć podwyższony poziom napięcia w odniesieniu do
do masy, nawet gdy wejście AC jest wyłączone. Uważaj na to!

VOUT - Odnosi się do głównego wyjścia stopnia obwodu.

Układ scalony SR087 jest przeznaczony do regulacji szczytowego napięcia wyjściowego, a nie wartości średniej, dlatego też
średnie napięcie będzie wykazywać tendencję spadkową po podłączeniu obciążenia.

VOUT można regulować w zakresie od 9,0 do 50 V, zmieniając wartość R1 zgodnie ze wzorem podanym na schemacie obwodu

VREG - Jest to stałe wyjście regulowane 5 V z układu scalonego. Ponieważ to wyjście pochodzi z linii 50 V, każde obciążenie na VREG może spowodować równoważny spadek prądu na VOUT.

VREG będzie wymagał co najmniej 4,0 V.
do generowania 5V, czyli minimum 9V przy VOUT.

Ponieważ układ scalony jest zwykle regulatorem liniowym, SR087 ulegnie rozproszeniu
moc obecna na wyjściu VREG lub VOUT osiąga około 460 mW przy 60 mA.

ENABLE - Jeśli logika niska (<0.2V) is applied on this pinout it enables Q1
przełączanie i VOUT włączony.

Jednak logika
wysoki (> 0,75 • VREG) na tym wyprowadzeniu szybko wyłącza Q1
, odcinając zasilanie VOUT, a także wyjście VREG.

Jeśli jednak na zaciskach VOUT w stanie wyłączonym występuje napięcie zewnętrzne, VREG będzie nadal działać, umożliwiając generowanie napięcia 5,0 V na określonych zaciskach.
Wejście ENABLE jest wyposażone w rezystor obniżający 20 kΩ. W przypadku, gdy nie jest to wymagane lub nieużywane, można je po prostu pozostawić niepodłączone lub podłączone do uziemienia.

2) Zasilacz półprzewodnikowy 12 V, 5 V wykorzystujący układ scalony LR645

W kolejnym drugim projekcie półprzewodnikowym opartym na pojedynczym układzie scalonym badamy, w jaki sposób napięcie sieciowe jest kontrolowane do 12 V i 5 V za pomocą tylko jednego układu scalonego LR645G i kilku innych pomocniczych zwykłych aktywnych półprzewodników.

W jednym z moich wcześniejszych postów zamieściłem podobny obwód, ale użyłem kondensatora wysokiego napięcia do obniżenia napięcia sieciowego do niższych poziomów użytkowych.

Dzięki Supertex ic. za dostarczenie nam tego cudownego małego chipa LR645G, który samodzielnie kontroluje dowolne napięcie od 24 do 270 V AC i wytwarza na wyjściu napięcie stałe poniżej 15 V, co idealnie nadaje się do obsługi czułych, kompaktowych obwodów elektronicznych.

Najlepszą częścią obwodu jest to, że nie zawiera żadnych nieporęcznych ciężkich elementów, takich jak transformator lub niepolarne kondensatory wysokiego napięcia.

Chociaż wszyscy znamy prosty sposób konstruowania zasilaczy beztransformatorowych przy użyciu kondensatorów wysokiego napięcia, te kondensatory wysokonapięciowe mają jedną wielką wadę.

Przy włączonym przełączniku, te czapki umożliwiają przejście przez nie wysokich impulsów wejściowych, a także pośrednie stany przejściowe stają się nie do zatrzymania z tymi urządzeniami.

Wada może spowodować spustoszenie w dowolnym obwodzie elektronicznym, który może być podłączony do takich konfiguracji zasilania.

Jak działa LR645G

Używając LR645G powyższe zagrożenie zostaje całkowicie wyeliminowane. Maksymalny prąd dostępny z tego urządzenia jest dość niski, około 3 mA, ale to nigdy nie jest problem, ponieważ prąd można wystrzelić do 150 mA, poprzez proste dodanie fet DN2540N5 w obwodzie.

Rysunek pokazany powyżej to klasyczny obwód półprzewodnikowy z beztransformatorowym obwodem zasilającym 12 V i 5 V, który może zapewnić wyjścia 15 woltów i 5 woltów.

15 woltów jest dostępne tylko na skrzyżowaniu wyjścia LR645 i wejścia Ic 7805.
Jeśli opcja 5 V nie jest wymagana, konfigurację wokół regulatora 5 V można po prostu wyeliminować, co sprawia, że ​​obwód jest jeszcze prostszy i kompaktowy.

Opis

W skrócie schemat obwodu można rozumieć w następujący sposób:

• Sieć wysokiego napięcia prądu przemiennego jest prostowana przez konfigurację mostka przy użyciu czterech diod na wejściu.
• Wyprostowane napięcie jest wygładzane przez kondensator filtrujący wprowadzony tuż za siecią mostkową.
• Wyprostowane, przefiltrowane wysokie napięcie jest podawane do układu scalonego LR645LG, który skutecznie redukuje napięcie do 15 woltów przy 3 mA.
• FET podciąga prąd wyjściowy 3 mA do 150 mA i przekazuje go do następnego stopnia, który zawiera 5-woltowy stopień regulatora.

Jednak jedną wielką wadą braku wbudowania transformatora jest NIEBEZPIECZEŃSTWO porażenia prądem wysokiego napięcia, które jest aktywnie zawieszone na wszystkich nieosłoniętych punktach obwodu.

Dlatego należy zachować szczególną ostrożność podczas budowania i testowania tego obwodu i innych dołączonych obwodów.

Lista części

Diody - 1N4007

Kondensator wejściowy - 4,7uF / 400V,

Kondensatory wyjściowe to 1uF / 25V

Układy scalone to LR645LG i 7805,

FET - DN2540N5

3) Obwód zasilania pojedynczego układu 0-400 V.

Fajny, zmienny obwód beztransformatorowego zasilania 0-400 V można zbudować przy użyciu tylko jednego układu LR8 i kilku rezystorów. Układ scalony posiada wbudowany stopień kontroli prądu, co sprawia, że ​​konstrukcja jest wyjątkowo bezpieczna nawet dla krytycznych obwodów elektronicznych.

Jak zaprojektowano LR8 IC do pracy

IC LR8 jest bardzo podobny do naszego LM317 lub układy scalone LM338 z wyjątkiem ich maksymalnego napięcia wejściowego i specyfikacji wydajności dostarczania prądu, które są szeroko od siebie oddalone, pozostałe atrybuty są dokładnie podobne.

Ponieważ układ scalony LR8 jest zaprojektowany do pracy z dużymi napięciami do 430 V, jego wydajność prądowa jest w rezultacie znacznie niższa przy maksimum 20 mA, niemniej jednak przy 400 V prąd ten może wydawać się znacznie przydatny.

Ponieważ proponowany beztransformatorowy obwód zasilania 0-400 V jest przystosowany do pracy z napięciem ponad 400 V AC, oznacza to, że obwód ten można po prostu podłączyć bezpośrednio do naszego gniazdka sieciowego, nie martwiąc się o gwałtowne uderzenia lub inne powiązane katastroficzne sytuacje.

Jak to działa

Nawiązując do projektu obwodu 0-400V beztransformatorowy zasilacz powyżej widzimy, że jest dokładnie identyczny z regulatorami napięcia typu LM317, w których R1 służy do ustawiania napięcia odniesienia dla pinu ADJ, a R2 jest ustawione do określania zamierzonego napięcia wyjściowego na C2.

Na schemacie rezystor 18K ma dawać precyzyjne 5V na wyjściu tak długo, jak długo napięcie wejściowe jest 12 V powyżej wartości wyjściowej ... co oznacza, że ​​dla uzyskania 5V minimalne napięcie wejściowe zasilania powinno wynosić 17V. Podobnie, aby zapewnić minimum 1,25 V na wyjściu, źródło wejściowe będzie musiało mieć około 13,2 V. Krótko mówiąc, napięcie różnicowe musi wynosić + 12 V powyżej żądanej wartości wyjściowej.

Aby uzyskać płynnie regulowane wyjście 0-400 V lub 0-300 V DC z prostowanego źródła wejściowego 220 V, R2 można zastąpić potencjometrem 100K.

W przypadku innych stałych wartości można zastosować określony wzór, jak zasugerowano na schemacie.

Schemat wyprowadzeń układu scalonego LR8 można poznać na poniższym obrazku:

Skoro wiesz, jak zbudować beztransformatorowy obwód zasilający 0-400 V, jak zamierzasz go wykorzystać do swoich konkretnych potrzeb? .... pomyśl i udostępnij, jeśli to możliwe, w polu komentarza.