Wysokoprądowy beztransformatorowy obwód zasilania

Przedstawiona poniżej prosta konfiguracja beztransformatorowego obwodu zasilania jest w stanie zapewnić wysoki prąd przy dowolnym ustalonym poziomie napięcia. Wydaje się, że pomysł rozwiązał problem wyprowadzania wysokiego prądu z zasilaczy pojemnościowych, który wcześniej wydawał się trudną propozycją. Zakładam, że jestem pierwszą osobą, która to wymyśliła.

Wprowadzenie

Kilka omówiłem beztransformatorowe obwody zasilania na tym blogu, które są dobre tylko w zastosowaniach o małej mocy i stają się mniej skuteczne lub bezużyteczne przy obciążeniach wysokoprądowych.

Powyższa koncepcja wykorzystuje wysokie napięcie Kondensatory PP do obniżenia napięcia sieciowego do wymaganego poziomu, jednak nie jest w stanie podnieść poziomu prądu zgodnie z żadną pożądaną, konkretną aplikacją.

Chociaż, ponieważ prąd jest wprost proporcjonalny do reaktancja kondensatorów oznacza, że ​​prąd można podnieść po prostu przez równoległe włączenie większej liczby kondensatorów. Jednak stwarza to ryzyko wystąpienia wysokich początkowych prądów udarowych, które mogą natychmiast zniszczyć dany obwód elektroniczny.

Dodawanie kondensatorów w celu zwiększenia prądu

Dlatego dodanie kondensatorów może pomóc w zwiększeniu parametrów prądowych takich zasilaczy, ale najpierw należy zadbać o współczynnik udarowy, aby obwód był wykonalny do praktycznego zastosowania.

Obwód beztransformatorowego zasilacza wysokoprądowego wyjaśniony tutaj, mam nadzieję, skutecznie obsługuje gwałtowny wzrost wynikający z stanów nieustalonych mocy tak, że wyjście staje się wolne od zagrożeń i zapewnia wymagane zasilanie prądem przy znamionowych poziomach napięcia.

Wszystko w obwodzie jest zachowane tak, jak jego stary odpowiednik, z wyjątkiem włączenia sieci triaka i zenera, która w rzeczywistości jest sieć łomu , używany do uziemiania wszystkiego, co przekracza napięcie znamionowe.

Miejmy nadzieję, że w tym obwodzie wyjście zapewni stabilne napięcie około 12+ woltów przy około 500 mA prądu bez niebezpieczeństwa przypadkowego napięcia lub przepływu prądu.

OSTRZEŻENIE: OBWÓD NIE JEST ODIZOLOWANY OD SIECI, W ZWIĄZKU Z WYSOKIM RYZYKIEM PRĄDU ELEKTRYCZNEGO.

AKTUALIZACJA: Dzięki temu można nauczyć się lepszego i bardziej zaawansowanego projektu beztransformatorowy obwód zasilający sterowany przejściem przez zero

Lista części

• R1 = 1 M, 1/4 W.
• R2, R3 = 1K, 1/4 WATT
• C1 ---- C5 = 2 uF / 400 V PPC, KAŻDY
• C6 = 100 uF / 25 V.
• Wszystkie DIODY = 1N4007
• Z1 = 15 V, 1 wat
• TRIAC = BT136

Starannie narysowana płytka drukowana dla powyższego beztransformatorowego zasilacza wysokoprądowego została przedstawiona poniżej, została zaprojektowana przez pana Patricka Bruyna, jednego z zapalonych obserwatorów tego bloga.

Aktualizacja

Głębsza analiza obwodu wykazała, że ​​triak odprowadzał znaczną ilość prądu, jednocześnie ograniczając wzrost i kontrolując prąd.

Podejście przyjęte w powyższym obwodzie do kontroli napięcia i przepięcia jest negatywne z punktu widzenia wydajności.

W celu uzyskania zamierzonych rezultatów proponowanych w powyższym projekcie i bez przetok cennych wzmacniaczy, należy zaimplementować obwód o dokładnie odwrotnej odpowiedzi, jak pokazano powyżej

Co ciekawe, tutaj triak nie jest skonfigurowany do zrzutu mocy, a jest okablowany w taki sposób, że wyłącza zasilanie, gdy tylko wyjście osiągnie określony bezpieczny limit napięcia, który jest wykrywany przez stopień BJT.

Nowa aktualizacja:

W powyższej zmodyfikowanej konstrukcji triak może nie działać prawidłowo ze względu na raczej niewygodne ustawienie. Poniższy diagram sugeruje poprawnie skonfigurowaną wersję powyższego, po której można oczekiwać, że będzie działać zgodnie z oczekiwaniami. W tym projekcie zastosowaliśmy SCR zamiast triaka, ponieważ urządzenie znajduje się za mostkiem prostowniczym, a zatem wejście ma postać tętnień prądu stałego, a nie prądu przemiennego.

Poprawa powyższego projektu:

W powyższym beztransformatorowym obwodzie zasilającym opartym na SCR, wyjście jest chronione przed przepięciami przez SCR, ale BC546 nie jest chroniony. W celu zapewnienia pełnej ochrony całego obwodu wraz ze stopniem sterownika BC546, do stopnia B546 należy dodać oddzielny stopień wyzwalający małej mocy. Zmieniony projekt można zobaczyć poniżej:

Powyższy projekt można dodatkowo ulepszyć, modyfikując położenie SCR, jak pokazano poniżej:

Do tej pory zbadaliśmy kilka projektów zasilaczy beztransformatorowych ze specyfikacjami wysokoprądowymi, a także poznaliśmy różne tryby ich konfiguracji.

Poniżej pójdziemy trochę dalej i nauczymy się, jak wykonać obwód wersji zmiennej za pomocą SCR. Wyjaśniony projekt nie tylko zapewnia możliwość uzyskania bezstopniowej mocy wyjściowej, ale jest również chroniony przed przepięciami, dzięki czemu jest bardzo niezawodny dzięki zamierzonym funkcjom.

Obwód można zrozumieć z następującego opisu:

Działanie obwodu

Lewa boczna sekcja obwodu jest nam dość znana, kondensator wejściowy wraz z czterema diodami i kondensatorem filtrującym tworzy części wspólnego, zawodnego obwodu beztransformatorowego zasilania o stałym napięciu.

Wyjście z tej sekcji będzie niestabilne, podatne na prądy udarowe i stosunkowo niebezpieczne w przypadku obsługi wrażliwych obwodów elektronicznych.

Fragment obwodu po prawej stronie bezpiecznika przekształca go w zupełnie nową, wyszukaną konstrukcję.

Sieć Crowbar

W rzeczywistości jest to sieć łomów, wprowadzona dla kilku interesujących funkcji.

Dioda Zenera wraz z R1 i P1 tworzy rodzaj zacisku napięciowego, który decyduje, na jakim poziomie napięcia ma odpalić tyrystor.

P1 efektywnie zmienia napięcie Zenera od zera do jego maksymalnej wartości, więc tutaj przyjmuje się, że wynosi od 0 do 24 V.

W zależności od tej regulacji ustawiane jest napięcie odpalania tyrystora.

Zakładając, że P1 ustawia zakres 12 V dla bramki SCR, gdy tylko zostanie włączone zasilanie sieciowe, wyprostowane napięcie DC zacznie rosnąć między D1 i P1.

W momencie osiągnięcia znaku 12V SCR uzyskuje wystarczające napięcie wyzwalające i natychmiast przewodzi, zwierając zaciski wyjściowe.

Zwarcie wyjścia ma tendencję do obniżania napięcia do zera, jednak w momencie, gdy spadek napięcia spadnie poniżej ustawionego znaku 12V, SCR jest blokowany od wymaganego napięcia bramki i powraca do stanu nieprzewodzącego ... sytuacja po raz kolejny pozwala na wzrost napięcia, a SCR powtarza proces, upewniając się, że napięcie nigdy nie przekroczy ustawionego progu.

Włączenie konstrukcji łomu zapewnia również wyjście wolne od udarów, ponieważ SCR nigdy nie pozwala na przejście żadnego udaru do wyjścia w każdych warunkach, a także umożliwia działanie przy stosunkowo wyższych prądach.

Schemat obwodu