4 Einfache transformatorlose Stromversorgungsschaltungen erklärt

4 Einfache transformatorlose Stromversorgungsschaltungen erklärt

In diesem Beitrag diskutieren wir 4 einfach zu bauende, kompakte, einfache transformatorlose Stromversorgungsschaltungen. Alle hier vorgestellten Schaltungen werden unter Verwendung der kapazitiven Reaktanztheorie zum Herabsetzen der Eingangswechselspannung aufgebaut. Alle hier vorgestellten Designs arbeiten unabhängig voneinander ohne Transformator oder ohne Transformator .

Das transformatorlose Stromversorgungskonzept

Wie der Name schon sagt, liefert ein transformatorloser Stromversorgungskreis einen niedrigen Gleichstrom aus dem Netzhochspannungswechselstrom, ohne irgendeine Form von Transformator oder Induktivität zu verwenden.



Dabei wird ein Hochspannungskondensator verwendet, um den Netzwechselstrom auf den erforderlichen niedrigeren Wert abzusenken, der für die angeschlossene elektronische Schaltung oder Last geeignet sein kann.



Die Spannungsspezifikation dieses Kondensators wird so gewählt, dass seine RMS-Spitzenspannung viel höher ist als die Spitze der Netzwechselspannung, um ein sicheres Funktionieren des Kondensators zu gewährleisten. Ein beispielhafter Kondensator, der normalerweise für transformatorlose Stromversorgungsschaltungen verwendet wird, ist unten gezeigt:

105 / 400V Kondensator 1uF 400V Kondensator für transformatorlose Stromversorgung

Dieser Kondensator wird in Reihe mit einem der Netzeingänge geschaltet, vorzugsweise der Phasenleitung des Wechselstroms.



Wenn der Wechselstrom in diesen Kondensator eintritt, abhängig vom Wert des Kondensators, die Reaktanz des Kondensators tritt in Aktion und verhindert, dass der Netzwechselstrom den angegebenen Wert überschreitet, der durch den Wert des Kondensators angegeben wird.

Obwohl der Strom begrenzt ist, ist die Spannung nicht begrenzt. Wenn Sie also den gleichgerichteten Ausgang eines transformatorlosen Netzteils messen, wird die Spannung gleich dem Spitzenwert des Netzwechselstroms sein. das sind ungefähr 310V , und das könnte für jeden neuen Bastler alarmierend sein.

Da der Strom jedoch durch den Kondensator ausreichend abgesenkt werden kann, könnte diese hohe Spitzenspannung leicht angegangen und stabilisiert werden, indem eine Zenerdiode am Ausgang des Brückengleichrichters verwendet wird.



Das Zenerdiodenleistung muss entsprechend dem zulässigen Strompegel vom Kondensator entsprechend ausgewählt werden.

VORSICHT: Bitte lesen Sie die Warnmeldung am Ende des Beitrags

Vorteile der Verwendung eines transformatorlosen Stromversorgungskreises

Die Idee ist billig und dennoch sehr effektiv für Anwendungen, die für ihren Betrieb wenig Strom benötigen.

Verwendung eines Transformators in Gleichstromversorgungen ist wahrscheinlich ziemlich häufig und wir haben viel darüber gehört.

Ein Nachteil bei der Verwendung eines Transformators ist jedoch, dass Sie das Gerät nicht kompakt machen können.

Selbst wenn der Strombedarf für Ihre Schaltungsanwendung gering ist, müssen Sie einen schweren und sperrigen Transformator einbauen, der die Dinge wirklich umständlich und unordentlich macht.

Die hier beschriebene transformatorlose Stromversorgungsschaltung ersetzt sehr effizient einen üblichen Transformator für Anwendungen, die Strom unter 100 mA benötigen.

Hier eine Hochspannung metallisierter Kondensator wird am Eingang für die erforderliche Herabsetzung der Netzleistung verwendet, und die vorhergehende Schaltung ist nichts anderes als eine einfache Brückenkonfiguration zur Umwandlung der herabgesetzten Wechselspannung in Gleichstrom.

Die im obigen Diagramm gezeigte Schaltung ist ein klassisches Design, das als verwendet werden kann 12 Volt Gleichstromversorgung Quelle für die meisten elektronischen Schaltungen.

Nachdem jedoch die Vorteile des obigen Entwurfs erörtert wurden, lohnt es sich, sich auf einige schwerwiegende Nachteile zu konzentrieren, die dieses Konzept beinhalten kann.

Nachteile eines transformatorlosen Stromversorgungskreises

Erstens kann die Schaltung keine Hochstromausgänge erzeugen, dies ist jedoch für die meisten Anwendungen kein Problem.

Ein weiterer Nachteil, der sicherlich berücksichtigt werden muss, besteht darin, dass das Konzept den Stromkreis nicht von gefährlichen Wechselstrompotentialen isoliert.

Dieser Nachteil kann schwerwiegende Auswirkungen auf Konstruktionen mit abgeschlossenen Ausgängen oder Metallschränken haben, spielt jedoch keine Rolle für Einheiten, bei denen alles in einem nicht leitenden Gehäuse verdeckt ist.

Daher müssen neue Bastler sehr sorgfältig mit dieser Schaltung arbeiten, um elektrische Verluste zu vermeiden. Last but not least erlaubt die obige Schaltung Spannungsspitzen durch sie eintreten, was zu ernsthaften Schäden am Stromkreis und an der Versorgungsschaltung selbst führen kann.

Bei dem vorgeschlagenen einfachen Entwurf einer transformatorlosen Stromversorgungsschaltung wurde dieser Nachteil jedoch vernünftigerweise behoben, indem verschiedene Arten von Stabilisierungsstufen nach dem Brückengleichrichter eingeführt wurden.

Dieser Kondensator erdet augenblickliche Hochspannungsstöße und schützt so die zugehörige Elektronik effizient.

Wie die Schaltung funktioniert

Die Funktionsweise dieses transformierlosen Netzteils kann anhand der folgenden Punkte verstanden werden:

  1. Wenn der Netz-Wechselstromeingang eingeschaltet ist, Kondensator C1 blockiert die Eingabe des Netzstroms und beschränkt ihn auf einen niedrigeren Wert, der durch den Reaktanzwert von C1 bestimmt wird. Hier kann man grob von ca. 50mA ausgehen.
  2. Die Spannung ist jedoch nicht begrenzt, und daher kann die volle 220 V oder was auch immer am Eingang sein kann, die nachfolgende Brückengleichrichterstufe erreichen.
  3. Das Brückengleichrichter korrigiert diese 220 V C auf einen höheren 310 V DC aufgrund der Umwandlung von RMS in Spitzen der Wechselstromwellenform.
  4. Dies 310 V DC werden sofort auf einen niedrigen DC-Pegel reduziert durch die nächste Zenerdiodenstufe, die sie auf den Zenerwert überbrückt. Wenn ein 12-V-Zener verwendet wird, wird dieser zu 12 V und so weiter.
  5. C2 filtert schließlich den 12-V-Gleichstrom mit Wellen in einen relativ sauberen 12-V-Gleichstrom.

1) Grundlegendes transformatorloses Design

Einfache transformatorlose Stromversorgungsschaltung

Lassen Sie uns versuchen, die Funktion jedes der in der obigen Schaltung verwendeten Teile genauer zu verstehen:

  1. Der Kondensator C1 wird zum wichtigsten Teil der Schaltung, da er den hohen Strom vom 220-V- oder 120-V-Netz auf den gewünschten niedrigeren Pegel reduziert, um ihn an die Ausgangsgleichstromlast anzupassen. Als Faustregel gilt, dass jeder einzelne MicroFarad von diesem Kondensator der Ausgangslast einen Strom von etwa 50 mA liefert. Dies bedeutet, dass ein 2uF 100 mA liefert und so weiter. Wenn Sie die Berechnungen genauer lernen möchten, können Sie Siehe diesen Artikel .
  2. Der Widerstand R1 wird verwendet, um einen Entladungspfad für den Hochspannungskondensator C1 bereitzustellen, wenn die Schaltung vom Netzeingang getrennt wird. Denn C1 kann das 220-V-Netzpotential darin speichern, wenn es vom Netz getrennt wird, und kann einen Hochspannungsschlag für jeden riskieren, der die Steckerstifte berührt. R1 entlädt den C1 schnell und verhindert so ein Missgeschick.
  3. Die Dioden D1 --- D4 arbeiten wie ein Brückengleichrichter, um den Niedrigstrom-Wechselstrom vom C1-Kondensator in einen Niedrigstrom-Gleichstrom umzuwandeln. Der Kondensator C1 begrenzt den Strom auf 50 mA, beschränkt jedoch nicht die Spannung. Dies impliziert, dass der Gleichstrom am Ausgang des Brückengleichrichters der Spitzenwert des 220 V Wechselstroms ist. Dies kann berechnet werden als: 220 x 1,41 = 310 V DC CA. Wir haben also 310 V, 50 mA am Ausgang der Brücke.
  4. Der 310-V-Gleichstrom kann jedoch für jedes Niederspannungsgerät mit Ausnahme eines Relais zu hoch sein. Daher eine entsprechend bewertete Zenerdiode wird verwendet, um die 310 V DC in Abhängigkeit von den Lastspezifikationen auf den gewünschten niedrigeren Wert wie 12 V, 5 V, 24 V usw. zu bringen.
  5. Der Widerstand R2 wird als verwendet Strombegrenzungswiderstand . Sie haben vielleicht das Gefühl, wenn C1 bereits zur Begrenzung des Stroms vorhanden ist, warum brauchen wir dann R2. Dies liegt daran, dass der Kondensator C1 während der Einschaltperioden des augenblicklichen Einschaltens, dh wenn der Eingangswechselstrom zum ersten Mal an die Schaltung angelegt wird, für einige Millisekunden einfach wie ein Kurzschluss wirkt. Diese wenigen anfänglichen Millisekunden der Einschaltdauer des Schalters ermöglichen den Eintritt des vollen Hochstroms mit 220 V Wechselstrom in den Stromkreis, was ausreichen kann, um die anfällige Gleichstromlast am Ausgang zu zerstören. Um dies zu verhindern, führen wir R2 ein. Die bessere Option könnte jedoch die Verwendung eines sein NTC anstelle von R2.
  6. Der C2 ist der Filterkondensator Dies glättet die 100-Hz-Wellen von der gleichgerichteten Brücke zu einem saubereren Gleichstrom. Obwohl im Diagramm ein Hochspannungskondensator mit 10 uF und 250 V dargestellt ist, können Sie ihn aufgrund des Vorhandenseins der Zenerdiode einfach durch einen Kondensator mit 220 uF / 50 V ersetzen.

Das PCB-Layout für das oben erläuterte einfache transformatorlose Netzteil ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Bitte beachten Sie, dass ich auch in der Leiterplatte auf der Netzeingangsseite einen Platz für einen MOV eingefügt habe.

Leiterplattenlayout ohne Transformator

Beispielschaltung für LED-Dekorationslichtanwendung

Die folgende transformatorlose oder kapazitive Stromversorgungsschaltung kann als LED-Lampenschaltung verwendet werden, um kleinere LED-Schaltungen wie kleine LED-Lampen oder LED-Lichterketten sicher zu beleuchten.

Die Idee wurde von Herrn Jayesh angefordert:

Anforderungsspezifikationen

Die Saite besteht aus ungefähr 65 bis 68 LEDs mit 3 Volt in Reihe, ungefähr in einem Abstand von beispielsweise 2 Fuß. Diese 6 Saiten sind zu einer Saite zusammengeseilt, sodass die Platzierung der Glühbirne 4 Zoll beträgt im letzten Seil. also über alle 390 - 408 LED-Lampen im letzten Seil.
Bitte schlagen Sie mir die bestmögliche Treiberschaltung für den Betrieb vor
1) eine Saite von 65-68 Saiten.
oder
2) komplettes Seil aus 6 Saiten zusammen.
Wir haben ein weiteres Seil mit 3 Saiten. Die Saite besteht aus ungefähr 65 bis 68 LEDs mit 3 Volt in Reihe, ungefähr in einem Abstand von etwa 2 Fuß. Solche 3 Saiten sind zusammengeseilt, um eine Saite zu bilden, damit die Platzierung der Glühbirne erfolgt heraus, um bei 4 Zoll im letzten Seil zu sein. also über alle 195 - 204 LED-Lampen im letzten Seil.
Bitte schlagen Sie mir die bestmögliche Treiberschaltung für den Betrieb vor
1) eine Saite von 65-68 Saiten.
oder
2) komplettes Seil aus 3 Saiten zusammen.
Bitte schlagen Sie den besten robusten Stromkreis mit Überspannungsschutz vor und empfehlen Sie zusätzliche Anschlüsse zum Schutz der Stromkreise.
und bitte beachten Sie, dass Schaltpläne mit Werten versehen sind, die für dieselben erforderlich sind, da wir in diesem Bereich überhaupt keine technische Person sind.

Schaltungsdesign

Die unten gezeigte Treiberschaltung ist zum Fahren geeignet eine beliebige LED-Lampe mit weniger als 100 LEDs (für 220 V Eingang), jede LED mit 20 mA, 3,3 V, 5 mm LEDs:

kapazitives transformatorloses Netzteil für LEd-Lichtbänder

Hier entscheidet der Eingangskondensator 0,33 uF / 400 V über die Strommenge, die der LED-Kette zugeführt wird. In diesem Beispiel sind es ungefähr 17 mA, was für die ausgewählte LED-Zeichenfolge genau richtig ist.

Wenn ein einzelner Treiber für mehr parallele 60/70-LED-Strings parallel verwendet wird, kann einfach der erwähnte Kondensatorwert proportional erhöht werden, um eine optimale Beleuchtung der LEDs aufrechtzuerhalten.

Daher wäre für 2 Saiten parallel der erforderliche Wert 0,68 uF / 400 V, für 3 Saiten könnten Sie ihn durch 1 uF / 400 V ersetzen. In ähnlicher Weise müsste dies für 4 Saiten auf 1,33 uF / 400 V usw. aktualisiert werden.

Wichtig ::Obwohl ich im Design keinen Begrenzungswiderstand gezeigt habe, wäre es eine gute Idee, einen 33-Ohm-2-Watt-Widerstand in Reihe mit jedem LED-String zu schalten, um die Sicherheit zu erhöhen. Dies kann an einer beliebigen Stelle in Reihe mit den einzelnen Zeichenfolgen eingefügt werden.

WARNUNG: ALLE IN DIESEM ARTIKEL ERWÄHNTEN SCHALTUNGEN SIND NICHT VON MAINS AC GETRENNT. Daher sind alle Abschnitte in der Schaltung extrem gefährlich, wenn sie mit MAINS AC verbunden sind.

2) Upgrade auf spannungsstabilisiertes transformatorloses Netzteil

Lassen Sie uns nun sehen, wie ein gewöhnliches kapazitives Netzteil in ein spannungsfreies, spannungsstabilisiertes oder transformatorloses Netzteil mit variabler Spannung umgewandelt werden kann, das für fast alle elektronischen Standardlasten und -schaltungen geeignet ist. Die Idee wurde von Herrn Chandan Maity angefordert.

Technische Spezifikationen

Wenn Sie sich erinnern, habe ich Sie vor einiger Zeit mit Kommentaren in Ihrem Blog informiert.

Die transformatorlosen Schaltkreise sind wirklich gut und ich habe einige davon getestet und 20W, 30W LED betrieben. Jetzt versuche ich, einige Controller, Lüfter und LED zusammen hinzuzufügen, daher benötige ich eine doppelte Versorgung.

Die grobe Spezifikation lautet:

Nennstrom 300 mAP1 = 3,3-5 V 300 mA (für Controller usw.) P2 = 12-40 V (oder höherer Bereich), 300 mA (für LED)
Ich dachte, Sie sollten Ihre 2. Schaltung wie erwähnt verwenden: //homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

Aber ich kann nicht einfrieren, wie man 3,3 V bekommt, ohne zusätzlichen Kondensator zu verwenden. 1. Kann eine zweite Schaltung vom Ausgang der ersten platziert werden? 2. Oder eine zweite TRIAC-Brücke, die parallel zur ersten Brücke nach dem Kondensator platziert werden soll, um 3,3-5 V zu erhalten

Ich werde mich freuen, wenn Sie mir freundlicherweise helfen.

Vielen Dank,

Das Design

Die Funktion der verschiedenen Komponenten, die in den verschiedenen Stufen der oben gezeigten spannungsgesteuerten Schaltung verwendet werden, kann aus den folgenden Punkten verstanden werden:

Die Netzspannung wird von den vier 1N4007-Dioden gleichgerichtet und vom 10uF / 400V-Kondensator gefiltert.

Der Ausgang über 10 uF / 400 V erreicht jetzt ungefähr 310 V, was die vom Netz erreichte gleichgerichtete Spitzenspannung ist.

Das an der Basis des TIP122 konfigurierte Spannungsteilernetzwerk stellt sicher, dass diese Spannung über den Stromversorgungsausgang auf das erwartete Niveau oder nach Bedarf reduziert wird.

Sie können auch verwenden MJE13005 anstelle von TIP122 für mehr Sicherheit.

Wenn 12 V erforderlich sind, kann der 10K-Poti so eingestellt werden, dass dies über den Emitter / die Masse des TIP122 erreicht wird.

Der 220uF / 50V-Kondensator stellt sicher, dass beim Einschalten der Basis eine momentane Nullspannung erzeugt wird, um sie ausgeschaltet zu halten und vor dem anfänglichen Ansturm zu schützen.

Der Induktor stellt ferner sicher, dass die Spule während der Einschaltdauer einen hohen Widerstand bietet und jeglichen Einschaltstrom stoppt, um in den Stromkreis zu gelangen, wodurch eine mögliche Beschädigung des Stromkreises verhindert wird.

Um eine 5V oder eine andere angeschlossene abgesenkte Spannung zu erreichen, kann ein Spannungsregler wie der gezeigte 7805 IC verwendet werden, um dieselbe zu erreichen.

Schaltplan

spannungsstabilisierter transformatorloser Stromversorgungskreis

Verwenden der MOSFET-Steuerung

Die obige Schaltung unter Verwendung eines Emitterfolgers kann durch Anwenden von a weiter verbessert werden Stromversorgung des MOSFET-Quellenfolgers zusammen mit einer zusätzlichen Stromregelstufe mit BC547-Transistor.

Das vollständige Schaltbild ist unten zu sehen:

Kapazitive und MOSFET-gesteuerte transformatorlose Stromversorgungsschaltung

Video-Nachweis des Überspannungsschutzes

3) Nulldurchgangstransformatorloser Stromversorgungskreis

Das dritte interessante erklärt die Bedeutung einer Nulldurchgangserkennung in kapazitiven transformatorlosen Netzteilen, um sie vor Einschaltstoßströmen des Netzschalters vollständig zu schützen. Die Idee wurde von Herrn Francis vorgeschlagen.

Technische Spezifikationen

Ich habe mit großem Interesse über die Artikel zu Transformatoren ohne Stromversorgung auf Ihrer Website gelesen. Wenn ich das richtig verstehe, ist das Hauptproblem der mögliche Einschaltstrom in der Schaltung beim Einschalten, und dies wird durch das Einschalten verursacht tritt nicht immer auf, wenn der Zyklus auf Null Volt steht (Nulldurchgang).

Ich bin ein Anfänger in der Elektronik und mein Wissen und meine praktische Erfahrung sind sehr begrenzt. Wenn das Problem jedoch gelöst werden kann, wenn ein Nulldurchgang implementiert ist, warum nicht eine Nulldurchgangskomponente verwenden, um es zu steuern, wie z. B. ein Optotriac mit Nulldurchgang.

Die Eingangsseite des Optotriac hat eine geringe Leistung, daher kann ein Widerstand mit geringer Leistung verwendet werden, um die Netzspannung für den Optotiac-Betrieb zu senken. Daher wird am Eingang des Optotriac kein Kondensator verwendet. Der Kondensator ist auf der Ausgangsseite angeschlossen, die vom TRIAC eingeschaltet wird, der sich beim Nulldurchgang einschaltet.

Wenn dies anwendbar ist, werden auch Probleme mit hohem Strombedarf gelöst, da der Optotriac wiederum problemlos einen anderen TRIAC mit höherem Strom und / oder höherer Spannung betreiben kann. Der an den Kondensator angeschlossene Gleichstromkreis sollte nicht mehr das Problem des Einschaltstroms aufweisen.

Es wäre schön, Ihre praktische Meinung zu kennen und danke, dass Sie meine Mail gelesen haben.

Grüße,
Francis

Das Design

Wie im obigen Vorschlag zu Recht ausgeführt, ist ein AC-Eingang ohne a Nulldurchgangskontrolle kann eine Hauptursache für einen Stoßstromanstieg in kapazitiven transformatorlosen Netzteilen sein.

Nulldurchgangsgesteuerter transformatorloser Stromversorgungskreis

Mit dem Aufkommen hochentwickelter Triac-Treiber-Optokoppler ist das Schalten eines Wechselstromnetzes mit Nulldurchgangssteuerung keine komplexe Angelegenheit mehr und kann einfach mit diesen Einheiten implementiert werden.

Über MOCxxxx Optokoppler

Die Triac-Treiber der MOC-Serie werden in Form von Optokopplern geliefert und sind in dieser Hinsicht Spezialisten. Sie können mit jedem Triac zur Steuerung des Wechselstromnetzes über eine Nulldurchgangserkennung und -steuerung verwendet werden.

Zu den Triac-Treibern der MOC-Serie gehören MOC3041, MOC3042, MOC3043 usw. Alle diese Treiber sind nahezu identisch mit ihren Leistungsmerkmalen, mit nur geringfügigen Unterschieden in ihren Spannungsspitzen, und jeder dieser Treiber kann für die vorgeschlagene Überspannungssteuerungsanwendung in kapazitiven Netzteilen verwendet werden.

Die Nulldurchgangserkennung und -ausführung werden alle intern in diesen Optotreibereinheiten verarbeitet, und man muss nur den Leistungstriac damit konfigurieren, um das beabsichtigte nulldurchgangsgesteuerte Zünden der integrierten Triac-Schaltung zu beobachten.

Bevor wir den überspannungsfreien triac-transformatorlosen Stromversorgungskreis unter Verwendung eines Nulldurchgangssteuerungskonzepts untersuchen, wollen wir zunächst kurz verstehen, was ein Nulldurchgang ist und welche Merkmale damit verbunden sind.

Was ist Nulldurchgang im Wechselstromnetz?

Wir wissen, dass ein Wechselstromnetzpotential aus Spannungszyklen besteht, die mit wechselnder Polarität von Null auf Maximum und umgekehrt über die gegebene Skala ansteigen und abfallen. Zum Beispiel schaltet die Spannung in unserem 220-V-Netzwechselstrom von 0 auf +310 V (Spitze) und zurück auf Null, dann von 0 auf -310 V nach unten und zurück auf Null. Dies geschieht kontinuierlich 50 Mal pro Sekunde, was einen Wechselstrom von 50 Hz darstellt Zyklus.

Wenn sich die Netzspannung in der Nähe ihrer momentanen Spitze des Zyklus befindet, dh in der Nähe von 220 V (für einen 220 V) Netzeingang, befindet sie sich in Bezug auf Spannung und Strom in der stärksten Zone, und wenn währenddessen eine kapazitive Stromversorgung eingeschaltet wird Es ist zu erwarten, dass die gesamten 220 V die Stromversorgung und die damit verbundene anfällige Gleichstromlast durchbrechen. Das Ergebnis könnte das sein, was wir normalerweise bei solchen Netzteilen beobachten ... das sofortige Verbrennen der angeschlossenen Last.

Die obige Konsequenz kann üblicherweise nur bei kapazitiven transformatorlosen Stromversorgungen gesehen werden, da Kondensatoren die Eigenschaften haben, sich für einen Bruchteil einer Sekunde wie ein Kurzschluss zu verhalten, wenn sie einer Versorgungsspannung ausgesetzt werden, wonach sie aufgeladen werden und sich auf ihren korrekten spezifizierten Ausgangspegel einstellen

Zurück zum Problem des Nulldurchgangs des Netzes: In einer umgekehrten Situation, in der sich das Netz der Nulllinie seines Phasenzyklus nähert oder diese überschreitet, kann davon ausgegangen werden, dass es sich in Bezug auf Strom und Spannung in seiner schwächsten Zone befindet und jedes Gerät eingeschaltet ist In diesem Moment ist zu erwarten, dass es völlig sicher und frei von einem Anstieg ist.

Wenn daher eine kapazitive Stromversorgung in Situationen eingeschaltet wird, in denen der Wechselstromeingang seine Phase Null durchläuft, können wir erwarten, dass der Ausgang der Stromversorgung sicher ist und keinen Stoßstrom aufweist.

Wie es funktioniert

Die oben gezeigte Schaltung verwendet einen Triac-Optoisolator-Treiber MOC3041 und ist so konfiguriert, dass bei jedem Einschalten der Strom der angeschlossene Triac nur während des ersten Nulldurchgangs der Wechselstromphase ausgelöst und initiiert wird und dann der Wechselstrom eingeschaltet bleibt Normalerweise für den Rest des Zeitraums, bis die Stromversorgung ausgeschaltet und wieder eingeschaltet wird.

Anhand der Abbildung können wir sehen, wie der winzige 6-polige MOC 3041 IC mit einem Triac verbunden ist, um die Prozeduren auszuführen.

Der Eingang zum Triac wird über einen Hochspannungs-Strombegrenzungskondensator 105 / 400V angelegt. Die Last ist über eine Brückengleichrichterkonfiguration am anderen Ende der Versorgung angebracht, um einen reinen Gleichstrom für die beabsichtigte Last zu erzielen, die eine LED sein könnte .

Wie der Stoßstrom gesteuert wird

Immer wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, bleibt der Triac zunächst ausgeschaltet (aufgrund des Fehlens des Gate-Antriebs), ebenso wie die an das Brückennetz angeschlossene Last.

Eine vom Ausgang des 105 / 400V-Kondensators abgeleitete Speisespannung erreicht die interne IR-LED über Pin 1/2 des Opto-IC. Dieser Eingang wird intern in Bezug auf die LED-IR-Lichtantwort überwacht und verarbeitet. Sobald der gespeiste Wechselstromzyklus den Nulldurchgangspunkt erreicht, schaltet ein interner Schalter den Triac sofort um und löst ihn aus und hält das System eingeschaltet den Rest des Zeitraums, bis das Gerät wieder aus- und wieder eingeschaltet wird.

Mit der obigen Einstellung stellt der MOC-Opto-Isolator-Triac bei jedem Einschalten sicher, dass der Triac nur während des Zeitraums ausgelöst wird, in dem das Wechselstromnetz die Nulllinie seiner Phase kreuzt, was wiederum die Last vollkommen sicher und sicher hält frei von der gefährlichen Welle in Eile.

Verbesserung des obigen Designs

Eine umfassende kapazitive Stromversorgungsschaltung mit einem Nulldurchgangsdetektor, einem Überspannungsschutz und einem Spannungsregler wird hier diskutiert. Die Idee wurde von Herrn Chamy eingereicht

Entwerfen einer verbesserten kapazitiven Stromversorgungsschaltung mit Nulldurchgangserkennung

Hallo Swagatam.

Dies ist mein Überspannungsschutz mit Überspannungsschutz und kapazitivem Netzteil mit Spannungsstabilisator. Ich werde versuchen, alle meine Zweifel aufzulisten.
(Ich weiß, dass dies für die Kondensatoren teuer sein wird, aber dies ist nur zu Testzwecken)

1-Ich bin nicht sicher, ob der BT136 gegen einen BTA06 ausgetauscht werden muss, um mehr Strom aufzunehmen.

2-Der Q1 (TIP31C) kann nur max. 100 V verarbeiten. Vielleicht sollte es für einen 200V 2-3A Transistor wie den 2SC4381 geändert werden.

3-R6 (200R 5W), ich weiß, dieser Widerstand ist ziemlich klein und es ist mein
Fehler, ich wollte eigentlich einen 1k Widerstand setzen. Aber mit einem 200R 5W
Widerstand würde es funktionieren?

4-Einige Widerstände wurden gemäß Ihren Empfehlungen geändert, um 110 V zu ermöglichen. Vielleicht muss der 10K-Widerstand kleiner sein?

Wenn Sie wissen, wie es richtig funktioniert, werde ich es sehr gerne korrigieren. Wenn es funktioniert, kann ich eine Leiterplatte dafür erstellen und Sie können es auf Ihrer Seite veröffentlichen (natürlich kostenlos).

Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen und meine fehlerhafte Schaltung angesehen haben.

Einen schönen Tag noch.

Chamy

Bewertung des Designs

Hallo Chamy,

Ihre Schaltung sieht für mich in Ordnung aus. Hier sind die Antworten auf Ihre Fragen:

1) Ja, BT136 sollte durch einen Triac mit höherer Bewertung ersetzt werden.
2) TIP31 sollte durch einen Darlington-Transistor wie TIP142 usw. ersetzt werden, da es sonst möglicherweise nicht richtig funktioniert.
3) Wenn ein Darlington verwendet wird, könnte der Basiswiderstand einen hohen Wert haben, möglicherweise wäre ein 1K / 2-Watt-Widerstand ganz in Ordnung.
Das Design selbst sieht jedoch wie ein Overkill aus, eine viel einfachere Version ist unten zu sehen https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
Grüße

Swagatam

Referenz:

Nulldurchgangsschaltung

4) Schalten des transformatorlosen Netzteils mit IC 555

Diese 4. einfache, aber intelligente Lösung wird hier unter Verwendung des IC 555 in seinem monostabilen Modus implementiert, um einen Stoßstoß in einer transfomerlosen Stromversorgung über ein Nulldurchgangsschaltkonzept zu steuern, bei dem die Eingangsleistung vom Netz nur während des Stromkreises in den Stromkreis eintreten darf Nulldurchgänge des Wechselstromsignals, wodurch die Möglichkeit von Spannungsspitzen ausgeschlossen wird. Die Idee wurde von einem der begeisterten Leser dieses Blogs vorgeschlagen.

Technische Spezifikationen

Würde eine transformatorlose Nulldurchgangsschaltung funktionieren, um den anfänglichen Einschaltstrom zu verhindern, indem das Einschalten erst am 0-Punkt im 60/50-Hertz-Zyklus zugelassen wird?

Viele Halbleiterrelais sind billig, kosten weniger als INR 10,00 und verfügen über diese Fähigkeit.

Ich würde auch gerne 20-Watt-LEDs mit diesem Design betreiben, bin mir aber nicht sicher, wie viel Strom oder wie heiß Kondensatoren werden. Ich nehme an, es hängt davon ab, wie die LEDs in Reihe oder parallel geschaltet sind, aber sagen wir, der Kondensator ist für 5 Ampere oder 125uf ausgelegt der Kondensator erwärmt und bläst ???

Wie liest man Kondensatorspezifikationen, um zu bestimmen, wie viel Energie sie abführen können?

Die obige Anfrage veranlasste mich, nach einem verwandten Design zu suchen, das ein IC 555-basiertes Nulldurchgangsschaltkonzept enthält, und stieß auf die folgende ausgezeichnete transformatorlose Stromversorgungsschaltung, die verwendet werden konnte, um alle möglichen Chancen eines Überspannungsschutzes überzeugend auszuschließen.

Was ist ein Nulldurchgangswechsel?

Es ist wichtig, dieses Konzept zuerst zu lernen, bevor die vorgeschlagene überspannungsfreie transformatorlose Schaltung untersucht wird.

Wir alle wissen, wie eine Sinuswelle eines Wechselstromnetzes aussieht. Wir wissen, dass dieses Sinussignal von einer Nullpotentialmarke ausgeht und exponentiell oder allmählich zum Spitzenspannungspunkt (220 oder 120) ansteigt und von dort exponentiell zur Nullpotentialmarke zurückkehrt.

Nach diesem positiven Zyklus taucht die Wellenform ab und wiederholt den obigen Zyklus, jedoch in negativer Richtung, bis sie wieder zur Nullmarke zurückkehrt.

Der obige Vorgang erfolgt etwa 50 bis 60 Mal pro Sekunde, abhängig von den Netzspezifikationen.
Da diese Wellenform in den Schaltkreis eintritt, besteht für jeden anderen Punkt in der Wellenform als Null eine potenzielle Gefahr eines Einschaltstoßes aufgrund des damit verbundenen hohen Stroms in der Wellenform.

Die obige Situation kann jedoch vermieden werden, wenn die Last während des Nulldurchgangs mit dem Einschalten konfrontiert wird, wonach der exponentielle Anstieg keine Bedrohung für die Last darstellt.

Dies ist genau das, was wir versucht haben, in der vorgeschlagenen Schaltung zu implementieren.

Schaltungsbetrieb

Unter Bezugnahme auf das nachstehende Schaltbild bilden die 4 1N4007-Dioden eine Standardkonfiguration für Brückengleichrichter. Der Kathodenübergang erzeugt eine 100-Hz-Welligkeit über die Leitung.
Die obige 100-Hz-Frequenz wird unter Verwendung eines Potentialteilers (47k / 20K) fallen gelassen und an die positive Schiene des IC555 angelegt. Über diese Leitung wird das Potential mit D1 und C1 entsprechend geregelt und gefiltert.

Das obige Potential wird auch über den 100k-Widerstand an die Basis Q1 angelegt.

Der IC 555 ist als monostabiles MV konfiguriert, was bedeutet, dass sein Ausgang jedes Mal hoch geht, wenn Pin 2 geerdet wird.

Für die Zeiträume, in denen das Wechselstromnetz über (+) 0,6 V liegt, bleibt Q1 ausgeschaltet. Sobald die Wechselstromwellenform die Nullmarke berührt, die unter (+) 0,6 V liegt, schaltet Q1 den Erdungsstift # ein. 2 des IC und Rendern eines positiven Ausgangs des IC-Pins # 3.

Der Ausgang des IC schaltet den SCR und die Last ein und hält ihn eingeschaltet, bis das MMV-Timing abgelaufen ist, um einen neuen Zyklus zu beginnen.

Die EIN-Zeit des Monostabils kann durch Variieren der 1M-Voreinstellung eingestellt werden.

Eine längere Einschaltzeit sorgt für mehr Strom für die Last und macht sie heller, wenn es sich um eine LED handelt, und umgekehrt.

Die Einschaltbedingungen dieses transformatorlosen Stromversorgungskreises auf IC 555-Basis sind daher nur dann eingeschränkt, wenn der Wechselstrom nahe Null ist, was wiederum sicherstellt, dass bei jedem Einschalten der Last oder des Stromkreises keine Stoßspannung auftritt.

Schaltplan

Transformatorloses Netzteil mit IC 555

Für LED-Treiberanwendung

Wenn Sie nach einem transformatorlosen Netzteil für LED-Treiberanwendungen auf kommerzieller Ebene suchen, können Sie wahrscheinlich das ausprobieren Konzepte hier erklärt .




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