Nagy áramú transzformátor nélküli tápegység

Az alábbiakban bemutatott transzformátor nélküli tápegység egyszerű konfigurációja nagy áramot képes biztosítani bármely hozzárendelt rögzített feszültségszintnél. Úgy tűnik, hogy az ötlet megoldotta azt a problémát, hogy a nagy áramot kapják a kapacitív tápegységek, ami korábban nehéz javaslatnak tűnt. Feltételezem, hogy én vagyok az első, aki kitalálta ezt.

Bevezetés

Megbeszéltem néhányat transzformátor nélküli áramellátási áramkörök ebben a blogban, amelyek csak alacsony fogyasztású alkalmazások esetén jók, és nagy áramterhelés mellett általában kevésbé hatékonyak vagy haszontalanok.

A fenti koncepció nagyfeszültséget használ PP kondenzátorok a hálózati feszültség szükséges szintre történő csökkentésére, azonban nem képes emelni az áramszintet bármely kívánt alkalmazásnak megfelelően.

Bár, mivel az áram egyenesen arányos a a kondenzátorok reaktanciája , azt jelenti, hogy az áram csak pár kondenzátor beépítésével emelhető fel. Ez azonban nagy kezdeti túlfeszültség-kockázatot jelent, amely azonnal megsemmisítheti az érintett elektronikus áramkört.

Kondenzátorok hozzáadása az áram növeléséhez

Ezért a kondenzátorok hozzáadása hozzájárulhat az ilyen tápegységek aktuális jellemzőinek növekedéséhez, de először a túlfeszültség-tényezőt kell figyelembe venni, hogy az áramkör gyakorlati felhasználása megvalósítható legyen.

Az itt ismertetett nagyáramú transzformátor nélküli tápegység áramköre remélhetőleg hatékonyan kezeli a áramellátási tranziensekből kialakuló hullám oly módon, hogy a kimenet mentes legyen a veszélyektől, és a névleges feszültség szintjén biztosítja a szükséges áramellátást.

Az áramkörben minden megmarad, csakúgy, mint a régi megfelelője, kizárva a triac és a zener hálózat felvételét, amely valójában egy feszítővas hálózat , a névleges feszültség feletti értékek földelésére szolgál.

Ebben az áramkörben a kimenet remélhetőleg 12 + volt körüli stabil feszültséget biztosít 500 mA áram mellett, véletlen feszültség vagy áram beáramlás veszélye nélkül.

VIGYÁZAT!

UPDATE: Jobb és fejlettebb kialakítás tanulható meg ebben nulla keresztezésű vezérelt túlfeszültségmentes transzformátor nélküli áramellátási áramkör

Alkatrész lista

• R1 = 1 M, 1 / 4W
• R2, R3 = 1K, 1/4 WATT
• C1 ---- C5 = 2uF / 400V PPC, EACH
• C6 = 100uF / 25V
• Minden DIÓD = 1N4007
• Z1 = 15V, 1 watt
• TRIAC = BT136

A fenti nagyáramú transzformátor nélküli tápegység szépen megrajzolt NYÁK-ja látható alább. Ezt Patrick Bruyn, a blog egyik lelkes követője tervezte.

Frissítés

Az áramkör mélyebb elemzése azt mutatta, hogy a triac jelentős mennyiségű áramot dobott ki, miközben korlátozta a túlfeszültséget és szabályozta az áramot.

A fenti áramkörben alkalmazott megközelítés a feszültség és a túlfeszültség szabályozására a hatékonyság szempontjából negatív.

A fenti tervben javasolt és a nélkül kívánt eredmények elérése érdekében tolatás értékes ampereket, pontosan ellentétes válaszú áramkört kell megvalósítani, a fentiek szerint

Érdekes, hogy itt a triac nincs konfigurálva az energia leadására, inkább olyan módon van bekötve, hogy kikapcsolja az áramot, amint a kimenet eléri a megadott biztonságos feszültséghatárt, amelyet a BJT szakasz érzékel.

Új frissítés:

A fentiekben módosított kialakításban a triac meglehetősen kellemetlen elhelyezkedése miatt nem biztos, hogy megfelelően működik. Az alábbi ábra a fentiek helyesen konfigurált változatát sugallja, amely várhatóan az elvárásoknak megfelelően fog működni. Ebben a kivitelben egy triac helyett egy SCR-t építettünk be, mivel az eszköz pozícionálása a hídirányító után következik, és ezért a bemenet egyenáram hullámai és nem váltakozó áram alakjában történik.

A fenti tervezés javítása:

A fenti SCR alapú transzformátor nélküli áramellátási áramkörben a kimenet túlfeszültség-védett az SCR révén, de a BC546 nem védett. Annak érdekében, hogy a BC546 meghajtó fokozattal együtt teljes védelmet nyújtson az egész áramkör számára, a B546 fokozathoz külön kis teljesítményű kiváltó fokozatot kell hozzáadni. A módosított kialakítás az alábbiakban látható:

A fenti kialakítás tovább javítható az SCR helyzetének az alábbiak szerint történő módosításával:

Eddig tanulmányoztunk néhány transzformátor nélküli tápegységet nagy áramú specifikációkkal, és megtanultuk a különböző konfigurációs módokat is.

Az alábbiakban egy kicsit messzebbre mennénk, és megtanulnánk, hogyan lehet egy változó változatú áramkört létrehozni egy SCR segítségével. A kifejtett kialakítás nemcsak a folyamatosan változó kimenet elérésének lehetőségét kínálja, hanem túlfeszültség-védett is, ezért rendeltetésszerű funkcióival sokkal megbízhatóbbá válik.

Az áramkör a következő leírásból érthető:

Áramkör működtetése

Az áramkör bal oldali szakasza meglehetősen ismerős számunkra, a bemeneti kondenzátor, a négy dióda és a szűrőkondenzátor alkotják a közös, megbízhatatlan, fix feszültségű transzformátor nélküli áramellátási áramkör részeit.

Ennek a szakasznak a kimenete instabil, túláramokra hajlamos és viszonylag veszélyes az érzékeny elektronikus áramkörök működtetésére.

Az áramkörnek a biztosíték jobb oldalán lévő része egy teljesen új, kifinomult kialakítássá alakítja át.

A Crowbar Network

Valójában feszítővasú hálózat, amelyet érdekes funkciókkal vezettek be.

A zener dióda, az R1 és a P1 mellett egyfajta feszültségbilincset alkot, amely eldönti, hogy az SCR milyen feszültségszinten kell tüzelnie.

A P1 hatékonyan változtatja a zener feszültségét nullától a maximális névleges értékig, ezért itt feltételezhetjük, hogy nulla és 24 V közötti.

Ettől a beállítástól függően az SCR égési feszültsége beállítható.

Tegyük fel, hogy a P1 12 V-os tartományt állít be az SCR kapuhoz, amint a hálózati áramellátás bekapcsol, az egyenirányított egyenfeszültség D1 és P1 között kezd kialakulni.

Abban a pillanatban, amikor eléri a 12V-os jelet, az SCR elegendő indítófeszültséget kap, és azonnal vezet, rövidzárlatba hozva a kimeneti kapcsokat.

A kimenet rövidzárlata hajlamos a feszültség nullára esni, azonban abban a pillanatban, amikor a feszültségesés a beállított 12V jel alá kerül, az SCR-t a szükséges kapufeszültségtől gátolják, és visszatér nem vezető állapotba .... a helyzet ismét lehetővé teszi a feszültség emelkedését, és az SCR megismétli a folyamatot, ügyelve arra, hogy a feszültség soha ne haladja meg a beállított küszöböt.

A feszítővas kialakításának beépítése a túlfeszültség-mentes kimenetet is biztosítja, mivel az SCR semmilyen körülmények között soha nem engedi, hogy a túlfeszültség áthaladjon a kimenetre, és viszonylag nagyobb áramot is lehetővé tesz.

Kördiagramm