3 Einstellbare Festkörper-IC-220-V-Stromversorgungskreise

Diese AC / DC-Netzteile verwenden einen einzelnen Chip, um 220 V- oder 120 V-Eingangswechselstrom in 12 V oder 5 V DC umzuwandeln, ohne von einem Transformator abhängig zu sein.

Hier werden drei einfache, aber effiziente, auf 220 V-Einzelchips basierende Festkörper-transformatorlos einstellbare Festkörper-Stromversorgungsschaltungen erörtert.

Der erste arbeitet mit einem einzelnen IC SR087. Das Design hängt nicht von hochwertigen Kondensatoren oder Induktivitäten ab und kann dennoch 100 mA Strom an die Attache-Last liefern.

1) Hauptmerkmale und Platinenlayout

Die Hauptmerkmale dieses Netzteils mit dem IC SR087 sind:

Hoher Wirkungsgrad ohne Induktoren. Benötigt keine Hochspannungskondensatoren für den Stromabfall. Kann sowohl mit 120 V AC als auch mit 220 V AC verwendet werden Ausgang einstellbar von 9V bis 50VDC Hat eine interne Soft-Stat-Schaltung Der Standby-Verbrauch beträgt weniger als 200mW

Das Supertex SR087 ist ein transformatorloser Schaltreglerchip, der speziell für den direkten Betrieb an einer gleichgerichteten 220-V- oder 120-V-Wechselstromleitung entwickelt wurde.

Das Funktionsprinzip besteht darin, jedes Mal, wenn der gleichgerichtete Wechselstrom den eingestellten Ausgangspegel erreicht, einen Durchgangstransistor einzuschalten und auszuschalten, sobald der Ausgangspegel auf dem eingestellten Pegel gehalten wird.

Ein intern eingestellter 5-V-Linearregler bietet einen zusätzlichen festen 5-V-Ausgang vom IC für den Betrieb von Geräten, die strenge 5-V-Eingänge benötigen.

Der IC ermöglicht auch eine durch einen externen Logikeingang ausgelöste Deaktivierungsfunktion, mit der die Schaltung deaktiviert werden kann, wenn sie nicht verwendet wird, und das System im Standby-Modus gehalten wird.

WARNUNG! Die galvanische Trennung ist nicht im Entwurf enthalten. Lebensbedrohliche Spannungen und Stöße können beim Einschalten an die Wechselstromleitung schweben. Der Konstrukteur, der den SR087 einsetzt, muss sicherstellen, dass angemessene Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, um den Endbenutzer vor Todesfällen zu schützen.

Es wird nicht garantiert, dass die hier beschriebenen Schaltkreise die Anforderungen an die Überspannungs- und EMI-Leitung erfüllen.

Die Funktionsweise dieser Schaltkreise kann je nach Anwendung unterschiedlich sein. Dem Konstrukteur wird empfohlen, Tests durchzuführen, um die Einhaltung der weltweit festgelegten Standards und Vorschriften zu überprüfen.

Schaltplan

Liste der Einzelteile

Pinbelegung Beschreibung

VIN - Sollte über eine 120 / 230VAC-Leitung angeschlossen werden. Der AC-Eingangsstrom der Schaltung wird durch einen 275-V-Metalloxid-Varistor (MOV) und 1,25 A vor Stoßströmen geschützt
langsame Sicherung.

Verwenden Sie niemals einen Transformator an der Eingangsleitung. Die hohe Induktivität kann eine induktive Gegen-EMK erzeugen, die die überlastet
MOV und zerstöre es. Bitte beachten Sie, dass die vorgeschlagene 50-V-einstellbare transformatorlose Stromversorgung nicht für den Betrieb über den Versorgungseingang einer unterbrechungsfreien Rechteckwelle ausgelegt ist, die normalerweise auch als „modifizierte Sinuswelle“ bezeichnet wird.

GND - Dies ist die gemeinsame Leitung. Und weil die Schaltung keine galvanische Trennung von 220 V oder 120 V bietet und diese gemeinsame Leitung mit einem geerdeten Gerät verbindet,
(z. B. ein Oszilloskop) kann einen Kurzschluss der Wechselstromleitung verursachen und zu einer sofortigen Beschädigung des Stromkreises oder sogar der verwendeten Geräte führen.

Möglicherweise möchten Sie auch beachten, dass sich GND in Bezug auf einen erhöhten Spannungspegel befindet
gegen Masse, auch wenn der AC-Eingang ausgeschaltet ist. Seien Sie gewarnt!

VOUT - Dies bezieht sich auf den Hauptausgang der Schaltungsstufe.

Der SR087-IC regelt die maximale Ausgangsspannung und nicht den Durchschnittswert
Die durchschnittliche Spannung neigt dazu, abzunehmen, wenn eine Last angeschlossen ist.

VOUT kann von 9,0 auf 50 V eingestellt werden, indem der Wert von R1 gemäß der im Schaltplan angegebenen Formel geändert wird

VREG - Dies ist der feste geregelte 5-V-Ausgang des IC. Da dieser Ausgang von der 50-V-Leitung abgeleitet wird, kann jede Last auf VREG einen äquivalenten Stromabfall über VOUT verursachen.

VREG benötigt mindestens 4,0 V Headroom
um die 5V zu erzeugen, sind das mindestens 9V bei VOUT.

Da der IC typischerweise ein linearer Regler ist, wird sich der SR087 auflösen
Die Stromstärke am VREG-Ausgang oder am VOUT beträgt bis zu 460 mW bei 60 mA.

ENABLE - Wenn eine Logik niedrig ist (<0.2V) is applied on this pinout it enables Q1
Schalten und der VOUT eingeschaltet.

Jedoch eine Logik
Hoch (> 0,75 • VREG) an dieser Pinbelegung deaktiviert Q1 schnell
, Abschalten der VOUT-Versorgung und auch des VREG-Ausgangs.

Wenn jedoch im deaktivierten Zustand eine externe Spannung an den VOUT-Klemmen anliegt, funktioniert VREG weiterhin und ermöglicht die Erzeugung von 5,0 V an den angegebenen Klemmen.
Der ENABLE-Eingang ist mit einem 20-kΩ-Pulldown-Widerstand ausgestattet. Falls es nicht benötigt oder nicht verwendet wird, kann es einfach nicht angeschlossen oder mit Masse verbunden werden.

2) 12V, 5V Festkörperversorgung mit IC LR645

Im folgenden zweiten Festkörperdesign auf IC-Basis untersuchen wir, wie die Netzspannung mit nur einem einzigen IC LR645G und einigen anderen unterstützenden gewöhnlichen aktiven Halbleitern auf 12 V und 5 V geregelt wird.

In einem meiner früheren Beiträge habe ich eine ähnliche Schaltung bereitgestellt, aber einen Hochspannungskondensator verwendet, um die Netzspannung auf niedrigere nutzbare Werte abzusenken.

Dank an Supertex ic. für die Bereitstellung dieses wunderbaren kleinen Chips LR645G, der im Alleingang jede Spannung zwischen 24 und 270 V AC regelt und am Ausgang Gleichspannungen unter 15 Volt erzeugt, der sich ideal für den Betrieb empfindlicher, kompakter elektronischer Schaltungen eignet.

Der beste Teil der Schaltung ist, dass sie keine sperrigen schweren Komponenten wie einen Transformator oder unpolare Hochspannungskondensatoren enthält.

Obwohl wir alle die einfache Art kennen, transformatorlose Netzteile mit Hochspannungskondensatoren zu konstruieren, haben diese Hochspannungskondensatoren einen großen Nachteil.

Beim Einschalten lassen diese Kappen hohe Spannungsspitzen durch sie hindurch und auch Zwischen-Transienten werden mit diesen Geräten nicht mehr aufzuhalten.

Der Nachteil kann bei jeder elektronischen Schaltung, die an solche Stromversorgungskonfigurationen angeschlossen ist, zu Chaos führen.

Wie LR645G funktioniert

Mit LR645G wird die oben genannte Bedrohung absolut aufgehoben. Der maximal verfügbare Strom von diesem Gerät ist mit etwa 3 mA recht niedrig. Dies ist jedoch kein Problem, da der Strom durch einfaches Hinzufügen eines fet DN2540N5 in der Schaltung auf bis zu 150 mA gesteigert werden kann.

Die oben gezeigte Abbildung ist eine klassische Festkörperschaltung, die aus einer transformatorlosen 12-V- und 5-V-Stromversorgungsschaltung besteht, die Ausgänge von 15 Volt und 5 Volt liefern kann.

15 Volt stehen direkt an der Verbindungsstelle zwischen dem Ausgang des LR645 und dem Eingang des Ic 7805 zur Verfügung.
Wenn die 5-Volt-Option nicht erforderlich ist, kann die Konfiguration um den 5-Volt-Regler einfach weggelassen werden, was die Schaltung noch einfacher und kompakter macht.

Beschreibung

Kurz gesagt kann der Schaltplan folgendermaßen verstanden werden:

• Das Hochspannungsnetz wird durch die Brückenkonfiguration unter Verwendung von vier Dioden am Eingang gleichgerichtet.
• Die gleichgerichtete Spannung wird durch den Filterkondensator geglättet, der unmittelbar nach dem Brückennetz eingeführt wird.
• Die gleichgerichtete, gefilterte Hochspannung wird dem IC LR645LG zugeführt, wodurch die Spannung bei 3 mA effektiv auf 15 Volt reduziert wird.
• Der FET zieht den 3-mA-Stromausgang auf 150 mA und leitet ihn an die nächste Stufe weiter, die die 5-Volt-Reglerstufe enthält.

Ein großer Nachteil, wenn kein Transformator eingebaut ist, ist jedoch die GEFAHR eines Hochspannungsschocks, der aktiv an allen nackten Punkten der Schaltung hängt.

Daher ist beim Aufbau und Testen dieses Stromkreises und anderer angeschlossener Stromkreise äußerste Vorsicht geboten.

Liste der Einzelteile

Dioden - 1N4007

Eingangskondensator - 4,7 uF / 400 V,

Ausgangskondensatoren sind 1uF / 25V

ICs sind LR645LG und 7805,

FET - DN2540N5

3) Einzelchip 0-400V Stromversorgungskreis

Eine kühle variable transformatorlose 0-400-V-Stromversorgungsschaltung kann mit nur einem einzigen Chip LR8 und einigen Widerständen aufgebaut werden. Der IC verfügt über eine eingebaute Stromregelstufe, die das Design auch für kritische elektronische Schaltungen äußerst sicher macht.

Wie LR8 IC für die Arbeit ausgelegt ist

Der IC LR8 ist unserem sehr ähnlich LM317 oder LM338-ICs mit Ausnahme ihrer maximalen Eingangsspannung und der Angaben zur Stromabgabekapazität, die weit voneinander entfernt sind, sind die übrigen Attribute genau ähnlich.

Da der IC LR8 für große Spannungen bis zu 430 V ausgelegt ist, ist seine Strombelastbarkeit bei maximal 20 mA viel geringer, aber bei 400 V könnte dieser Strom dennoch erheblich nützlich erscheinen.

Da der vorgeschlagene transformatorlose 0-400-V-Stromversorgungskreis für eine Betriebsspannung von über 400 V ausgelegt ist, bedeutet dies, dass dieser Stromkreis einfach direkt an unsere Netzsteckdose angeschlossen werden kann, ohne sich Sorgen machen zu müssen Überspannungen oder andere verwandte katastrophale Situationen.

Wie es funktioniert

Bezogen auf das Schaltungsdesign der 0-400V transformatorloses Netzteil oben können wir sehen, dass es genau identisch mit den Spannungsreglern vom Typ LM317 ist, bei denen R1 zum Einstellen der Referenzspannung für den ADJ-Pin verwendet wird, während R2 zum Bestimmen der beabsichtigten Ausgangsspannung über C2 positioniert ist.

In dem Diagramm soll der 18K-Widerstand am Ausgang präzise 5 V erzeugen, solange die Eingangsspannung 12 V über dem Ausgangswert liegt. Für die Erfassung von 5 V sollte die minimale Eingangsversorgungsspannung 17 V betragen. In ähnlicher Weise muss die Eingangsquelle etwa 13,2 V betragen, um ein Minimum von 1,25 V am Ausgang sicherzustellen. Kurz gesagt, die Differenzspannung muss +12 V über dem gewünschten Ausgangswert liegen.

Für die Erfassung eines gleichmäßigen variablen 0-400V- oder 0-300V-Gleichstromausgangs von einer gleichgerichteten 220-V-Netzeingangsquelle könnte der R2 durch einen 100K-Poti ersetzt werden.

Für andere feste Werte kann die angegebene Formel wie im Diagramm vorgeschlagen verwendet werden.

Das Pinbelegungsdiagramm für den LR8-IC kann aus dem folgenden Bild gelernt werden:

Nun, da Sie wissen, wie man einen transformatorlosen 0-400-V-Stromversorgungskreis baut, wie planen Sie, ihn für Ihre spezifischen Anforderungen zu verwenden? .... denken Sie nach und teilen Sie ihn nach Möglichkeit über das Kommentarfeld mit.