Hochstrom-transformatorloser Stromversorgungskreis

Die unten dargestellte einfache Konfiguration einer transformatorlosen Stromversorgungsschaltung kann einen hohen Strom bei jedem zugewiesenen festen Spannungspegel liefern. Die Idee scheint das Problem der Ableitung von Hochstrom aus kapazitiven Stromversorgungen gelöst zu haben, was früher schwierig erschien. Ich gehe davon aus, dass ich der erste bin, der dies erfunden hat.

Einführung

Ich habe einige besprochen transformatorlose Stromversorgungskreise in diesem Blog, die nur für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch geeignet sind und bei hohen Strombelastungen tendenziell weniger effektiv oder unbrauchbar werden.

Das obige Konzept verwendet Hochspannung PP-Kondensatoren Zum Absenken der Netzspannung auf das erforderliche Niveau ist es jedoch nicht möglich, die Strompegel gemäß einer gewünschten bestimmten Anwendung zu erhöhen.

Obwohl, da der Strom direkt proportional zum ist Reaktanz der Kondensatoren bedeutet, dass der Strom angehoben werden kann, indem mehr Kondensatoren parallel geschaltet werden. Dies birgt jedoch das Risiko hoher anfänglicher Stoßströme, die die betroffene elektronische Schaltung sofort zerstören können.

Hinzufügen von Kondensatoren zur Erhöhung des Stroms

Daher kann das Hinzufügen von Kondensatoren dazu beitragen, die Stromspezifikationen solcher Netzteile zu erhöhen. Der Überspannungsfaktor muss jedoch zuerst berücksichtigt werden, damit die Schaltung für den praktischen Gebrauch geeignet ist.

Die hier erläuterte Schaltung eines transformatorlosen Hochstromnetzteils handhabt das hoffentlich effektiv Überspannungen, die sich aus Leistungstransienten entwickeln so dass der Ausgang frei von Gefahren wird und die erforderliche Stromversorgung bei den Nennspannungspegeln liefert.

Alles in der Schaltung bleibt wie sein altes Gegenstück erhalten, abgesehen von der Einbeziehung des Triac- und Zener-Netzwerks, das tatsächlich ein ist Brechstangen-Netzwerk , dient zur Erdung von Gegenständen, die über der Nennspannung liegen.

In dieser Schaltung würde der Ausgang hoffentlich eine stabile Spannung von ungefähr 12+ Volt bei ungefähr 500 mA Strom liefern, ohne die Gefahr eines versehentlichen Spannungs- oder Stromzuflusses.

VORSICHT: DER SCHALTKREIS IST NICHT AUS DEM NETZ GETRENNT UND ENTHÄLT DAHER EIN HOHES ELEKTROKUTKTIONSGEFAHR.

UPDATE: Hier kann ein besseres und fortschrittlicheres Design erlernt werden Nulldurchgangsgesteuerter, überspannungsfreier, transformatorloser Stromversorgungskreis

Liste der Einzelteile

• R1 = 1 M, 1 / 4W
• R2, R3 = 1 K, 1/4 WATT
• C1 ---- C5 = 2 uF / 400 V PPC, JEDES
• C6 = 100 uF / 25 V.
• Alle DIODEN = 1N4007
• Z1 = 15 V, 1 Watt
• TRIAC = BT136

Eine ordentlich gezeichnete Leiterplatte für das oben genannte transformatorlose Hochstromnetzteil ist unten zu sehen. Sie wurde von Patrick Bruyn, einem der begeisterten Anhänger dieses Blogs, entworfen.

Aktualisieren

Eine eingehendere Analyse der Schaltung zeigte, dass der Triac eine signifikante Menge an Strom abgab, während der Stoß begrenzt und der Strom gesteuert wurde.

Der in der obigen Schaltung verfolgte Ansatz zur Steuerung der Spannung und des Stoßes ist hinsichtlich des Wirkungsgrads negativ.

Um die beabsichtigten Ergebnisse zu erhalten, wie im obigen Entwurf und ohne vorgeschlagen Rangieren Bei wertvollen Verstärkern muss eine Schaltung mit genau entgegengesetzter Reaktion implementiert werden, wie oben gezeigt

Interessanterweise ist der Triac hier nicht so konfiguriert, dass er Strom abgibt, sondern er ist so verdrahtet, dass er die Stromversorgung abschaltet, sobald der Ausgang die angegebene sichere Spannungsgrenze erreicht, die von der BJT-Stufe erkannt wird.

Neues Update:

In dem oben modifizierten Design kann es sein, dass der Triac aufgrund seiner ziemlich unangenehmen Positionierung nicht richtig leitet. Das folgende Diagramm zeigt eine korrekt konfigurierte Version der oben genannten Version, von der erwartet werden kann, dass sie den Erwartungen entspricht. In diese Konstruktion haben wir einen SCR anstelle eines Triac eingebaut, da die Positionierung des Geräts hinter dem Brückengleichrichter erfolgt und der Eingang daher in Form von Gleichstromwelligkeiten und nicht in Form von Wechselstrom vorliegt.

Verbesserung des obigen Designs:

In der obigen transformatorlosen Stromversorgungsschaltung auf SCR-Basis ist der Ausgang durch den SCR überspannungsgeschützt, der BC546 ist jedoch nicht geschützt. Um einen vollständigen Schutz für die gesamte Schaltung zusammen mit der BC546-Treiberstufe zu gewährleisten, muss der B546-Stufe eine separate Triggerstufe mit geringem Stromverbrauch hinzugefügt werden. Das geänderte Design ist unten zu sehen:

Das obige Design kann weiter verbessert werden, indem die Position des SCR wie unten gezeigt geändert wird:

Bisher haben wir einige transformatorlose Netzteilkonstruktionen mit hohen Stromspezifikationen untersucht und auch Informationen zu ihren verschiedenen Konfigurationsmodi erhalten.

Im Folgenden werden wir etwas weiter gehen und lernen, wie man mit einem SCR eine Schaltung mit variabler Version erstellt. Das erläuterte Design bietet nicht nur die Möglichkeit, eine stufenlose Leistung zu erhalten, sondern ist auch überspannungsgeschützt und wird daher mit den beabsichtigten Funktionen sehr zuverlässig.

Die Schaltung kann aus der folgenden Beschreibung verstanden werden:

Schaltungsbetrieb

Der linke Teil der Schaltung ist uns recht vertraut, der Eingangskondensator bildet zusammen mit den vier Dioden und dem Filterkondensator die Teile einer gemeinsamen, unzuverlässigen transformatorlosen Stromversorgungsschaltung mit fester Spannung.

Der Ausgang dieses Abschnitts ist instabil, anfällig für Stoßströme und für den Betrieb empfindlicher elektronischer Schaltkreise relativ gefährlich.

Der Teil des Stromkreises auf der rechten Seite der Sicherung verwandelt sie in ein völlig neues, raffiniertes Design.

Das Crowbar-Netzwerk

Es ist in der Tat ein Brecheisen-Netzwerk, das für einige interessante Funktionen eingeführt wurde.

Die Zenerdiode bildet zusammen mit R1 und P1 eine Art Spannungsklemme, die entscheidet, bei welchem ​​Spannungspegel der SCR ausgelöst werden soll.

P1 variiert effektiv die Zenerspannung von Null bis zu ihrer maximalen Nennleistung, so dass hier angenommen werden kann, dass sie Null bis 24 V beträgt.

Abhängig von dieser Einstellung wird die Zündspannung des SCR eingestellt.

Angenommen, P1 legt einen 12-V-Bereich für das SCR-Gatter fest. Sobald das Netz eingeschaltet wird, beginnt sich die gleichgerichtete Gleichspannung über D1 und P1 zu entwickeln.

Sobald die 12-V-Marke erreicht ist, erhält der SCR eine ausreichende Auslösespannung und leitet die Ausgangsklemmen sofort kurz.

Der Kurzschluss des Ausgangs neigt dazu, die Spannung gegen Null abzusenken. Sobald jedoch der Spannungsabfall unter die eingestellte 12-V-Marke fällt, wird der SCR von der erforderlichen Gate-Spannung ausgeschlossen und kehrt in den nichtleitenden Zustand zurück Erneut lässt die Spannung ansteigen, und der SCR wiederholt den Vorgang, um sicherzustellen, dass die Spannung niemals den eingestellten Schwellenwert überschreitet.

Die Einbeziehung des Brechstangendesigns gewährleistet auch eine stoßfreie Ausgabe, da der SCR unter keinen Umständen zulässt, dass eine Überspannung zum Ausgang gelangt, und auch einen Betrieb mit relativ höherem Strom ermöglicht.

Schaltplan