Circuito de fonte de alimentação sem transformador de alta corrente

A configuração simples de um circuito de alimentação sem transformador apresentada abaixo é capaz de fornecer alta corrente em qualquer nível de tensão fixa atribuído. A ideia parece ter resolvido o problema de derivar alta corrente de fontes de alimentação capacitivas, que antes parecia uma proposição difícil. Presumo que sou a primeira pessoa a inventar isso.

Introdução

Eu discuti alguns circuitos de alimentação sem transformador neste blog, que são bons apenas com aplicações de baixa potência e tendem a se tornar menos eficazes ou inúteis com cargas de alta corrente.

O conceito acima utiliza alta tensão Capacitores PP para reduzir a tensão da rede elétrica para o nível necessário, no entanto, é incapaz de aumentar os níveis de corrente de acordo com qualquer aplicação específica desejada.

Embora, uma vez que a corrente é diretamente proporcional ao reatância dos capacitores , significa que a corrente pode ser elevada apenas incorporando mais capacitores em paralelo. Mas isso coloca o risco de altas correntes de surto iniciais, que podem destruir o circuito eletrônico envolvido instantaneamente.

Adicionando capacitores para aumentar a corrente

Portanto, adicionar capacitores pode ajudar a aumentar as especificações de corrente de tais fontes de alimentação, mas o fator de surto deve ser primeiro cuidado para tornar o circuito viável para uso prático.

O circuito de uma fonte de alimentação sem transformador de alta corrente explicada aqui, esperançosamente, lida com o surto se desenvolvendo de transientes de energia de modo que a saída fique livre de perigos e forneça a alimentação de corrente necessária nos níveis de tensão nominal.

Tudo no circuito é mantido como sua contraparte antiga, exceto a inclusão da rede triac e zener que na verdade é um rede crowbar , usado para aterrar qualquer coisa que vá acima da tensão nominal.

Neste circuito, a saída provavelmente forneceria uma tensão estável de cerca de 12+ volts em cerca de 500 mA de corrente, sem os perigos de qualquer tensão acidental ou influxo de corrente.

CUIDADO: O CIRCUITO NÃO ESTÁ ISOLADO DA REDE E, PORTANTO, ENVOLVE ALTO RISCO DE ELETROCUTAÇÃO, PRECISA SER TOMADA DE PRECAUÇÃO ADEQUADA.

ATUALIZAÇÃO: Um design melhor e mais avançado pode ser aprendido neste circuito de fonte de alimentação sem transformador livre de surto controlado por cruzamento zero

Lista de Peças

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

Um PCB perfeitamente desenhado para a fonte de alimentação sem transformador de alta corrente acima pode ser visto abaixo, ele foi projetado pelo Sr. Patrick Bruyn, um dos ávidos seguidores deste blog.

Atualizar

Uma análise mais profunda do circuito mostrou que o triac estava descarregando uma quantidade significativa de corrente enquanto restringia o pico e controlava a corrente.

A abordagem adotada no circuito acima para controlar a tensão e o surto é negativa em termos de eficiência.

A fim de obter os resultados pretendidos conforme proposto no projeto acima e sem manobra preciosos amplificadores, um circuito com resposta exatamente oposta precisa ser implementado, como mostrado acima

Curiosamente, aqui o triac não está configurado para descarregar energia, em vez disso, ele está conectado de forma que desliga a energia assim que a saída atinge o limite de tensão seguro especificado, que é detectado pelo estágio BJT.

Nova atualização:

No design modificado acima, o triac pode não conduzir corretamente devido ao seu posicionamento um tanto estranho. O diagrama a seguir sugere uma versão configurada corretamente do acima, que pode funcionar de acordo com as expectativas. Neste projeto, incorporamos um SCR em vez de um triac, uma vez que o posicionamento do dispositivo é após a ponte retificadora e, portanto, a entrada está na forma de ondulações DC e não AC.

Melhorar o design acima:

No circuito de fonte de alimentação sem transformador baseado em SCR acima, a saída é protegida contra sobretensão por meio do SCR, mas o BC546 não está protegido. Para garantir uma proteção completa para todo o circuito junto com o estágio do driver BC546, um estágio de disparo de baixa potência separado precisa ser adicionado ao estágio B546. O design alterado pode ser visto abaixo:

O design acima pode ser melhorado modificando a posição do SCR como mostrado abaixo:

Até agora nós estudamos alguns projetos de fontes de alimentação sem transformador com especificações de alta corrente e também aprendemos sobre seus diferentes modos de configuração.

Abaixo, iríamos um pouco mais longe e aprenderíamos como fazer um circuito de versão variável usando um SCR. O design explicado não apenas fornece a opção de obter uma saída continuamente variável, mas também é protegido contra sobretensão e, portanto, torna-se muito confiável com suas funções pretendidas.

O circuito pode ser entendido a partir da seguinte descrição:

Operação de Circuito

A seção do lado esquerdo do circuito é bastante familiar para nós, o capacitor de entrada junto com os quatro diodos e o capacitor de filtro formam as partes de um circuito de alimentação sem transformador de tensão fixa comum e não confiável.

A saída desta seção será instável, sujeita a correntes de surto e relativamente perigosa para operar circuitos eletrônicos sensíveis.

A parte do circuito no lado direito do fusível o transforma em um design totalmente novo e sofisticado.

The Crowbar Network

Na verdade, é uma rede crowbar, introduzida para algumas funções interessantes.

O diodo zener junto com R1 e P1 forma um tipo de grampo de tensão que decide em qual nível de tensão o SCR deve disparar.

P1 efetivamente varia a tensão zener de zero a sua classificação máxima, então aqui pode ser assumido como sendo de zero a 24V.

Dependendo deste ajuste, a tensão de disparo do SCR é definida.

Supondo que P1 defina uma faixa de 12 V para a porta SCR, assim que a alimentação da rede for ligada, a tensão CC retificada começa a se desenvolver em D1 e P1.

No momento em que atinge a marca de 12 V, o SCR obtém tensão de disparo suficiente e conduz instantaneamente, causando um curto-circuito nos terminais de saída.

O curto-circuito da saída tende a cair a tensão para zero, entretanto, no momento em que a queda de tensão fica abaixo da marca de 12 V definida, o SCR é inibido da tensão de porta necessária e reverte para o estado não condutor .... a situação mais uma vez, permite que a tensão aumente e o SCR repete o processo, certificando-se de que a tensão nunca ultrapasse o limite definido.

A inclusão do design de pé de cabra também garante uma saída livre de surto, pois o SCR nunca permite que qualquer surto passe para a saída em todas as circunstâncias e também permite operações de corrente relativamente mais altas.

Diagrama de circuito