Бестрансформаторные источники питания, преобразователи напряжения без трансформатора. Схемы, проектирование. Конденсатор

Обзор схем бестрансформаторных источников питания (10+)

Бестрансформаторные источники питания - Понижающие

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

При проектировании малогабаритных устройств применение трансформаторов иногда является нежелательным. Кроме того при росте мировых цен на сырье (медь и железо) стоимость трансформаторов постоянно растет, в то время как стоимость других радиоэлектронных компонентов в целом снижается. В этой ситуации становится актуальным применение импульсных источников питания, в которых трансформаторы имеют небольшой размер и вес, а значит, небольшую стоимость, или проектирование бестрансформаторных источников питания и преобразователей напряжения. Мы планируем цикл статей о проектировании импульсных устройств, подпишитесь на новости, если эта тема Вам интересна. Сейчас остановимся на бестрансформаторных решениях.

У всех таких схем имеется общий недостаток - отсутствие гальванической развязки с высоковольтными шинами питания. Так что пользователи проектируемых устройств должны быть конструктивно защищены от любого контакта с элементами схемы, должна быть предусмотрена защита от влаги, попадания посторонних предметов. К схемам с бестрансформаторным питанием предъявляются такие же требования по безопасности, как и к высоковольтным схемам. Потенциал некоторых цепей относительно земли у них может быть равен потенциалу сетевого напряжения, даже если внутри самой схемы напряжение не превышает десятков вольт.

Бестрансформаторное питание обычно применяется в схемах автоматики и схемах формирования импульсов для преобразователей напряжения. В этих случаях гальваническую развязку обеспечить все равно невозможно, так как управляющие импульсы должны подаваться непосредственно на силовые элементы, находящиеся под сетевым напряжением.

Особое внимание нужно уделить конструкции выносных датчиков, например, датчику температуры или освещенности. Нужно помнить, что сам датчик и провод будут находиться под сетевым напряжением, так что изоляция провода и корпуса датчика должна быть рассчитана на такое напряжение. Распространенной ошибкой является использование неизолированных терморезисторов и проводов с оголенным экраном.

Преобразователи без трансформатора могут быть повышающими и понижающими. Рассмотрим оба этих случая.

Понижающие преобразователи

В этом случае из сетевого напряжения мы хотим получить питание для низковольтной схемы. Распространенных подхода три. Во-первых, включение последовательно с низковольтной схемой реактивной гасящей нагрузки, на которой будет падать все избыточное напряжение. Этот подход самый простой в реализации, самый распространенный, но и самый плохой, так как сила электрического тока в сетевых проводах при нем очень велика. Если Вам нужно получить 12 В, 0.1 А, то сила тока, отбираемого из сети, будет 0.1 А. Этот ток будет сдвинуть по фазе относительно напряжения, и не будет накручивать счетчик электроэнергии, но он будет нагружать и греть сетевые провода. Во-вторых, использование того, что напряжение в сети имеет синусоидальную форму. В некоторые моменты времени оно невелико. Можно именно в эти моменты заряжать накопительный конденсатор. А когда напряжение превысит определенный предел, отключать его от сети. В-третьих, можно использовать переключающиеся конденсаторы. В момент зарядки от сети эти конденсаторы включены последовательно. Напряжение делится между ними. Потом эти конденсаторы отключаются от сети, соединяются параллельно и отдают накопленную энергию накопительному конденсатору в низковольтной части.

Реактивный гасящий элемент

В качестве реактивного гасящего элемента обычно используется конденсатор. На первый взгляд кажется, что нет ничего проще, включаем конденсатор, как на схеме (A1)

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. [2] сообщений.

Добрый вечер. Как ни старался, не смог по приведенным формулам для рис 1.2 получить значения ёмкостей конденсаторов С1 и С2 при приведенных значениях данных в вашей таблице (Uвх~220V, Uвых 15V, Iвых 100мА, f 50Hz). У меня проблема, включить катушку малогабаритного реле постоянного тока на рабочее напряжение -25V в сеть ~220V, рабочий ток катушки I= 35мА. Возможно я что то не Читать ответ...