Χωρίς έννοια μετασχηματιστή, λειτουργεί με τη χρήση πυκνωτή υψηλής τάσης για να μειώσει το ρεύμα του ρεύματος AC στο απαιτούμενο χαμηλότερο επίπεδο που απαιτείται για τις συνδεδεμένες ε κύκλωμα ή φορτίο.
Οι προδιαγραφές αυτού του πυκνωτή επιλέγονται με περιθώριο. Ένα παράδειγμα πυκνωτή που χρησιμοποιείται συνήθως σε κυκλώματα χωρίς ισχύ μετασχηματιστών φαίνεται παρακάτω:
Αυτός ο πυκνωτής συνδέεται σε σειρά με ένα από τα σήματα τάσης εισόδου AC.
Όταν το εναλλασσόμενο ρεύμα εισέρχεται στον πυκνωτή αυτό, ανάλογα με το μέγεθος του πυκνωτή, τίθεται σε ισχύ η αντίδραση του πυκνωτή και περιορίζει το εναλλασσόμενο ρεύμα του δικτύου από την υπέρβαση του καθορισμένου επιπέδου από την ενδεικνυόμενη τιμή του πυκνωτή.
Ωστόσο, αν και το ρεύμα είναι περιορισμένο, η τάση δεν είναι περιορισμένη, επομένως, όταν μετράμε την διορθωμένη έξοδο χωρίς μια πηγή ισχύος μετασχηματιστή, διαπιστώνουμε ότι η τάση είναι ίση με την μέγιστη τιμή του δικτύου AC, είναι περίπου 310 V.
Αλλά καθώς το ρεύμα μειώνεται επαρκώς από τον πυκνωτή, αυτή η υψηλή τάση αιχμής σταθεροποιείται από μια δίοδο zener στην έξοδο του ανορθωτή γέφυρας.
Η ισχύς δίοδος Zener πρέπει να επιλεγεί σύμφωνα με την επιτρεπτή στάθμη ρεύματος του πυκνωτή.
Πλεονεκτήματα της χρήσης χωρίς κύκλωμα ισχύος μετασχηματιστή
Φτηνότητα και ταυτόχρονα αποτελεσματικότητα του κυκλώματος για συσκευές χαμηλής ισχύος.
Χωρίς το κύκλωμα ισχύος μετασχηματιστή που περιγράφεται εδώ, αντικαθιστά πολύ αποτελεσματικά έναν συμβατικό μετασχηματιστή για συσκευές με ισχύ ρεύματος κάτω από 100 mA.
Εδώ, χρησιμοποιείται ένα μεταλλικό πυκνωτή υψηλής τάσης στο σήμα εισόδου για τη μείωση του ρεύματος δικτύου
Το κύκλωμα που φαίνεται παραπάνω μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τροφοδοτικό DC 12V για τα περισσότερα ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Ωστόσο, συζητώντας τα πλεονεκτήματα του παραπάνω σχεδίου, αξίζει να σταθούμε σε αρκετά σοβαρά μειονεκτήματα που μπορεί να περιλαμβάνει αυτή η έννοια.
Μειονεκτήματα χωρίς κύκλωμα ισχύος μετασχηματιστή
Πρώτον, το κύκλωμα δεν είναι σε θέση να παράγει υψηλές εξόδους ρεύματος, κάτι που δεν είναι κρίσιμο για τα περισσότερα σχέδια.
Ένα άλλο μειονέκτημα, το οποίο σίγουρα απαιτεί κάποια σκέψη, είναι ότι η ιδέα δεν απομονώνει το κύκλωμα από τα επικίνδυνα δυναμικά του δικτύου AC.
Αυτό το μειονέκτημα μπορεί να έχει σοβαρές συνέπειες για τις δομές που συνδέονται με μεταλλικά ερμάρια, αλλά δεν θα έχει σημασία για μπλοκ που καλύπτονται όλα σε μη αγώγιμο περίβλημα.
Τέλος, το προαναφερθέν κύκλωμα επιτρέπει τη διείσδυση τάσεων ισχύος μέσω αυτού, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή ζημιά στο κύκλωμα ισχύος και στο ίδιο το κύκλωμα ισχύος.
Ωστόσο, στην προτεινόμενη απλή παροχή ισχύος χωρίς μετασχηματιστή, αυτό το μειονέκτημα εξαλείφθηκε λογικά με την εισαγωγή διαφόρων τύπων σταδίων σταθεροποίησης μετά τον ανορθωτή γέφυρας.
Αυτός ο πυκνωτής παράγει στιγμιαία υψηλή ένταση τάσης, προστατεύοντας έτσι αποτελεσματικά τα συναφή ηλεκτρονικά.
Πώς λειτουργεί το κύκλωμα
1. Όταν είναι ενεργοποιημένη η είσοδος AC, ο πυκνωτής C1 μπλοκάρει την είσοδο του δικτύου και περιορίζει σε χαμηλότερη στάθμη που καθορίζεται από την αντίδραση C1. Εδώ μπορούμε να υποθέσουμε ότι είναι περίπου 50 mA.
2. Ωστόσο, η τάση δεν είναι περιορισμένη και επομένως 220V μπορεί να είναι στο σήμα εισόδου, επιτρέποντάς σας να φτάσετε στο επόμενο στάδιο του ανορθωτή.
3. Ο ανορθωτής γέφυρας διορθώνει τα 220V σε υψηλότερη μετατροπή κυματομορφής AC DC 310V έως κορυφή.
4. Το DC 310V μειώνεται γρήγορα σε μια χαμηλή στάθμη διόδου ζενίου DC, η οποία την αποβάλλει σε μια τιμή σύμφωνα με την ονομαστική τιμή του δέντρου zener. Εάν χρησιμοποιείται μια δίοδος zener 12V, τότε η έξοδος θα είναι 12 βολτ.
5. Το C2 τελικά φιλτράρει το DC 12V με κυματισμούς, σε σχετικά καθαρό DC 12V.
Παράδειγμα κυκλώματος
Το κύκλωμα οδήγησης που φαίνεται παρακάτω ελέγχει μια κασέτα με λιγότερα από 100 LED (με σήμα εισόδου 220V), κάθε LED έχει σχεδιαστεί για 20mA, 3.3V 5mm:
Εδώ, ο πυκνωτής εισόδου 0.33 uF / 400V παράγει περίπου 17 mA, το οποίο είναι περίπου σωστό για την επιλεγμένη λωρίδα LED.
Εάν ο οδηγός χρησιμοποιείται για μεγαλύτερο αριθμό παρόμοιων λωρίδων LED 60/70 παράλληλα, τότε απλά η τιμή του πυκνωτή αυξάνεται αναλογικά, για να διατηρηθεί ο βέλτιστος φωτισμός των LED.
Επομένως, για 2 ταινίες που περιλαμβάνονται παράλληλα, η απαιτούμενη τιμή θα είναι 0,68 uF / 400V, για 3 βιντεοκάμερες αντικατασταθεί με 1uF / 400V. Ομοίως, για 4 κασέτες πρέπει να ενημερωθεί σε 1,33 uF / 400V, και ούτω καθεξής.
Σημαντικό: αν και η περιοριστική αντίσταση δεν εμφανίζεται στο κύκλωμα, θα ήταν ωραίο να συμπεριλάβετε μια αντίσταση 33 Ohm 2 W σε σειρά με κάθε λωρίδα LED, για πρόσθετη ασφάλεια. Μπορεί να εισαχθεί οπουδήποτε με διαδοχικά με μεμονωμένες κορδέλες.
ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: ΟΛΑ ΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΟΥ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ ΣΕ ΑΥΤΟΝ ΤΟ ΑΡΘΡΟ ΔΕΝ ΑΠΟΜΟΝΩΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ AC, ΟΤΙ ΟΛΟΙ Ο ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΑΚΡΙΒΩΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΗ ΣΕ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ AC.