Bez koncepcji transformatora działa przy użyciu kondensatora wysokiego napięcia w celu zmniejszenia prądu sieciowego prądu przemiennego do wymaganego niższego poziomu wymaganego dla podłączonego e obwód lub obciążenie.
Specyfikacja tego kondensatora jest wybierana z marginesem. Przykład kondensatora powszechnie stosowanego w obwodach bez mocy transformatora pokazano poniżej:
Kondensator jest połączony szeregowo z jednym z sygnałów napięcia wejściowego prądu przemiennego.
Kiedy prąd przemienny sieci wchodzi do tego kondensatora, w zależności od wielkości kondensatora, reaktancja kondensatora wchodzi w życie i ogranicza prąd przemienny sieci przed przekroczeniem określonego poziomu o wskazaną wartość kondensatora.
Jednak chociaż prąd jest ograniczony, napięcie nie jest ograniczone, dlatego podczas pomiaru wyprostowanego wyjścia bez źródła zasilania transformatora stwierdzamy, że napięcie jest równe wartości szczytowej sieci prądu przemiennego, wynosi około 310 V.
Ale ponieważ prąd jest wystarczająco obniżany przez kondensator, to wysokie napięcie szczytowe jest stabilizowane za pomocą diody Zenera na wyjściu prostownika mostkowego.
Moc diody Zenera musi być dobrana zgodnie z dopuszczalnym poziomem prądu kondensatora.
Zalety stosowania bez obwodu mocy transformatora
Tani, a zarazem sprawność obwodu dla urządzeń małej mocy.
Bez opisanego tutaj obwodu zasilania transformatora bardzo skutecznie zastępuje konwencjonalny transformator do urządzeń o mocy prądu poniżej 100 mA.
W tym przypadku metalizowany kondensator wysokiego napięcia jest stosowany na sygnale wejściowym w celu obniżenia prądu sieciowego
Obwód pokazany powyżej może być używany jako źródło zasilania prądem stałym 12V dla większości obwodów elektronicznych.
Jednak omawiając zalety powyższego projektu, warto zastanowić się nad kilkoma poważnymi wadami, które może obejmować ta koncepcja.
Wady bez obwodu mocy transformatora
Po pierwsze, obwód nie jest w stanie wytwarzać wyjść wysokoprądowych, co nie jest krytyczne w przypadku większości konstrukcji.
Kolejną wadą, która z pewnością wymaga pewnej uwagi, jest to, że koncepcja nie izoluje obwodu od niebezpiecznych potencjałów sieci prądu przemiennego.
Wada ta może mieć poważne konsekwencje dla konstrukcji związanych z metalowymi szafkami, ale nie będzie to miało znaczenia dla bloków, które wszystkie są pokryte nieprzewodzącą obudową.
I na koniec, wspomniany obwód umożliwia przenikanie skoków mocy przez niego, co może prowadzić do poważnego uszkodzenia obwodu mocy i samego obwodu mocy.
Jednak w proponowanym prostym zasilaczu bez obwodu transformatora tę wadę można w rozsądny sposób wyeliminować, wprowadzając różnego rodzaju stopnie stabilizujące za mostkiem prostowniczym.
Kondensator ten powoduje natychmiastowe tętnienie wysokiego napięcia, skutecznie chroniąc związaną z nim elektronikę.
Jak działa obwód
1. Gdy wejście sieciowe prądu przemiennego jest włączone, kondensator C1 blokuje wejście sieciowe i ogranicza je do niższego poziomu określonego przez reaktancję C1. Możemy z grubsza założyć, że wynosi około 50 mA.
2. Jednak napięcie nie jest ograniczone, dlatego 220 V może znajdować się na sygnale wejściowym, umożliwiając przejście do następnego etapu prostownika.
3. Mostek prostowniczy prostuje napięcie 220 V do wyższego prądu stałego 310 V, aby szczytowo przekształcić przebieg prądu przemiennego.
4. DC 310 V jest szybko redukowany do niskiego poziomu diody Zenera DC, która ustawia go na wartość zgodną z wartością znamionową diody Zenera. Jeśli zastosowana zostanie dioda Zenera 12 V, wówczas moc wyjściowa wyniesie 12 woltów.
5. C2 ostatecznie filtruje napięcie DC 12V za pomocą tętnień, do względnie czystego napięcia DC 12V.
Przykład obwodu
Obwód sterownika pokazany poniżej steruje taśmą mniejszą niż 100 diod LED (z sygnałem wejściowym 220 V), każda dioda LED jest zaprojektowana na 20 mA, 3,3 V 5 mm:
Tutaj kondensator wejściowy 0,33 uF / 400V wytwarza około 17 mA, co jest w przybliżeniu prawidłowe dla wybranej taśmy LED.
Jeśli sterownik jest używany do większej liczby podobnych pasków LED 60/70 równolegle, wówczas po prostu wartość kondensatora jest proporcjonalnie zwiększana, aby utrzymać optymalne oświetlenie diod LED.
Dlatego dla 2 równoległych taśm wymagana wartość będzie wynosić 0,68 uF / 400 V, a dla 3 taśm zastąpiona 1 uF / 400 V. Podobnie, w przypadku 4 taśm należy zaktualizować do 1.33 uF / 400V i tak dalej.
Ważne: chociaż rezystor ograniczający nie jest pokazany w obwodzie, fajnie byłoby dołączyć rezystor 33 Ohm 2 W szeregowo z każdą listwą LED, dla dodatkowego bezpieczeństwa. Można wstawiać w dowolnym miejscu sekwencyjnie z indywidualnymi wstążkami.
OSTRZEŻENIE: WSZYSTKIE ŁAŃCUCHY WYMIENIONE W NINIEJSZYM ARTYKUŁU NIE SĄ ODDZIELONE OD SIECI AC, TAKŻE CAŁA SEKCJA ŁAŃCUCHA JEST BARDZO NIEBEZPIECZNA DLA DOTKNIĘCIA PODCZAS PODŁĄCZENIA DO SIECI AC.