شرح 4 دارات بسيطة لإمداد الطاقة غير المحولة

في هذا المنشور ، نناقش 4 دوائر سهلة البناء ومضغوطة لإمداد الطاقة بدون محول. تم بناء جميع الدوائر المعروضة هنا باستخدام نظرية المفاعلة السعوية للتنحي عن جهد التيار الكهربائي المتردد. جميع التصاميم المعروضة هنا تعمل بشكل مستقل بدون أي محول أو بدون محول .

مفهوم مزود الطاقة غير المتحول

كما يعرّف الاسم ، توفر دائرة إمداد الطاقة غير المحولة تيارًا مستمرًا منخفضًا من التيار المتردد عالي الجهد ، دون استخدام أي شكل من أشكال المحولات أو المحرِّض.

إنه يعمل باستخدام مكثف عالي الجهد لإسقاط تيار التيار المتردد الرئيسي إلى المستوى الأدنى المطلوب والذي قد يكون مناسبًا للدائرة الإلكترونية المتصلة أو الحمل.

يتم تحديد مواصفات الجهد لهذا المكثف بحيث يكون معدل ذروة الجهد RMS أعلى بكثير من ذروة جهد التيار المتردد لضمان التشغيل الآمن للمكثف. يظهر أدناه مثال مكثف يستخدم عادة دوائر إمداد الطاقة بدون محول:

يتم تطبيق هذا المكثف في سلسلة مع أحد مدخلات التيار الكهربائي ، ويفضل أن يكون خط طور التيار المتردد.

عندما يدخل التيار المتردد إلى هذا المكثف ، اعتمادًا على قيمة المكثف ، مفاعلة المكثف يدخل حيز التنفيذ ويقيد تيار التيار المتردد الرئيسي من تجاوز المستوى المحدد ، كما هو محدد بواسطة قيمة المكثف.

ومع ذلك ، على الرغم من أن التيار مقيد ، فإن الجهد ليس كذلك ، لذلك إذا قمت بقياس الإخراج المعدل لمصدر طاقة بدون محول ، فستجد أن الجهد يساوي قيمة الذروة لمصدر التيار المتردد ، هذا حوالي 310 فولت ، وهذا قد يكون مقلقًا لأي هاوٍ جديد.

ولكن نظرًا لأنه قد ينخفض ​​مستوى التيار بشكل كافٍ بواسطة المكثف ، يمكن معالجة هذا الجهد العالي الذروة بسهولة وتثبيته باستخدام الصمام الثنائي زينر عند خرج مقوم الجسر.

ال الصمام الثنائي زينر يجب أن يتم اختياره بشكل مناسب وفقًا لمستوى التيار المسموح به من المكثف.

تنبيه: يرجى قراءة رسالة التحذير التحذيرية في نهاية المنشور

مزايا استخدام دائرة إمداد الطاقة غير المحولة

الفكرة رخيصة ولكنها فعالة جدًا للتطبيقات التي تتطلب طاقة منخفضة لعملياتها.

باستخدام محول في امدادات الطاقة DC ربما يكون شائعًا جدًا وقد سمعنا الكثير بخصوصه.

ومع ذلك ، فإن أحد الجوانب السلبية لاستخدام المحول هو أنه لا يمكنك جعل الوحدة مضغوطة.

حتى إذا كانت المتطلبات الحالية لتطبيق دائرتك منخفضة ، فيجب عليك تضمين محول ثقيل وضخم مما يجعل الأشياء مرهقة وفوضوية حقًا.

تستبدل دائرة إمداد الطاقة غير المحولة الموصوفة هنا بكفاءة عالية المحول المعتاد للتطبيقات التي تتطلب تيارًا أقل من 100 مللي أمبير.

هنا جهد عالي مكثف معدني يتم استخدامه عند الإدخال للتنحي المطلوب من طاقة التيار الكهربائي والدائرة السابقة ليست سوى تكوينات جسر بسيطة لتحويل جهد التيار المتردد المتدرج إلى تيار مستمر.

الدائرة الموضحة في الرسم البياني أعلاه عبارة عن تصميم كلاسيكي يمكن استخدامه كملف مزود طاقة بجهد 12 فولت مصدر لمعظم الدوائر الإلكترونية.

ومع ذلك ، بعد مناقشة مزايا التصميم أعلاه ، سيكون من المفيد التركيز على بعض العيوب الخطيرة التي قد يتضمنها هذا المفهوم.

عيوب دائرة إمداد الطاقة غير المحولة

أولاً ، الدائرة غير قادرة على إنتاج نواتج تيار عالية ، لكن هذا لن يمثل مشكلة بالنسبة لمعظم التطبيقات.

عيب آخر يحتاج بالتأكيد إلى بعض الاعتبار هو أن المفهوم لا يعزل الدائرة عن إمكانات التيار المتردد الخطيرة.

يمكن أن يكون لهذا العيب تأثيرات خطيرة على التصاميم التي أنهت النواتج أو الخزانات المعدنية ، ولكن لن تكون مهمة بالنسبة للوحدات التي تحتوي على كل شيء مغطى في مبيت غير موصل.

لذلك ، يجب أن يعمل الهواة الجدد مع هذه الدائرة بحذر شديد لتجنب أي إصابات كهربائية. أخيرًا وليس آخرًا ، تسمح الدائرة أعلاه ارتفاع الجهد للدخول من خلاله ، مما قد يتسبب في أضرار جسيمة للدائرة الكهربائية ودائرة الإمداد نفسها.

ومع ذلك ، في التصميم البسيط المقترح لدائرة الإمداد بالطاقة غير المحولة ، تمت معالجة هذا العيب بشكل معقول من خلال إدخال أنواع مختلفة من مراحل التثبيت بعد مقوم الجسر.

يعمل هذا المكثف على إحداث ارتفاعات فورية في الجهد العالي ، وبالتالي حماية الأجهزة الإلكترونية المرتبطة به بكفاءة.

كيف تعمل الدائرة

يمكن فهم عمل مصدر الطاقة غير القابل للتحويل من خلال النقاط التالية:

1. عندما يكون دخل التيار المتردد الرئيسي في وضع التشغيل ، كتل مكثف C1 دخول التيار الكهربائي وتقيده إلى مستوى أدنى وفقًا لما تحدده قيمة التفاعل لـ C1. هنا قد يُفترض تقريبًا أن يكون حوالي 50 مللي أمبير.
2. ومع ذلك ، فإن الجهد غير مقيد ، وبالتالي يُسمح للجهد 220 فولت الكامل أو أي شيء قد يكون عند الإدخال بالوصول إلى مرحلة مقوم الجسر اللاحقة.
3. ال جسر المعدل يصحح 220 فولت C هذا إلى تيار مستمر أعلى 310 فولت ، بسبب تحويل RMS إلى ذروة تحويل شكل موجة التيار المتردد.
4. هذه يتم تقليل 310V DC على الفور إلى مستوى منخفض من DC في المرحلة التالية من الصمام الثنائي زينر ، والتي تحوله إلى قيمة زينر. إذا تم استخدام زينر 12 فولت ، فسيصبح هذا 12 فولت وما إلى ذلك.
5. أخيرًا ، يقوم C2 بتصفية 12V DC مع تموجات ، إلى 12V DC نظيف نسبيًا.

1) التصميم الأساسي غير المحولات

دعنا نحاول أن نفهم وظيفة كل جزء من الأجزاء المستخدمة في الدائرة أعلاه بتفاصيل أكبر:

1. يصبح المكثف C1 أهم جزء في الدائرة لأنه هو الجزء الذي يقلل التيار العالي من التيار الكهربائي 220 فولت أو 120 فولت إلى المستوى الأدنى المطلوب ، ليناسب حمل التيار المستمر الناتج. كقاعدة عامة ، سيوفر كل ميكرو فاراد واحد من هذا المكثف حوالي 50 مللي أمبير من التيار لحمل الإخراج. هذا يعني أن 2 فائق التوهج سيوفر 100 مللي أمبير وما إلى ذلك. إذا كنت ترغب في تعلم الحسابات بشكل أكثر دقة ، يمكنك ذلك الرجوع إلى هذه المقالة .
2. يستخدم المقاوم R1 لتوفير مسار تفريغ لمكثف الجهد العالي C1 عندما تكون الدائرة غير متصلة بمدخل التيار الكهربائي. نظرًا لأن C1 لديها القدرة على تخزين التيار الكهربائي بقوة 220 فولت فيه عند فصله عن التيار الكهربائي ، ويمكن أن يتعرض لصدمة عالية الجهد لمن يلمس دبابيس القابس. يقوم R1 بتفريغ شحن C1 بسرعة مما يمنع أي حادث مؤسف من هذا القبيل.
3. الثنائيات D1 - تعمل D4 مثل مقوم الجسر لتحويل التيار المتردد المنخفض من المكثف C1 إلى تيار مستمر منخفض التيار. يقيد المكثف C1 التيار إلى 50 مللي أمبير لكنه لا يقيد الجهد. هذا يعني أن التيار المستمر عند خرج مقوم الجسر هو قيمة الذروة لـ 220 فولت تيار متردد. يمكن حساب ذلك على النحو التالي: 220 × 1.41 = 310 فولت تيار مستمر تقريبا. إذن لدينا 310 فولت ، 50 مللي أمبير عند خرج الجسر.
4. ومع ذلك ، قد يكون التيار المستمر 310 فولت مرتفعًا جدًا لأي جهاز جهد منخفض باستثناء المرحل. لذلك ، تصنيف مناسب الصمام الثنائي زينر يستخدم لتحويل تيار مستمر 310 فولت إلى القيمة المنخفضة المطلوبة ، مثل 12 فولت ، 5 فولت ، 24 فولت ، إلخ ، اعتمادًا على مواصفات التحميل.
5. يستخدم المقاوم R2 كملف المقاوم الحالي المحدد . قد تشعر ، عندما يكون C1 موجودًا بالفعل للحد من التيار ، لماذا نحتاج إلى R2. ذلك لأنه ، أثناء فترات تشغيل مفتاح الطاقة اللحظية ، وهذا يعني أنه عندما يتم تطبيق مدخل التيار المتردد لأول مرة على الدائرة ، فإن المكثف C1 يعمل ببساطة مثل دائرة كهربائية قصيرة لبضعة أجزاء من الثانية. تسمح هذه الميلي ثانية الأولية القليلة من فترة التبديل ON ، بدخول التيار العالي الكامل AC 220 فولت إلى الدائرة ، وهو ما قد يكون كافياً لتدمير حمل التيار المستمر الضعيف عند الإخراج. من أجل منع هذا نقدم R2. ومع ذلك ، قد يكون الخيار الأفضل هو استخدام ملف NTC بدلا من R2.
6. C2 هو ملف مكثف مرشح ، مما يخفف تموجات 100 هرتز من الجسر المعدل إلى تيار مستمر أكثر نظافة. على الرغم من ظهور مكثف عالي الجهد 10 فائق التوهج 250 فولت في الرسم التخطيطي ، يمكنك ببساطة استبداله بـ 220 فائق التوهج / 50 فولت بسبب وجود الصمام الثنائي زينر.

يظهر تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمزود الطاقة البسيط الموضح أعلاه في الصورة التالية. يرجى ملاحظة أنني قمت بتضمين مساحة لـ MOV أيضًا في PCB ، في جانب إدخال التيار الكهربائي.

مثال على دائرة كهربائية لتطبيق إضاءة زينة LED

يمكن استخدام دائرة إمداد الطاقة التالية غير المحولة أو بالسعة كدائرة مصباح LED لإضاءة دوائر LED الصغيرة بأمان ، مثل مصابيح LED الصغيرة أو أضواء سلسلة LED.

الفكرة طلبها السيد جايش:

المواصفات المطلوبة

يتكون الخيط من حوالي 65 إلى 68 LED من 3 فولت على التوالي على مسافة تقريبًا دعنا نقول قدمين ،،، يتم ربط هذه الخيوط الستة معًا لصنع سلسلة واحدة بحيث يكون موضع المصباح عند 4 بوصات في الحبل الأخير. لذلك على جميع المصابيح 390-408 LED في الحبل النهائي.
لذا من فضلك اقترح لي أفضل حلبة سائق ممكنة للعمل
1) سلسلة واحدة من 65-68 سلسلة.
أو
2) كامل حبل من 6 أوتار معا.
لدينا حبل آخر من 3 سلاسل. يتكون الخيط من حوالي 65 إلى 68 LED من 3 فولت على التوالي على مسافة تقريبًا ، دعنا نقول 2 قدمًا ، يتم ربط هذه الأوتار معًا لصنع خيط واحد حتى يتم وضع اللمبة خارج ليكون على بعد 4 بوصات في الحبل النهائي. لذلك على كل 195-204 لمبات LED في الحبل النهائي.
لذا من فضلك اقترح لي أفضل حلبة سائق ممكنة للعمل
1) سلسلة واحدة من 65-68 سلسلة.
أو
2) كامل حبل من 3 أوتار معا.
يرجى اقتراح أفضل دائرة كهربائية قوية مزودة بواقي من زيادة التيار وتقديم المشورة بشأن أي أشياء إضافية يجب توصيلها لحماية الدوائر.
ويرجى الاطلاع على أن مخططات الدوائر تحتوي على قيم مطلوبة لأننا لسنا على الإطلاق شخصًا تقنيًا في هذا المجال.

تصميم الدوائر

دائرة السائق الموضحة أدناه مناسبة للقيادة أي سلسلة لمبة LED وجود أقل من 100 مصباح LED (لإدخال 220 فولت) ، كل مصباح LED مصنّف عند 20 مللي أمبير ، 3.3 فولت 5 ملم:

هنا يقرر مكثف الإدخال 0.33 فائق التوهج / 400 فولت مقدار التيار الموفر لسلسلة LED. في هذا المثال ، سيكون حوالي 17 مللي أمبير وهو مناسب تمامًا لسلسلة LED المحددة.

إذا تم استخدام محرك واحد لعدد أكبر من سلاسل 60/70 LED المتشابهة بالتوازي ، فيمكن ببساطة زيادة قيمة المكثف المذكورة بشكل متناسب للحفاظ على الإضاءة المثلى على مصابيح LED.

لذلك بالنسبة إلى سلسلتين متوازيتين ، ستكون القيمة المطلوبة 0.68 فائق التوهج / 400 فولت ، وبالنسبة لثلاث سلاسل يمكنك استبدالها بـ 1 فائق التوهج / 400 فولت. وبالمثل بالنسبة إلى 4 سلاسل ، يجب ترقيتها إلى 1.33 فائق التوهج / 400 فولت ، وهكذا.

الأهمية :على الرغم من أنني لم أظهِر مقاومًا محدودًا في التصميم ، سيكون من الجيد تضمين مقاوم 33 أوم 2 واط في سلسلة مع كل سلسلة LED لمزيد من الأمان. يمكن إدراج هذا في أي مكان في السلسلة مع السلاسل الفردية.

تحذير: جميع الدوائر المذكورة في هذه المقالة ليست معزولة عن التيار المتردد الرئيسي ، وبالتالي فإن جميع الأقسام الموجودة في الدائرة تكون خطيرة للغاية عند لمسها عند توصيلها بالتيار المتردد الرئيسي ........

2) الترقية إلى التيار الكهربائي المستقر بالجهد المحول

الآن دعنا نرى كيف يمكن تحويل مصدر طاقة سعوي عادي إلى مصدر طاقة مستقر للجهد الخالي من الطفرة أو مزود طاقة غير محول للجهد المتغير ينطبق على جميع الأحمال والدوائر الإلكترونية القياسية تقريبًا. تم طلب الفكرة من قبل السيد Chandan Maity.

المواصفات الفنية

إذا كنت تتذكر ، فقد أبلغتك في وقت ما من قبل بتعليقات على مدونتك.

الدوائر غير المحولة جيدة حقًا وقمت باختبار اثنين منها وتشغيل 20W ، 30W LED. الآن ، أحاول إضافة بعض وحدات التحكم ، FAN و LED معًا ، وبالتالي ، أحتاج إلى مصدر مزدوج.

المواصفات التقريبية هي:

التصنيف الحالي 300 mAP1 = 3.3-5V 300mA (لوحدة التحكم وما إلى ذلك) P2 = 12-40V (أو نطاق أعلى) ، 300mA (لمصابيح LED)
فكرت في استخدام دائرتك الثانية على النحو المذكور https: //homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html

لكنني لست قادرًا على تجميد طريقة الحصول على 3.3 فولت دون استخدام مكثف إضافي. 1. هل يمكن وضع دائرة ثانية من خرج الأول؟ 2. أو ، جسر TRIAC ثان ، يتم وضعه بالتوازي مع الجسر الأول ، بعد المكثف للحصول على 3.3-5V

سأكون سعيدا إذا كنت تفضل المساعدة.

شكرا،

التصميم

يمكن فهم وظيفة المكونات المختلفة المستخدمة عبر المراحل المختلفة لدائرة التحكم في الجهد الموضحة أعلاه من النقاط التالية:

يتم تصحيح جهد التيار الكهربائي بواسطة الثنائيات الأربعة 1N4007 وترشيحها بواسطة مكثف 10 فائق التوهج / 400 فولت.

يصل الإخراج عبر 10 فائق التوهج / 400 فولت الآن إلى حوالي 310 فولت وهو أقصى جهد مصحح يتحقق من التيار الكهربائي.

تتأكد شبكة مقسم الجهد المكونة في قاعدة TIP122 من انخفاض هذا الجهد إلى المستوى المتوقع أو كما هو مطلوب عبر خرج مصدر الطاقة.

تستطيع ايضا استخذام MJE13005 بدلاً من TIP122 لسلامة أفضل.

إذا كانت هناك حاجة إلى 12 فولت ، فيمكن ضبط وعاء 10 كيلو لتحقيق ذلك عبر الباعث / الأرض في TIP122.

يضمن مكثف 220 فائق التوهج / 50 فولت أنه أثناء التبديل في وضع التشغيل ، يتم تحويل القاعدة إلى جهد صفري لحظي من أجل إبقائها في وضع إيقاف التشغيل وآمنة من الاندفاع الأولي.

يضمن الحث كذلك أنه خلال فترة التبديل ON ، يوفر الملف مقاومة عالية ويوقف أي تيار تدفق للدخول إلى الدائرة ، مما يمنع حدوث تلف محتمل للدائرة.

لتحقيق جهد 5 فولت أو أي جهد متدرج آخر متصل ، يمكن استخدام منظم الجهد مثل 7805 IC الموضح لتحقيق ذلك.

مخطط الرسم البياني

باستخدام التحكم في MOSFET

يمكن زيادة تحسين الدائرة المذكورة أعلاه باستخدام متابع باعث من خلال تطبيق أ MOSFET مصدر التيار المتابع ، إلى جانب مرحلة التحكم في التيار الإضافي باستخدام ترانزستور BC547.

يمكن رؤية مخطط الدائرة الكامل أدناه:

إثبات فيديو للحماية من زيادة التيار

3) صفر معبر دائرة إمداد الطاقة المحولات

يشرح الشيء الثالث المثير للاهتمام أهمية اكتشاف التقاطع الصفري في إمدادات الطاقة غير المحولة بالسعة من أجل جعله آمنًا تمامًا من تيارات تدفق التيار الكهربائي ON. الفكرة اقترحها السيد فرانسيس.

المواصفات الفنية

لقد قرأت عن المحولات أقل من مقالات الإمداد بالطاقة على موقعك باهتمام كبير ، وإذا كنت أفهم بشكل صحيح ، فإن المشكلة الرئيسية هي التيار المتسارع المحتمل في الدائرة عند التبديل ، وهذا يرجع إلى أن التبديل يحدث لا تحدث دائمًا عندما تكون الدورة عند صفر فولت (صفر عبور).

أنا مبتدئ في مجال الإلكترونيات ومعرفي وخبرتي العملية محدودة للغاية ، ولكن إذا كان من الممكن حل المشكلة إذا تم تنفيذ التقاطع الصفري ، فلماذا لا تستخدم مكون عبور صفري للتحكم فيه مثل Optotriac بدون تقاطع.

جانب الإدخال من Optotriac منخفض الطاقة ، لذلك يمكن استخدام مقاوم منخفض الطاقة لخفض جهد التيار الكهربائي لتشغيل Optotiac. لذلك لا يتم استخدام مكثف عند إدخال Optotriac. يتم توصيل المكثف على جانب الخرج الذي سيتم تشغيله بواسطة TRIAC الذي يتم تشغيله عند تقاطع الصفر.

إذا كان هذا قابلاً للتطبيق ، فسيحل أيضًا مشاكل متطلبات التيار العالي ، حيث يمكن لـ Optotriac بدوره تشغيل تيار أعلى و / أو جهد TRIAC آخر دون أي صعوبة. يجب ألا تعاني دائرة التيار المستمر المتصلة بالمكثف من مشكلة التيار المتسارع.

سيكون من الجيد معرفة رأيك العملي وشكرا على قراءة بريدي.

يعتبر،
فرانسيس

التصميم

كما هو موضح بحق في الاقتراح أعلاه ، فإن إدخال التيار المتردد بدون ملف صفر عبور السيطرة يمكن أن يكون سببًا رئيسيًا لتدفق التيار المفاجئ في إمدادات الطاقة غير المحولة بالسعة.

اليوم مع ظهور عوازل ضوئية متطورة للسائق التيرستوري ، لم يعد تبديل أنابيب التيار المتردد بدون تحكم في العبور أمرًا معقدًا ، ويمكن تنفيذه ببساطة باستخدام هذه الوحدات.

حول قارنات البصريات MOCxxxx

تأتي محركات التيرستورات من سلسلة MOC في شكل optocouplers وهم متخصصون في هذا الصدد ويمكن استخدامها مع أي ترياك للتحكم في أنابيب التيار المتردد من خلال الكشف عن العبور والتحكم فيه.

تشتمل محركات التيرستورات من سلسلة MOC على MOC3041 و MOC3042 و MOC3043 وما إلى ذلك ، وكلها متطابقة تقريبًا مع خصائص أدائها مع وجود اختلافات طفيفة فقط مع تباعد الجهد ، ويمكن استخدام أي منها لتطبيق التحكم في الارتفاع المقترح في إمدادات الطاقة السعوية.

تتم معالجة عمليات الكشف عن العبور الصفري والتنفيذ داخليًا في وحدات التشغيل البصري هذه ، ويجب على المرء فقط تكوين التيرستورات الطاقة معها لمشاهدة إطلاق النار المتقاطع الخاضع للتحكم في دائرة التيرستورات المتكاملة.

قبل التحقيق في دائرة إمداد الطاقة بدون محول التيرستورات الخالية من الاندفاع باستخدام مفهوم التحكم في العبور الصفري ، دعونا أولاً نفهم باختصار ما هو المعبر الصفري وميزاته المتضمنة.

ما هو Zero Crossing في التيار المتردد

نحن نعلم أن جهد التيار المتردد يتكون من دورات الجهد التي ترتفع وتنخفض مع تغيير القطبية من الصفر إلى الحد الأقصى والعكس بالعكس عبر النطاق المحدد. على سبيل المثال ، في أنابيب التيار المتردد 220 فولت لدينا ، يتبدل الجهد من 0 إلى + 310 فولت) والعودة إلى الصفر ، ثم إعادة التوجيه لأسفل من 0 إلى -310 فولت ، والعودة إلى الصفر ، يستمر هذا 50 مرة في الثانية بشكل مستمر مكونًا 50 هرتز تيار متردد دورة.

عندما يقترب جهد التيار الكهربائي من الذروة اللحظية للدورة ، أي بالقرب من 220 فولت (لمدخل 220 فولت) ، فإنه يقع في أقوى منطقة من حيث الجهد والتيار ، وإذا حدث تشغيل مصدر طاقة سعوي أثناء ذلك على الفور ، من المتوقع أن يخترق 220 فولت بالكامل مصدر الطاقة وحمل التيار المستمر المرتبط به. يمكن أن تكون النتيجة ما نشهده عادةً في وحدات إمداد الطاقة هذه ... وهذا هو الاحتراق الفوري للحمل المتصل.

يمكن رؤية النتيجة المذكورة أعلاه بشكل شائع فقط في مصادر الطاقة غير المحولة السعوية لأن المكثفات لها خصائص التصرف مثل قصير لجزء من الثانية عند تعرضها لجهد إمداد ، وبعد ذلك يتم شحنها والتكيف مع مستوى الخرج المحدد الصحيح

بالعودة إلى مشكلة عبور التيار الرئيسي الصفري ، في حالة عكسية أثناء اقتراب الخطوط الرئيسية من خط الصفر لدورة طورها أو عبورها ، يمكن اعتبارها في أضعف منطقة لها من حيث التيار والجهد ، وأي جهاز تم تشغيله في هذه اللحظة يمكن توقع أن تكون آمنة تمامًا وخالية من اندفاع التدفق.

لذلك ، إذا تم تشغيل مصدر طاقة سعوي في المواقف التي يمر فيها مدخل التيار المتردد عبر طورته الصفرية ، فيمكننا أن نتوقع أن يكون الإخراج من مصدر الطاقة آمنًا وخاليًا من التيار.

كيف تعمل

تستخدم الدائرة الموضحة أعلاه محرك optoisolator ثلاثي الأبعاد MOC3041 ، ويتم تكوينه بطريقة تجعله كلما تم تشغيل الطاقة ، فإنه يطلق ويبدأ التيرستورات المتصل فقط خلال أول عبور صفري لمرحلة التيار المتردد ، ثم يبقي التيار المتردد في وضع التشغيل عادة لبقية الفترة حتى يتم إيقاف تشغيل الطاقة وتشغيلها مرة أخرى.

بالإشارة إلى الشكل ، يمكننا أن نرى كيف يتم توصيل MOC 3041 IC الصغير ذي 6 سنون مع التيرستورات لتنفيذ الإجراءات.

يتم تطبيق المدخلات إلى التيرستورات من خلال مكثف تيار عالي الجهد 105 / 400V ، ويمكن رؤية الحمل متصل بالطرف الآخر من الإمداد عبر تكوين مقوم الجسر لتحقيق تيار مستمر نقي للحمل المقصود والذي يمكن أن يكون LED .

كيف يتم التحكم في زيادة التيار

عندما يتم تشغيل الطاقة ، يظل التيرستورات في البداية مغلقًا (بسبب عدم وجود محرك البوابة) وكذلك الحمل المتصل بشبكة الجسر.

يصل جهد التغذية المشتق من خرج مكثف 105 / 400V إلى IR LED الداخلي من خلال pin1 / 2 من opto IC. تتم مراقبة هذا الإدخال ومعالجته داخليًا بالرجوع إلى استجابة ضوء الأشعة تحت الحمراء LED .... وبمجرد اكتشاف وصول دورة التيار المتردد إلى نقطة العبور الصفرية ، يقوم مفتاح داخلي على الفور بتبديل وإطلاق التيرستورات ويحافظ على تشغيل النظام من أجل بقية الفترة حتى يتم إيقاف تشغيل الوحدة وتشغيلها مرة أخرى.

مع الإعداد أعلاه ، عندما يتم تشغيل الطاقة ، يتأكد العازل البصري MOC من أن التيرستورات لا يبدأ إلا خلال تلك الفترة عندما تتجاوز أنابيب التيار المتردد خط الصفر في مرحلتها ، والذي بدوره يحافظ على الحمل آمنًا تمامًا و خالية من الارتفاع الخطير في الاندفاع.

تحسين التصميم أعلاه

نناقش هنا دائرة إمداد طاقة سعوية شاملة بها كاشف عبور صفري وكابت تصاعد ومنظم جهد ، وقد تم تقديم الفكرة من قبل السيد شامي

تصميم دائرة إمداد طاقة سعوية محسّنة مع خاصية اكتشاف المعابر الصفرية

مرحبا Swagatam.

هذا هو تصميم مزود الطاقة بالسعة المحمي من زيادة التيار مع مثبت الجهد ، وسأحاول سرد كل شكوكي.
(أعلم أن هذا سيكون مكلفًا بالنسبة للمكثفات ، لكن هذا فقط لأغراض الاختبار)

1-لست متأكدًا مما إذا كان سيتم تغيير BT136 من أجل BTA06 لاستيعاب المزيد من التيار.

2-يمكن لـ Q1 (TIP31C) التعامل مع 100 فولت فقط كحد أقصى. ربما يجب تغييره لترانزستور 200V 2-3A؟ ، مثل 2SC4381.

3-R6 (200R 5W) ، أعرف أن هذا المقاوم صغير جدًا وهو مقاوم
خطأ ، كنت أرغب بالفعل في وضع مقاوم 1 كيلو لكن مع 200R 5W
المقاوم ستعمل؟

4-تم تغيير بعض المقاومات باتباع توصياتك لجعلها 110 فولت ، فربما تحتاج المقاومة 10 كيلو لتكون أصغر؟

إذا كنت تعرف كيفية جعلها تعمل بشكل صحيح ، فسأكون سعيدًا جدًا لتصحيحها ، وإذا نجحت ، يمكنني إنشاء PCB لها ويمكنك نشرها في صفحتك (مجانًا بالطبع).

شكرًا لك على الوقت الذي استغرقته وعرضت فيه دائرة الأعطال الكاملة.

طاب يومك.

شامى

تقييم التصميم

مرحبا شامي ،

دائرتك تبدو جيدة بالنسبة لي. هنا الجواب لسؤالك:

1) نعم يجب استبدال BT136 بتيرستورات ذات تصنيف أعلى.
2) يجب استبدال TIP31 بترانزستور دارلينجتون مثل TIP142 وما إلى ذلك وإلا فقد لا يعمل بشكل صحيح.
3) عند استخدام دارلينجتون ، يمكن أن يكون المقاوم الأساسي عالي القيمة ، وقد يكون المقاوم 1K / 2 واط مناسبًا تمامًا.
ومع ذلك ، فإن التصميم في حد ذاته يبدو وكأنه مبالغة ، ويمكن رؤية نسخة أبسط بكثير أدناه https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
يعتبر

Swagatam

المرجعي:

حلبة العبور الصفرية

4) تحويل التيار الكهربائي المحول باستخدام IC 555

يتم تنفيذ هذا الحل الرابع البسيط ولكنه ذكي هنا باستخدام IC 555 في وضعه أحادي الاستقرار للتحكم في الاندفاع المفاجئ في مصدر طاقة غير متحولة عبر مفهوم دائرة التبديل الصفري ، حيث يُسمح بدخول طاقة الإدخال من التيار الكهربائي إلى الدائرة فقط أثناء عدم وجود تقاطعات لإشارة التيار المتردد ، مما يلغي إمكانية اندفاع التيار. تم اقتراح الفكرة من قبل أحد القراء المتحمسين لهذه المدونة.

المواصفات الفنية

هل ستعمل الدائرة الخالية من المحولات المتقاطعة الصفرية على منع تيار التدفق الأولي من خلال عدم السماح بالتشغيل حتى النقطة 0 في دورة 60/50 هرتز؟

العديد من مرحلات الحالة الصلبة التي تكون رخيصة الثمن ، أقل من 10.00 روبية هندية ولديها هذه القدرة المدمجة فيها.

أود أيضًا أن أقود مصابيح LED بقوة 20 وات بهذا التصميم ، لكنني لست متأكدًا من مقدار التيار أو كيف ستحصل المكثفات الساخنة ، أفترض أن ذلك يعتمد على الكيفية التي تكون بها المصابيح متسلسلة أو متوازية ، لكن دعنا نقول أن المكثف بحجم 5 أمبير أو 125 فائق التوهج. مكثف تسخين وتفجير ؟؟؟

كيف يقرأ المرء مواصفات المكثف لتحديد مقدار الطاقة التي يمكنه تبديدها.

دفعني الطلب أعلاه إلى البحث عن تصميم ذي صلة يشتمل على مفهوم التبديل الصفري القائم على IC 555 ، وصادف دائرة إمداد الطاقة غير المحولة الممتازة التالية والتي يمكن استخدامها للتخلص بشكل مقنع من جميع الفرص الممكنة لتدفق الاندفاع.

ما هو مفتاح العبور الصفري:

من المهم تعلم هذا المفهوم أولاً قبل التحقيق في الدائرة غير المحولة الخالية من الاندفاع المقترحة.

نعلم جميعًا كيف تبدو موجة جيبية لإشارة التيار المتردد. نحن نعلم أن هذه الإشارة الجيبية تبدأ من علامة صفر محتملة ، وترتفع تصاعديًا أو تدريجيًا إلى نقطة ذروة الجهد (220 أو 120) ، ومن هناك تعود بشكل أسي إلى علامة صفر احتمال.

بعد هذه الدورة الموجبة ، ينخفض ​​شكل الموجة ويكرر الدورة أعلاه ولكن في الاتجاه السلبي حتى يعود مرة أخرى إلى علامة الصفر.

تحدث العملية المذكورة أعلاه حوالي 50 إلى 60 مرة في الثانية وفقًا لمواصفات الأداة المساعدة للتيار الكهربائي.
نظرًا لأن شكل الموجة هذا هو ما يدخل الدائرة ، فإن أي نقطة في شكل الموجة بخلاف الصفر ، تمثل خطرًا محتملاً لحدوث اندفاع في مفتاح التشغيل بسبب التيار العالي المتضمن في شكل الموجة.

ومع ذلك ، يمكن تجنب الموقف أعلاه إذا واجه الحمل المفتاح ON أثناء عبور الصفر ، وبعد ذلك لا يشكل الارتفاع الأسي أي تهديد للحمل.

هذا هو بالضبط ما حاولنا تنفيذه في الدائرة المقترحة.

تشغيل الدائرة

بالإشارة إلى مخطط الدائرة أدناه ، تشكل الثنائيات 4 1N4007 تكوينًا قياسيًا لمعدلات الجسر ، ينتج تقاطع الكاثود تموجًا 100 هرتز عبر الخط.
يتم إسقاط التردد أعلاه 100 هرتز باستخدام فاصل محتمل (47 كيلو / 20 كيلو) ويتم تطبيقه على القضيب الموجب الخاص بـ IC555. عبر هذا الخط ، يتم تنظيم وترشيح الإمكانات بشكل مناسب باستخدام D1 و C1.

يتم تطبيق الإمكانات المذكورة أعلاه أيضًا على القاعدة Q1 عبر المقاوم 100 كيلو.

تم تكوين IC 555 على أنه MV أحادي الاستقرار مما يعني أن خرجه سيرتفع في كل مرة يتم فيها تأريض دبوس # 2.

بالنسبة للفترات التي يكون خلالها التيار المتردد أعلى من (+) 0.6 فولت ، يظل Q1 مغلقًا ، ولكن بمجرد أن يلامس شكل موجة التيار المتردد علامة الصفر ، فإن ذلك يصل إلى أقل من (+) 0.6 فولت ، ومفاتيح Q1 على دبوس التأريض # 2 من IC وتقديم خرج إيجابي من IC pin # 3.

يعمل خرج IC على تشغيل SCR والحمل ويبقيه في وضع التشغيل حتى ينقضي توقيت MMV ، لبدء دورة جديدة.

يمكن ضبط وقت تشغيل monostable عن طريق تغيير الضبط المسبق 1M.

يضمن وقت التشغيل الأكبر مزيدًا من التيار للحمل ، مما يجعله أكثر سطوعًا إذا كان مصباح LED ، والعكس صحيح.

وبالتالي ، يتم تقييد شروط مفتاح التشغيل لدائرة إمداد الطاقة غير المحولة القائمة على IC 555 فقط عندما يكون التيار المتردد قريبًا من الصفر ، والذي بدوره يضمن عدم زيادة الجهد في كل مرة يتم فيها تشغيل الحمل أو الدائرة.

مخطط الرسم البياني

لتطبيق سائق الصمام

إذا كنت تبحث عن مصدر طاقة بدون محول لتطبيق تشغيل LED على المستوى التجاري ، فمن المحتمل أن تتمكن من تجربة شرح المفاهيم هنا .