Estas fuentes de alimentación de CA a CC utilizan un solo chip para convertir la CA de entrada de 220 V o 120 V en 12 V o 5 V CC sin depender de un transformador.
Aquí se analizan tres circuitos de suministro de energía de estado sólido ajustables sin transformador de estado sólido, simples pero eficientes, de 220 V, basados en un solo chip.
El primero funciona con un solo IC SR087. El diseño no depende de condensadores o inductores de alto valor y, sin embargo, es capaz de entregar 100 mA de corriente a la carga adjunta.
1) Características principales y diseño de la placa
Las características principales de esta fuente de alimentación que utiliza el IC SR087 son:
Alta eficiencia sin incorporar inductores. No requiere condensadores de alto voltaje para la caída de corriente de la red. Se puede utilizar con entradas de 120 V CA y 220 V CA Salida ajustable de 9 V a 50 V CC Tiene un circuito interno de soft stat El consumo en espera es inferior a 200 mW
los Supertex SR087 es un chip regulador de conmutación sin transformador especialmente diseñado para operar directamente desde una línea rectificada de 220 V o 120 V CA.
El principio de funcionamiento es encender un transistor de paso cada vez que la CA rectificada llegue por debajo del nivel de salida establecido, y apagarlo tan pronto como el nivel de salida se mantenga en el nivel establecido.
Un regulador lineal de 5 V configurado internamente ofrece una salida fija adicional de 5 V del IC para dispositivos operativos que requieren entradas estrictas de 5 V.
El IC también facilita una función de 'deshabilitación' activada por entrada lógica externa, que se puede usar para deshabilitar el circuito cuando no está en uso y mantener el sistema en modo de espera.
¡ADVERTENCIA! El aislamiento galvánico no está incluido en el diseño. Los voltajes y descargas que amenazan la vida pueden flotar cuando se conecta a la línea de CA. El diseñador que emplea el SR087 debe asegurarse de que se emplean las medidas de seguridad adecuadas para proteger al usuario final de la muerte.
No se garantiza que los circuitos descritos aquí cumplan con los requisitos de conducción de EMI y sobretensión.
El funcionamiento de estos circuitos puede diferir dependiendo de una aplicación determinada. Se aconseja al diseñador que implemente pruebas para verificar el cumplimiento de los estándares y regulaciones mundiales establecidos.
Diagrama de circuito
Lista de partes
Pinout Descripción
VIN: debe conectarse a través de una línea de 120/230 VCA. La entrada de CA del circuito está protegida de las sobrecorrientes mediante un varistor de óxido metálico (MOV) de 275 V y también un 1,25 A.
Fusible de acción lenta.
Nunca use un transformador en la línea de entrada. La alta inductancia puede generar un EMF inductivo de nuevo, sobrecargando el
MOV y destruirlo. Tenga en cuenta que la fuente de alimentación sin transformador ajustable de 50 V propuesta no está diseñada para operar a través de la entrada de suministro de una onda cuadrada ininterrumpida que también se conoce como 'onda sinusoidal modificada'.
GND: esta es la línea común del circuito. Y debido a que el circuito no ofrece un aislamiento galvánico de la red eléctrica de 220 V o 120 V, al conectar esta línea común a un equipo con conexión a tierra,
(como un osciloscopio), podría provocar un cortocircuito en la línea de CA, provocando un daño instantáneo al circuito o incluso al equipo en uso.
También es posible que desee tener en cuenta que GND puede estar en un nivel de voltaje elevado con respecto
a tierra, incluso cuando la entrada de CA está apagada. ¡Tenga cuidado con esto!
VOUT: se refiere a la salida principal de la etapa del circuito.
El SR087 IC está diseñado para regular el voltaje de salida pico, y no el valor promedio, por lo tanto el
el voltaje promedio mostrará una tendencia a disminuir cuando se conecta una carga.
VOUT se puede ajustar de 9.0 a 50V cambiando el valor de R1 según la fórmula dada en el diagrama del circuito
VREG - Es la salida regulada fija de 5V, desde el IC. Dado que esta salida se deriva de la línea de 50 V, cualquier carga en VREG podría causar una caída de corriente equivalente en VOUT.
VREG requerirá al menos 4.0 V de altura libre
para generar los 5V, que es un mínimo de 9V en VOUT.
Dado que el IC es típicamente un regulador lineal, el SR087 se disipará
la potencia actual en la salida VREG o VOUT sube a alrededor de 460mW a 60mA.
ENABLE - Si una lógica baja (<0.2V) is applied on this pinout it enables Q1
encendido y el VOUT encendido.
Sin embargo una lógica
alto (> 0,75 • VREG) en este pinout desactiva rápidamente Q1
, cerrando el suministro VOUT y también la salida VREG.
Sin embargo, si existe un voltaje externo a través de los terminales VOUT en el estado desactivado, VREG continuará funcionando y permitirá que se generen 5.0 V en los terminales especificados.
La entrada ENABLE está equipada con una resistencia pull-down de 20 kΩ. En caso de que no sea necesario o no se use, simplemente se puede dejar desconectado o conectado a tierra.
2) Fuente de alimentación de estado sólido de 12 V, 5 V con IC LR645
En el siguiente segundo diseño de estado sólido basado en un solo IC, estudiamos cómo se controla el voltaje de la red a 12V y 5V usando un solo IC LR645G y algunos otros semiconductores activos ordinarios de apoyo.
En una de mis publicaciones anteriores proporcioné un circuito similar, pero utilizaba un condensador de alto voltaje para reducir el voltaje de la red a niveles utilizables más bajos.
Gracias a Supertex ic. por proporcionarnos este pequeño y maravilloso chip LR645G, que controla con una sola mano cualquier voltaje entre 24 y 270 V CA y produce voltajes CC por debajo de 15 voltios en la salida, lo que resulta ideal para operar circuitos electrónicos compactos y sensibles.
La mejor parte del circuito es que no incorpora componentes voluminosos o pesados como un transformador o condensadores de alto voltaje no polares.
Aunque todos conocemos la forma sencilla de construir unidades de suministro de energía sin transformador utilizando condensadores de alto voltaje, estos condensadores de alto voltaje tienen un gran inconveniente.
En el encendido, estas tapas permiten que las entradas de alta sobretensión pasen a través de ellas y también los transitorios intermedios se vuelven imparables con estos dispositivos.
El inconveniente puede causar estragos en cualquier circuito electrónico que pueda estar conectado a tales configuraciones de fuente de alimentación.
Cómo funciona LR645G
Usando LR645G, la amenaza anterior queda absolutamente anulada. La corriente máxima disponible de este dispositivo es bastante baja, alrededor de 3 mA, sin embargo, eso nunca es un problema, porque la corriente se puede disparar hasta 150 mA, mediante una simple adición de un fet DN2540N5 en el circuito.
La figura que se muestra arriba es un circuito de estado sólido clásico configurado con un circuito de suministro de energía sin transformador de 12 V y 5 V que puede proporcionar salidas de 15 voltios y 5 voltios.
15 voltios están disponibles solo en la unión de la salida de LR645 y la entrada de Ic 7805.
Si no se requiere la opción de 5 voltios, la configuración alrededor del regulador de 5 voltios puede simplemente eliminarse, lo que hace que el circuito sea aún más simple y compacto.
Descripción
En resumen, el diagrama de circuito se puede entender de la siguiente manera:
- La red de CA de alto voltaje se rectifica mediante la configuración del puente utilizando cuatro diodos en la entrada.
- La tensión rectificada es suavizada por el condensador de filtro introducido justo después de la red de puente.
- El alto voltaje rectificado y filtrado se alimenta al IC LR645LG, que reduce efectivamente el voltaje a 15 voltios a 3 mA.
- El FET lleva la salida de corriente de 3 mA a 150 mA y la alimenta a la siguiente etapa que incorpora la etapa del regulador de 5 voltios.
Sin embargo, un gran inconveniente de no incorporar un transformador es el PELIGRO de choque de alto voltaje que cuelga activamente con todos los puntos desnudos del circuito.
Por lo tanto, se debe tener mucho cuidado al construir y probar este circuito y otros circuitos conectados.
Lista de partes
Diodos - 1N4007
Condensador de entrada - 4.7uF / 400V,
Los condensadores de salida son 1uF / 25V
Los circuitos integrados son LR645LG y 7805,
HECHO - DN2540N5
3) Circuito de fuente de alimentación de un solo chip 0-400V
Se puede construir un circuito de fuente de alimentación sin transformador variable de 0-400V con un solo chip LR8 y algunas resistencias. El IC cuenta con una etapa de control de corriente incorporada que hace que el diseño sea extremadamente seguro incluso para circuitos electrónicos críticos.
Cómo está diseñado para funcionar el LR8 IC
El IC LR8 es bastante similar al nuestro LM317 o CI LM338, excepto su voltaje de entrada máximo y las especificaciones de capacidad de entrega de corriente que están muy separadas, el resto de los atributos son exactamente similares.
Dado que el IC LR8 está diseñado para trabajar con voltajes enormes de hasta 430 V, su capacidad de manejo de corriente es, en consecuencia, mucho menor a un máximo de 20 mA, pero, sin embargo, a 400 V esta corriente podría parecer significativamente útil.
Dado que el circuito de fuente de alimentación sin transformador de 0-400V propuesto está clasificado para funcionar con más de 400V de CA, implica que este circuito podría simplemente enchufarse directamente a nuestra toma de corriente sin tener que preocuparse por oleadas , u otras situaciones catastróficas relacionadas.
Cómo funciona
Refiriéndose al diseño del circuito del 0-400V fuente de alimentación sin transformador arriba, podemos ver que es exactamente idéntico a los reguladores de voltaje tipo LM317, donde R1 se usa para configurar el voltaje de referencia para el pin ADJ, mientras que R2 está posicionado para determinar el voltaje de salida previsto en C2.
En el diagrama, se supone que la resistencia de 18K produce 5V precisos en la salida siempre que el voltaje de entrada sea 12V por encima del valor de salida ... lo que significa que para adquirir 5V, el voltaje de suministro de entrada mínimo debe ser 17V. De manera similar, para garantizar un mínimo de 1,25 V en la salida, la fuente de entrada deberá ser de alrededor de 13,2 V. En resumen, el voltaje diferencial debe ser de + 12V por encima del valor de salida deseado.
Para adquirir una salida variable suave de 0-400V o 0-300V DC de una fuente de entrada rectificada de red de 220V, el R2 podría ser reemplazado por un potenciómetro de 100K.
Para otros valores fijos, se podría utilizar la fórmula especificada como se sugiere en el diagrama.
El diagrama de distribución de pines para el LR8 IC se puede aprender de la siguiente imagen:
Ahora que sabe cómo construir un circuito de suministro de energía sin transformador de 0-400V, ¿cómo planea usarlo para su necesidad específica? .... piense y comparta si es posible a través del cuadro de comentarios.
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