En esta publicación, discutimos 4 circuitos de suministro de energía sin transformador simples, compactos y fáciles de construir. Todos los circuitos presentados aquí se construyen utilizando la teoría de reactancia capacitiva para reducir el voltaje de la red de CA de entrada. Todos los diseños presentados aquí funcionan de forma independiente sin ningún transformador, o sin transformador .
El concepto de fuente de alimentación sin transformador
Como su nombre lo define, un circuito de suministro de energía sin transformador proporciona una CC baja de la CA de alta tensión de la red, sin utilizar ninguna forma de transformador o inductor.
Funciona mediante el uso de un condensador de alto voltaje para reducir la corriente CA de la red al nivel inferior requerido que puede ser adecuado para el circuito electrónico o la carga conectados.
La especificación de voltaje de este capacitor se selecciona de manera que su valor nominal de voltaje pico RMS sea mucho más alto que el pico del voltaje de la red de CA para garantizar el funcionamiento seguro del capacitor. A continuación se muestra un ejemplo de condensador que se utiliza normalmente en circuitos de alimentación sin transformador:
Este condensador se aplica en serie con una de las entradas de red, preferiblemente la línea de fase de la CA.
Cuando la CA de la red entra en este condensador, dependiendo del valor del condensador, la reactancia del condensador entra en acción y restringe la corriente CA de la red para que no supere el nivel dado, según lo especificado por el valor del condensador.
Sin embargo, aunque la corriente está restringida, el voltaje no lo está, por lo tanto, si mide la salida rectificada de una fuente de alimentación sin transformador, encontrará que el voltaje es igual al valor pico de la red CA, eso es alrededor de 310V , y esto podría ser alarmante para cualquier aficionado nuevo.
Pero dado que el condensador puede reducir lo suficiente la corriente, este alto voltaje máximo podría abordarse y estabilizarse fácilmente mediante el uso de un diodo Zener en la salida del puente rectificador.
los potencia del diodo zener debe seleccionarse adecuadamente de acuerdo con el nivel de corriente admisible del condensador.
PRECAUCIÓN: lea el mensaje de advertencia de precaución al final de la publicación
Ventajas de utilizar un circuito de suministro de energía sin transformador
La idea es barata pero muy efectiva para aplicaciones que requieren poca energía para sus operaciones.
Usando un transformador en Fuentes de alimentación DC es probablemente bastante común y hemos escuchado mucho al respecto.
Sin embargo, una desventaja de usar un transformador es que no puede hacer que la unidad sea compacta.
Incluso si el requisito de corriente para la aplicación de su circuito es bajo, debe incluir un transformador pesado y voluminoso que haga las cosas realmente engorrosas y complicadas.
El circuito de suministro de energía sin transformador descrito aquí reemplaza de manera muy eficiente un transformador habitual para aplicaciones que requieren corriente por debajo de 100 mA.
Aquí un alto voltaje condensador metalizado se utiliza en la entrada para la reducción requerida de la alimentación de red y el circuito anterior no es más que simples configuraciones de puente para convertir el voltaje de CA reducido a CC.
El circuito que se muestra en el diagrama de arriba es un diseño clásico que se puede utilizar como Fuente de alimentación de 12 voltios CC fuente para la mayoría de los circuitos electrónicos.
Sin embargo, habiendo discutido las ventajas del diseño anterior, valdrá la pena centrarse en algunos inconvenientes graves que este concepto puede incluir.
Desventajas de un circuito de suministro de energía sin transformador
Primero, el circuito no puede producir salidas de alta corriente, pero eso no será un problema para la mayoría de las aplicaciones.
Otro inconveniente que ciertamente debe considerarse es que el concepto no aísla el circuito de los peligrosos potenciales de red de CA.
Este inconveniente puede tener serios impactos para los diseños que tienen salidas terminadas o gabinetes de metal, pero no importará para las unidades que tienen todo cubierto en una carcasa no conductora.
Por lo tanto, los nuevos aficionados deben trabajar con este circuito con mucho cuidado para evitar cualquier accidente eléctrico. El último pero no menos importante, el circuito anterior permite picos de voltaje para entrar a través de él, lo que puede causar daños graves al circuito de alimentación y al circuito de suministro en sí.
Sin embargo, en el diseño de circuito de suministro de energía sin transformador simple propuesto, este inconveniente se ha abordado razonablemente mediante la introducción de diferentes tipos de etapas de estabilización después del puente rectificador.
Este capacitor conecta a tierra las sobretensiones instantáneas de alto voltaje, lo que protege de manera eficiente la electrónica asociada con él.
Cómo funciona el circuito
El funcionamiento de esta fuente de alimentación sin transformador se puede entender con los siguientes puntos:
- Cuando se enciende la entrada de la red de CA, bloques de condensador C1 la entrada de la corriente de red y la restringe a un nivel inferior determinado por el valor de reactancia de C1. Aquí se puede asumir aproximadamente que es de alrededor de 50 mA.
- Sin embargo, el voltaje no está restringido y, por lo tanto, se permite que los 220 V completos o lo que pueda haber en la entrada alcance la etapa subsiguiente del puente rectificador.
- los puente rectificador rectifica estos 220 V C a 310 V CC más altos, debido a la conversión RMS a pico de la forma de onda de CA.
- Esta 310 V CC se reduce instantáneamente a un nivel bajo de CC por la siguiente etapa del diodo zener, que lo deriva al valor zener. Si se usa un Zener de 12V, este se convertirá en 12V y así sucesivamente.
- C2 finalmente filtra los 12V CC con ondas, en un 12V CC relativamente limpio.
1) Diseño básico sin transformador
Tratemos de comprender la función de cada una de las partes utilizadas en el circuito anterior, con mayor detalle:
- El Condensador C1 se convierte en la parte más importante del circuito ya que es el que reduce la alta corriente de la red de 220 V o 120 V al nivel inferior deseado, para adaptarse a la carga de CC de salida. Como regla general, cada microFaradio de este condensador proporcionará alrededor de 50 mA de corriente a la carga de salida. Esto significa que un 2uF proporcionará 100 mA y así sucesivamente. Si desea aprender los cálculos con mayor precisión, puede consulte este artículo .
- La resistencia R1 se utiliza para proporcionar una ruta de descarga para el condensador C1 de alto voltaje siempre que el circuito se desconecte de la entrada de la red. Porque, C1 tiene la capacidad de almacenar el potencial de la red de 220 V en él cuando se desconecta de la red, y podría correr el riesgo de una descarga de alto voltaje para quien toque las clavijas del enchufe. R1 descarga rápidamente el C1 evitando tal percance.
- Los diodos D1 --- D4 funcionan como un puente rectificador para convertir la CA de baja corriente del condensador C1 en una CC de baja corriente. El condensador C1 restringe la corriente a 50 mA pero no restringe el voltaje. Esto implica que la CC en la salida del puente rectificador es el valor pico de 220 V CA. Esto se puede calcular como: 220 x 1,41 = 310 V CC aproximadamente. Entonces tenemos 310 V, 50 mA en la salida del puente.
- Sin embargo, los 310 V CC pueden ser demasiado altos para cualquier dispositivo de bajo voltaje, excepto un relé. Por lo tanto, una calificación diodo Zener se utiliza para derivar el 310 V CC en el valor inferior deseado, como 12 V, 5 V, 24 V, etc., según las especificaciones de carga.
- La resistencia R2 se utiliza como resistencia limitadora de corriente . Puede sentir, cuando C1 ya está ahí para limitar la corriente, por qué necesitamos el R2. Esto se debe a que, durante los períodos de encendido instantáneo de encendido, es decir, cuando la entrada de CA se aplica por primera vez al circuito, el condensador C1 simplemente actúa como un cortocircuito durante unos pocos milisegundos. Estos pocos milisegundos iniciales del período de encendido permiten que la alta corriente de 220 V CA completa ingrese al circuito, lo que puede ser suficiente para destruir la carga CC vulnerable en la salida. Para evitar esto, presentamos R2. Sin embargo, la mejor opción podría ser utilizar un NTC en lugar de R2.
- El C2 es el condensador de filtro , que suaviza las ondas de 100 Hz desde el puente rectificado a una CC más limpia. Aunque en el diagrama se muestra un condensador de alto voltaje de 10 uF 250 V, simplemente puede reemplazarlo por uno de 220 uF / 50 V debido a la presencia del diodo Zener.
El diseño de la PCB para la fuente de alimentación sin transformador simple explicada anteriormente se muestra en la siguiente imagen. Tenga en cuenta que he incluido un espacio para un MOV también en el PCB, en el lado de entrada de la red.
Ejemplo de circuito para la aplicación de luces LED decorativas
El siguiente circuito de suministro de energía capacitivo o sin transformador podría usarse como un circuito de lámpara LED para iluminar circuitos LED menores de manera segura, como pequeñas bombillas LED o luces LED de cadena.
La idea fue solicitada por el Sr. Jayesh:
Especificaciones de requisitos
La cadena se compone de aproximadamente 65 a 68 LED de 3 voltios en serie aproximadamente a una distancia de, digamos, 2 pies, tales 6 cuerdas se unen para formar una cuerda, por lo que la ubicación de la bombilla resulta ser de 4 pulgadas. en cuerda final. así que sobre todas las bombillas LED 390 - 408 en cuerda final.
Así que sugiéreme el mejor circuito de controlador posible para operar
1) una cuerda de 65-68 cuerdas.
o
2) Cuerda completa de 6 cuerdas juntas.
tenemos otra cuerda de 3 cuerdas. La cuerda está formada por aproximadamente 65 a 68 LED de 3 Voltios en serie aproximadamente a una distancia de digamos 2 pies, estas 3 cuerdas se unen para formar una cuerda, por lo que la ubicación de la bombilla viene a estar a 4 pulgadas en cuerda final. así que en todas las 195-204 bombillas LED en cuerda final.
Así que sugiéreme el mejor circuito de controlador posible para operar
1) una cuerda de 65-68 cuerdas.
o
2) cuerda completa de 3 hilos juntos.
Sugiera el mejor circuito robusto con protector contra sobretensiones y advierta cualquier cosa adicional que deba conectarse para proteger los circuitos.
y vea que los diagramas de circuitos tienen los valores requeridos para los mismos, ya que no somos en absoluto técnicos en este campo.
Diseño de circuito
El circuito del controlador que se muestra a continuación es adecuado para conducir cualquier cadena de bombillas LED con menos de 100 LED (para entrada de 220 V), cada LED nominal de 20 mA, LED de 3,3 V 5 mm:
Aquí, el condensador de entrada 0.33uF / 400V decide la cantidad de corriente suministrada a la cadena de LED. En este ejemplo, será de alrededor de 17 mA, que es lo correcto para la cadena de LED seleccionada.
Si se utiliza un solo controlador para más series de LED 60/70 similares en paralelo, entonces simplemente el valor del condensador mencionado podría aumentarse proporcionalmente para mantener una iluminación óptima en los LED.
Por lo tanto, para 2 cadenas en paralelo, el valor requerido sería 0.68uF / 400V, para 3 cadenas podría reemplazarlo con 1uF / 400V. De manera similar, para 4 cadenas, esto debería actualizarse a 1.33uF / 400V, y así sucesivamente.
Importante :Aunque no he mostrado una resistencia limitadora en el diseño, sería una buena idea incluir una resistencia de 33 ohmios y 2 vatios en serie con cada cadena de LED para mayor seguridad. Esto podría insertarse en cualquier lugar en serie con las cadenas individuales.
ADVERTENCIA: TODOS LOS CIRCUITOS MENCIONADOS EN ESTE ARTÍCULO NO ESTÁN AISLADOS DE LA RED AC, POR LO TANTO, TODAS LAS SECCIONES DEL CIRCUITO SON EXTREMADAMENTE PELIGROSAS AL TOCAR CUANDO ESTÁN CONECTADAS A LA RED AC ........
2) Actualización a una fuente de alimentación sin transformador estabilizada por voltaje
Ahora veamos cómo una fuente de alimentación capacitiva ordinaria se puede transformar en una fuente de alimentación sin transformador de voltaje variable o estabilizada sin picos de voltaje aplicable a casi todas las cargas y circuitos electrónicos estándar. La idea fue solicitada por el Sr. Chandan Maity.
Especificaciones técnicas
Si recuerdas, te comuniqué en algún momento antes con comentarios en tu blog.
Los circuitos sin transformador son realmente buenos y probé un par de ellos con un LED de 20W, 30W. Ahora, estoy tratando de agregar algunos controladores, FAN y LED todos juntos, por lo tanto, necesito un suministro dual.
La especificación aproximada es:
Clasificación de corriente 300 mAP1 = 3.3-5V 300mA (para controlador, etc.) P2 = 12-40V (o rango superior), 300mA (para LED)
Pensé en usar su segundo circuito como se mencionó https://homemade-circuits.com/2012/08/high-current-transformerless-power.html
Pero, no puedo congelar la forma de obtener 3.3V sin usar un condensador adicional. 1. ¿Se puede colocar un segundo circuito desde la salida del primero? 2. O, un segundo puente TRIAC, que se colocará en paralelo con el primero, después del condensador para obtener 3.3-5V
Estaré encantado si amablemente me ayuda.
Gracias,
El diseño
La función de los diversos componentes utilizados en las diversas etapas del circuito controlado por voltaje que se muestra arriba puede entenderse a partir de los siguientes puntos:
El voltaje de la red es rectificado por los cuatro diodos 1N4007 y filtrado por el capacitor de 10uF / 400V.
La salida a través de los 10uF / 400V ahora alcanza alrededor de 310V, que es el voltaje rectificado máximo alcanzado de la red.
La red de divisores de voltaje configurada en la base del TIP122 asegura que este voltaje se reduzca al nivel esperado o según se requiera en la salida de la fuente de alimentación.
También puedes usar MJE13005 en lugar de TIP122 para mayor seguridad.
Si se requiere 12V, el potenciómetro de 10K se puede configurar para lograr esto a través del emisor / tierra del TIP122.
El capacitor de 220uF / 50V asegura que durante el encendido, la base tenga un voltaje cero momentáneo para mantenerla apagada y a salvo de la sobretensión inicial.
El inductor asegura además que durante el período de encendido la bobina ofrece una alta resistencia y detiene cualquier entrada de corriente para entrar en el circuito, evitando un posible daño al circuito.
Para lograr un voltaje de 5 V o cualquier otro voltaje reducido adjunto, se puede usar un regulador de voltaje como el IC 7805 que se muestra para lograr lo mismo.
Diagrama de circuito
Usando el control MOSFET
El circuito anterior que usa seguidor de emisor se puede mejorar aún más aplicando un Fuente de alimentación del seguidor de fuente MOSFET , junto con una etapa de control de corriente suplementaria que utiliza un transistor BC547.
El diagrama de circuito completo se puede ver a continuación:
Prueba de video de protección contra sobretensiones
3) Circuito de suministro de energía sin transformador de cruce por cero
El tercero interesante explica la importancia de una detección de cruce por cero en fuentes de alimentación capacitivas sin transformador para que estén completamente a salvo de las sobrecorrientes de arranque del interruptor de red. La idea fue propuesta por el Sr. Francis.
Especificaciones técnicas
He estado leyendo sobre los artículos de fuente de alimentación sin transformador en su sitio con gran interés y, si entiendo correctamente, el problema principal es la posible corriente de entrada en el circuito al encenderlo, y esto se debe a que el encendido no no siempre ocurre cuando el ciclo está en cero voltios (cruce por cero).
Soy un novato en electrónica y mis conocimientos y experiencia práctica son muy limitados, pero si el problema se puede resolver si se implementa el paso por cero, ¿por qué no usar un componente de paso por cero para controlarlo como un Optotriac con paso por cero?
El lado de entrada del Optotriac es de baja potencia, por lo que se puede utilizar una resistencia de baja potencia para reducir la tensión de red para el funcionamiento del Optotiac. Por lo tanto, no se utiliza ningún condensador en la entrada del Optotriac. El condensador está conectado en el lado de salida que será encendido por el TRIAC que se enciende en el cruce por cero.
Si esto es aplicable, también resolverá problemas de requisitos de alta corriente, ya que el Optotriac a su vez puede operar otro TRIAC de corriente y / o voltaje más alto sin ninguna dificultad. El circuito de CC conectado al condensador ya no debería tener el problema de la corriente de entrada.
Sería bueno conocer su opinión práctica y gracias por leer mi correo.
Saludos,
Francis
El diseño
Como se señaló correctamente en la sugerencia anterior, una entrada de CA sin un control de cruce por cero puede ser una de las principales causas de una sobrecorriente en las fuentes de alimentación capacitivas sin transformador.
Hoy en día, con el advenimiento de los optoaisladores de controlador triac sofisticados, cambiar una red de CA con control de cruce por cero ya no es un asunto complejo y puede implementarse simplemente usando estas unidades.
Acerca de los optoacopladores MOCxxxx
Los controladores de triac de la serie MOC vienen en forma de optoacopladores y son especialistas en este sentido y se pueden utilizar con cualquier triac para controlar la red de CA a través de una detección y control de cruce por cero.
Los controladores triac de la serie MOC incluyen MOC3041, MOC3042, MOC3043, etc., todos estos son casi idénticos con sus características de rendimiento con solo pequeñas diferencias con sus espectros de voltaje, y cualquiera de estos se puede utilizar para la aplicación propuesta de control de sobretensión en fuentes de alimentación capacitivas.
La detección y ejecución del cruce por cero se procesan internamente en estas unidades de controlador óptico y uno solo tiene que configurar el triac de potencia con él para presenciar el disparo controlado por cruce por cero previsto del circuito triac integrado.
Antes de investigar el circuito de fuente de alimentación sin transformador triac sin sobretensión utilizando un concepto de control de cruce por cero, primero comprendamos brevemente qué es un cruce por cero y sus características involucradas.
¿Qué es el paso por cero en la red de CA?
Sabemos que un potencial de red de CA se compone de ciclos de voltaje que suben y bajan con el cambio de polaridad de cero a máximo y viceversa en la escala dada. Por ejemplo, en nuestra red de 220 V CA, el voltaje cambia de 0 a + 310 V pico) y vuelve a cero, luego se reenvía hacia abajo de 0 a -310 V y vuelve a cero, esto continúa continuamente 50 veces por segundo constituyendo una CA de 50 Hz. ciclo.
Cuando el voltaje de la red está cerca de su pico instantáneo del ciclo, es decir, cerca de 220 V (para una entrada de red de 220 V), está en la zona más fuerte en términos de voltaje y corriente, y si una fuente de alimentación capacitiva se enciende durante este instantáneamente, se puede esperar que la totalidad de los 220 V rompa la fuente de alimentación y la carga de CC vulnerable asociada. El resultado podría ser lo que normalmente vemos en tales unidades de suministro de energía ... que es la quema instantánea de la carga conectada.
La consecuencia anterior se puede ver comúnmente solo en fuentes de alimentación capacitivas sin transformador porque, los capacitores tienen la característica de comportarse como un corto durante una fracción de segundo cuando se someten a un voltaje de suministro, después de lo cual se carga y se ajusta a su nivel de salida especificado correcto.
Volviendo al problema del cruce por cero de la red, en una situación inversa mientras la red se acerca o cruza la línea cero de su ciclo de fase, se puede considerar que está en su zona más débil en términos de corriente y voltaje, y cualquier dispositivo encendido. en este instante se puede esperar que sea completamente seguro y libre de una avalancha.
Por lo tanto, si se enciende una fuente de alimentación capacitiva en situaciones en las que la entrada de CA está pasando por su fase cero, podemos esperar que la salida de la fuente de alimentación sea segura y sin picos de corriente.
Cómo funciona
El circuito que se muestra arriba utiliza un controlador optoaislador triac MOC3041, y está configurado de tal manera que cuando se enciende la energía, se dispara e inicia el triac conectado solo durante el primer cruce por cero de la fase de CA, y luego mantiene la CA encendida normalmente durante el resto del período hasta que se apague y se vuelva a encender.
Refiriéndonos a la figura podemos ver cómo el diminuto CI MOC 3041 de 6 pines está conectado con un triac para ejecutar los procedimientos.
La entrada al triac se aplica a través de un condensador limitador de corriente de alto voltaje 105 / 400V, la carga se puede ver unida al otro extremo de la fuente a través de una configuración de puente rectificador para lograr una CC pura a la carga prevista que podría ser un LED .
Cómo se controla la sobretensión
Siempre que se enciende la energía, inicialmente el triac permanece apagado (debido a la ausencia del accionamiento de la puerta) y también lo hace la carga conectada a la red del puente.
Un voltaje de alimentación derivado de la salida del condensador de 105/400 V llega al LED IR interno a través del pin1 / 2 del opto IC. Esta entrada se monitorea y procesa internamente con referencia a la respuesta de la luz LED IR ... y tan pronto se detecta que el ciclo de CA alimentado alcanza el punto de cruce por cero, un interruptor interno alterna y dispara instantáneamente el triac y mantiene el sistema encendido durante el resto del período hasta que la unidad se apague y se vuelva a encender.
Con la configuración anterior, siempre que se enciende la energía, el triac del optoaislador MOC se asegura de que el triac se inicie solo durante ese período cuando la red de CA está cruzando la línea cero de su fase, lo que a su vez mantiene la carga perfectamente segura y libre de la peligrosa oleada de prisa.
Mejorando el diseño anterior
Aquí se analiza un circuito de suministro de energía capacitivo completo que tiene un detector de cruce por cero, un supresor de sobretensión y un regulador de voltaje, la idea fue presentada por el Sr.Chamy
Diseño de un circuito de suministro de energía capacitivo mejorado con detección de cruce por cero
Hola Swagatam.
Este es mi diseño de fuente de alimentación capacitiva protegida contra sobretensiones con paso por cero y estabilizador de voltaje, intentaré enumerar todas mis dudas.
(Sé que esto será costoso para los condensadores, pero esto es solo para fines de prueba)
1-No estoy seguro si el BT136 tiene que cambiarse por un BTA06 para acomodar más corriente.
2-El Q1 (TIP31C) puede manejar solo 100V Max. ¿Quizás debería cambiarse por un transistor de 200V 2-3A ?, como el 2SC4381.
3-R6 (200R 5W), sé que esta resistencia es bastante pequeña y es mi
falla, en realidad quería poner una resistencia de 1k. pero con un 200R 5W
resistor funcionaría?
4-Algunas resistencias se han cambiado siguiendo sus recomendaciones para que sean capaces de 110V. ¿Quizás la de 10K necesita ser más pequeña?
Si sabes cómo hacer que funcione correctamente, estaré muy feliz de corregirlo, si funciona puedo hacer un PCB para él y puedes publicarlo en tu página (gratis, por supuesto).
Gracias por tomarse el tiempo y ver mi circuito lleno de fallas.
Que tenga un lindo día.
Chamy
Evaluación del diseño
Hola Chamy,
tu circuito me parece bien. Aquí están las respuestas a sus preguntas:
1) sí BT136 debe reemplazarse con un triac de mayor clasificación.
2) TIP31 debe reemplazarse con un transistor Darlington como TIP142, etc., de lo contrario, es posible que no funcione correctamente.
3) cuando se usa un Darlington, la resistencia base podría tener un valor alto, puede ser que una resistencia de 1K / 2 vatios esté bastante bien.
Sin embargo, el diseño en sí mismo parece exagerado, a continuación se puede ver una versión mucho más simple https://homemade-circuits.com/2016/07/scr-shunt-for-protecting-capacitive-led.html
Saludos
Swagatam
Referencia:
4) Fuente de alimentación conmutada sin transformador usando IC 555
Esta cuarta solución simple pero inteligente se implementa aquí usando IC 555 en su modo monoestable para controlar el aumento repentino en una fuente de alimentación sin transformador a través de un concepto de circuito de conmutación de cruce por cero, en el que la energía de entrada de la red eléctrica puede ingresar al circuito solo durante el cruces por cero de la señal de CA, eliminando así la posibilidad de sobretensiones. La idea fue sugerida por uno de los ávidos lectores de este blog.
Especificaciones técnicas
¿Funcionaría un circuito sin transformador de cruce por cero para evitar la corriente de irrupción inicial al no permitir el encendido hasta el punto 0 en el ciclo de 60/50 hercios?
Muchos relés de estado sólido que son baratos, menos de INR 10.00 y tienen esta capacidad incorporada.
También me gustaría conducir leds de 20 vatios con este diseño, pero no estoy seguro de cuánta corriente o cuán calientes se pondrán los condensadores, supongo que depende de cómo estén conectados los leds en serie o en paralelo, pero digamos que el condensador tiene un tamaño de 5 amperios o 125 uf. el condensador se calienta y explota ???
¿Cómo se pueden leer las especificaciones de los condensadores para determinar cuánta energía pueden disipar?
La solicitud anterior me llevó a buscar un diseño relacionado que incorpore un concepto de conmutación de cruce por cero basado en IC 555, y encontré el siguiente excelente circuito de suministro de energía sin transformador que podría usarse para eliminar de manera convincente todas las posibilidades posibles de sobretensión.
¿Qué es un cambio de cruce por cero?
Es importante aprender este concepto antes de investigar el circuito sin transformador libre de sobretensiones propuesto.
Todos sabemos cómo se ve una onda sinusoidal de una señal de red de CA. Sabemos que esta señal sinusoidal comienza desde una marca de potencial cero y aumenta exponencial o gradualmente hasta el punto de voltaje máximo (220 o 120), y desde allí vuelve exponencialmente a la marca de potencial cero.
Después de este ciclo positivo, la forma de onda desciende y repite el ciclo anterior pero en la dirección negativa hasta que vuelve una vez más a la marca cero.
La operación anterior ocurre entre 50 y 60 veces por segundo, dependiendo de las especificaciones de la red eléctrica.
Dado que esta forma de onda es lo que ingresa al circuito, cualquier punto de la forma de onda que no sea el cero, presenta un peligro potencial de una sobretensión de encendido debido a la alta corriente involucrada en la forma de onda.
Sin embargo, la situación anterior se puede evitar si la carga se enfrenta al interruptor ON durante el cruce por cero, después de lo cual el aumento exponencial no representa ninguna amenaza para la carga.
Esto es exactamente lo que hemos intentado implementar en el circuito propuesto.
Operación del circuito
Refiriéndose al diagrama de circuito a continuación, los 4 diodos 1N4007 forman una configuración estándar de rectificadores de puente, la unión del cátodo produce una ondulación de 100 Hz a través de la línea.
La frecuencia anterior de 100 Hz se elimina utilizando un divisor de potencial (47k / 20K) y se aplica al riel positivo del IC555. A través de esta línea, el potencial se regula y filtra adecuadamente utilizando D1 y C1.
El potencial anterior también se aplica a la base Q1 a través de la resistencia de 100k.
El IC 555 está configurado como un MV monoestable, lo que significa que su salida será alta cada vez que su pin # 2 esté conectado a tierra.
Para los períodos durante los cuales la red de CA está por encima de (+) 0,6 V, Q1 permanece apagado, pero tan pronto como la forma de onda de CA toca la marca cero, es decir, llega por debajo de (+) 0,6 V, Q1 enciende el pin de conexión a tierra # 2 del IC y genera una salida positiva del pin # 3 del IC.
La salida del IC enciende el SCR y la carga y lo mantiene encendido hasta que transcurre el tiempo de MMV, para comenzar un nuevo ciclo.
El tiempo de ENCENDIDO del monoestable se puede configurar variando el preajuste de 1M.
Un mayor tiempo de encendido asegura más corriente a la carga, haciéndola más brillante si es un LED, y viceversa.
Por lo tanto, las condiciones de encendido de este circuito de suministro de energía sin transformador basado en IC 555 están restringidas solo cuando la CA está cerca de cero, lo que a su vez garantiza que no haya picos de voltaje cada vez que se enciende la carga o el circuito.
Diagrama de circuito
Para aplicación de controlador LED
Si está buscando una fuente de alimentación sin transformador para la aplicación de controladores LED a nivel comercial, probablemente pueda probar la conceptos explicados aquí .
Artículo anterior: Circuito de control remoto con radio FM Siguiente: Cómo hacer potentes faros delanteros de automóviles con LED
