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Circuito de fonte de alimentação sem transformador de alta corrente

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A configuração simples de um circuito de fonte de alimentação sem transformador apresentada abaixo é capaz de fornecer alta corrente em qualquer nível de tensão fixo atribuído. A idéia parece ter resolvido o problema de derivar alta corrente de fontes de alimentação capacitivas que antes parecia uma proposta difícil. Acho que sou a primeira pessoa a inventar isso.

Introdução

Eu discuti alguns circuitos de fonte de alimentação sem transformador neste blog que são bons apenas com aplicações de baixa potência e tendem a se tornar menos eficazes ou inúteis com cargas de alta corrente.

O conceito acima utiliza capacitores PP de alta tensão para baixar a tensão da rede para o nível necessário, no entanto, é incapaz de aumentar os níveis de corrente de acordo com qualquer aplicação específica desejada.

Embora, como a corrente é diretamente proporcional à reatância dos capacitores, significa que a corrente pode ser aumentada apenas incorporando mais capacitores em paralelo. Mas isso coloca o risco de altas correntes de surto iniciais que podem destruir o circuito eletrônico envolvido instantaneamente.

Adicionando Capacitores para Aumentar a Corrente

Portanto, adicionar capacitores pode ajudar a aumentar as especificações atuais de tais fontes de alimentação, mas o fator de surto deve ser primeiro cuidado para tornar o circuito viável para uso prático.

O circuito de uma fonte de alimentação sem transformador de alta corrente explicado aqui, esperançosamente, lida efetivamente com o surgimento de transientes de energia, de modo que a saída fique livre dos perigos e fornece a fonte de corrente necessária nos níveis de tensão nominais.

Tudo no circuito é mantido exatamente como sua contraparte antiga, exceto a inclusão da rede triac e zener que na verdade é uma rede pé-de-cabra, usada para aterrar tudo o que estiver acima da tensão nominal.

Neste circuito, espera-se que a saída forneça uma tensão estável de cerca de 12+ volts em cerca de 500 mA de corrente sem os perigos de qualquer tensão acidental ou influxo de corrente.

CUIDADO: O CIRCUITO NÃO ESTÁ ISOLADO DA REDE E PORTANTO ENVOLVE ELEVADO RISCO DE ELETROCUSÃO, PRECAUÇÕES APROPRIADAS DEVEM SER EXERCIDAS.

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ATUALIZAÇÃO: Um design melhor e mais avançado pode ser aprendido neste circuito de fonte de alimentação sem transformador livre de surto controlado por cruzamento zero

Lista de peças

  • R1 = 1M, 1/4W
  • R2,R3 = 1K, 1/4 WATT
  • C1—-C5 = 2uF/400V PPC, CADA
  • C6 = 100uF/25V
  • Todos os DIODOS = 1N4007
  • Z1 = 15V, 1 watt
  • TRIAC = BT136

Um PCB bem desenhado para a fonte de alimentação sem transformador de alta corrente acima pode ser visto abaixo, foi projetado pelo Sr. Patrick Bruyn, um dos ávidos seguidores deste blog.

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Atualizar

Uma análise mais profunda do circuito mostrou que o triac estava despejando uma quantidade significativa de corrente enquanto restringia o surto e controlava a corrente.

A abordagem adotada no circuito acima para controlar a tensão e o surto é negativa em termos de eficiência.

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Para obter os resultados pretendidos conforme proposto no projeto acima e sem desviar amplificadores preciosos, um circuito com resposta exatamente oposta precisa ser implementado, conforme mostrado acima

Curiosamente, aqui o triac não está configurado para descarregar energia, mas sim conectado de tal forma que desliga a energia assim que a saída atinge o limite de tensão seguro especificado, que é detectado pelo estágio BJT.

Nova atualização:

No projeto modificado acima, o triac pode não conduzir adequadamente devido ao seu posicionamento bastante desajeitado. O diagrama a seguir sugere uma versão configurada corretamente do acima, que pode operar de acordo com as expectativas. Neste projeto, incorporamos um SCR em vez de um triac, pois o posicionamento do dispositivo é após o retificador da ponte e, portanto, a entrada é na forma de ondulação CC e não CA.

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Melhorando o design acima:

No circuito de fonte de alimentação sem transformador baseado em SCR acima, a saída é protegida contra surtos através do SCR, mas o BC546 não é protegido. Para garantir uma proteção completa para todo o circuito junto com o estágio de driver BC546, um estágio de disparo de baixa potência separado precisa ser adicionado ao estágio B546. O projeto alterado pode ser visto abaixo:

CIRCUITO DE FONTE DE ALIMENTAÇÃO SEM TRANSFORMADOR BASEADO EM SCR

O projeto acima pode ser melhorado modificando a posição do SCR conforme mostrado abaixo:

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Até agora estudamos alguns projetos de fontes de alimentação sem transformador com especificações de alta corrente e também aprendemos sobre seus diferentes modos de configuração.

Abaixo iríamos um pouco mais longe e aprenderíamos a fazer um circuito de versão variável usando um SCR. O design explicado não apenas oferece a opção de obter uma saída continuamente variável, mas também é protegido contra surtos e, portanto, torna-se muito confiável com as funções pretendidas.

O circuito pode ser entendido a partir da seguinte descrição:

Operação do Circuito

A seção do lado esquerdo do circuito é bastante familiar para nós, o capacitor de entrada junto com os quatro diodos e o capacitor de filtro formam as partes de um circuito de fonte de alimentação sem transformador de tensão fixa comum e não confiável.

A saída desta seção será instável, propensa a correntes de surto e relativamente perigosa para operar circuitos eletrônicos sensíveis.

A parte do circuito do lado direito do fusível o transforma em um design completamente novo e sofisticado.

A rede de crochê

Na verdade, é uma rede de pé de cabra, introduzida para algumas funções interessantes.

O diodo zener junto com R1 e P1 forma uma espécie de grampo de tensão que decide em qual nível de tensão o SCR deve disparar.

P1 efetivamente varia a tensão do zener de zero a sua classificação máxima, então aqui deve ser assumido que seja de zero a 24V.

Dependendo deste ajuste, a tensão de disparo do SCR é ajustada.

Supondo que P1 defina uma faixa de 12 V para o portão SCR, assim que a alimentação da rede for ligada, a tensão CC retificada começará a se desenvolver em D1 e P1.

No momento em que atinge a marca de 12V, o SCR obtém tensão de disparo suficiente e conduz instantaneamente, curto-circuitando os terminais de saída.

O curto-circuito da saída tende a baixar a tensão para zero, porém no momento em que a queda de tensão fica abaixo da marca definida de 12V, o SCR é inibido da tensão de porta necessária e reverte para o estado não condutor…. a situação mais uma vez permite que a tensão suba, e o SCR repete o processo certificando-se de que a tensão nunca ultrapasse o limite definido.

A inclusão do design de pé de cabra também garante uma saída livre de surtos, uma vez que o SCR nunca permite que nenhum surto passe para a saída em todas as circunstâncias, e também permite operações de corrente relativamente mais altas.

Diagrama de circuito

CIRCUITO DE FONTE DE ALIMENTAÇÃO CAPACITIVA DE ALTA CORRENTE VARIÁVEL

Outro circuito baseado em SCR

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CIRCUITO DE FONTE DE ALIMENTAÇÃO SEM TRANSFORMADOR DE ALTA CORRENTE 23

Esta fonte de alimentação sem transformador de alta corrente baseada em SCR consiste em algumas peças eletrônicas de fácil acesso. O nível de tensão de saída (e também o nível de corrente viável conforme fornecido na Tabela I) é ajustável girando a chave rotativa S1.

Tabela 1

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FONTE


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