бестрансформаторная конструкция слаботочного источника питания

Привет Друзья и Коллеги!

С одним из моих учеников мы проектируем что-то вроде светодиодного источника света. Питается от сети 220В напрямую от базового диодного выпрямителя - последовательно припаяно множество полос светодиодной ленты.светодиодная лампа ручной работы

Теперь мы хотим добавить к нему некоторую логику управления (например, ИК или акустический переключатель). Хитрость заключается в том, как включить эту логику. Т.е. как создать слаботочные 5V, так как у нас здесь всего около 310 DC.

Моя текущая идея состоит в том, чтобы использовать стабилитрон и мощный резистор: чтобы получить 5 мА от примерно 300 В, нам нужен резистор 60 кОм / 2 Вт.

Предполагаемая схема ниже. Я не уверен, можно ли использовать стабилитрон 5 В и питать логику от точки А (т.е. без 78L05) или лучше использовать стабилитрон 9 В и брать напряжение от точки В? И вы считаете, что это безопасная конструкция в целом, при условии, что никто не будет ничего трогать под напряжением (и, вероятно, в любом случае это будет использоваться в основном для демонстрационных целей).

напряжение питания.png

UPD : Дорогие друзья. Большое спасибо за столько советов и мнений. Мне жаль, что я был нетерпелив и реализовал эту вещь, прежде чем дождался достаточно, чтобы собрать все эти ответы. Осмелюсь добавить пару слов о...

Насчет безопасности - спасибо за заботу, все правильно.

Однако данный проект направлен непосредственно на обучение безопасным действиям при работе с опасным напряжением. Не так важно сделать устройство готовым к производству (хотя я надеюсь, что мы сможем показать его на школьной конференции), а важнее, чтобы ученики научились применять надлежащие меры безопасности.

Дело было в том, что некоторые из них после перепайки нескольких 5В схем решили, что они настоящие гуру и начали играться с ЛЭП в своих домах и т.д. - что привело к некоторым опасным ситуациям. Один из их «бытовых экспериментов» заключался в подключении схемы 5В к 220 напрямую — с достаточным количеством искр, дыма и т. д. Когда я узнал об этом, я решил, что мы должны затронуть тему работы с бытовыми выключателями, лампочками, вилками и т. д. и т. д. — и особенно о разнице между 5 вольт для логики, 12/24 для светодиодов и 220 AC...

Извините, но если вы учитель и делаете так много ошибок в одном цикле... чему вы учите? - 1) 7805 не сможет работать от 5 В - 2) Почему вы потребляете только 5 мА для такого количества светодиодов? - 3) Зенер сгорит за отрицательный полупериод переменного тока.... и т.д. и т.п. Слишком много ошибок и заблуждений в одной схеме. Вы собираетесь возиться с сетью переменного тока, не зная, что вы делаете. Лучше остановись сейчас, пока не убил ученика.
@ClaudioAviChami НИ ОДИН из пунктов, которые вы перечисляете как ошибки, не являются его реальными ошибками. Конструктивная критика может быть полезной, НО вы должны читать и понимать сказанное. (1) Он сказал +310 В постоянного тока. Это НЕ АС. Предположительно, он выпрямляет 230 В переменного тока, чтобы получить это значение. (2) Он говорит, что 5 мА для логики управления, а не для светодиодов. (3) Он говорит ЛИБО 5 В постоянного тока от стабилитрона ИЛИ 9 В постоянного тока для питания 7805, что дает ему достаточный запас 4 В постоянного тока. - Ваша критика в его адрес неверна по всем пунктам в данном контексте - я полагаю, что уместно принести извинения.
@RussellMcMahon Хорошо, я неправильно понял. Однако не в качестве оправдания, а главное здесь, что с неизолированным переменным током, а не с высоковольтным постоянным током, тем более со студентом, НЕЛЬЗЯ связываться. То, что делается безответственными производителями (особенно из конкретной страны, которая обходит любую безопасность или соответствие стандартам), не должно быть сделано учителем и его учениками, особенно когда вы, конечно, НЕ в состоянии гарантировать, что это «не тронут». ". Во время отладки ЭТО БУДЕТ.
@ClaudioAviChami "Никогда не причинял мне вреда" :-) :-(. К счастью, и невероятно. Я в целом согласен с вами, но если они собираются получить неизолированный источник откуда-то в Интернете, то отсюда с некоторыми предупреждениями, возможно, лучше. Я обычно добавляю предупреждения очень заметно. Я не сделал этого здесь :-(. Я добавлю некоторые. Спасибо. | Мне удалось 1200 В постоянного тока (Ой!), ВЧ, 230 В переменного тока x N, другие ВН постоянного тока x M, ... Мерфи работает над тем, чтобы паяльники были горячими в конце, когда вы их берете в руки :-) и т. д. Я пережил 50 с лишним лет - НО некоторые нет.
Светодиодная лампа выглядит как настоящее произведение искусства. Если вы замените лампочку накаливания на ходу, она будет горячей. Ваша учебная лампа будет горячей по-другому. На двухволновом мосту с заземленной нейтралью на силовом распределительном щите. что очень нормально, вы обнаружите, что все светодиоды будут очень живыми. Измерение этого с помощью DVM относительно глобальной земли будет безопасным способом обучения студентов.

Ответы (4)

Если мощность, рассеиваемая дроссельным резистором, слишком высока, рассмотрите возможность замены его конденсатором. Ссылка на Википедию . Конденсатор нужно выбирать так, чтобы его импеданс соответствовал резистору, который вы бы использовали. Поместите резистор достаточно высокого номинала (несколько сотен кОм) параллельно конденсатору, чтобы разрядить его при отключении питания. Конденсатор должен быть рассчитан на полное сетевое напряжение.

Да, спасибо - я тоже нашел это решение, недавно разбирая светодиодную лампу :)
@RodionGorkovenko Почти все, что я знаю о емкостных капельницах, было получено из просмотра «bigclivedotcom» на YouTube. Это не то, что они когда-либо упоминали в колледже.

Внимание - сетевое электричество может убить!

Резистор и стабилитрон — хорошая отправная точка для слаботочного источника питания. Добавьте диод и электролитический конденсатор, чтобы завершить его.

Вы можете уменьшить мощность резистора, добавив конденсатор X1 последовательно с ним при питании от переменного тока.

Вы также можете построить полноволновую версию схемы, но В Е Е соединение может быть проблематичным.

В качестве понижающего источника питания используйте ST viper или аналогичный. В качестве альтернативы, если ваш ток на самом деле очень низкий, используйте все свои диоды в качестве выпрямителя.

БЕЗОПАСНОСТЬ: Как отметили Клаудио и другие

Неизолированная сеть переменного тока очень и очень опасна.

230 В переменного тока намного опаснее, чем 110 В. Выпрямленная сеть 310 В постоянного тока должна рассматриваться как имеющая потенциал сети на ВСЕХ частях цепи. ВСЕ.Правильно!

Разрешать студенту работать с этим оборудованием очень неразумно - это рискованно как с этической, так и, возможно, с юридической точки зрения.

Минимальная предосторожность, которую следует соблюдать, — это работа оборудования от источника с трансформаторной изоляцией.

Использование «детектора остаточного тока» - RCD / ELCB / ... было бы очень хорошей идеей - и даже в этом случае это не «безопасно».

Обратите внимание, что совместное использование ELCB и трансформатора может свести на нет защиту, обеспечиваемую ELCB.

_________________________

РЕШЕНИЕ: Логичное решение — включить стабилитрон последовательно со светодиодной цепочкой. Используйте это, чтобы понизить, скажем, 6 В постоянного тока при токе светодиода и подать питающий конденсатор от стабилитрона через диод. Вероятно, это имел в виду Григорий.

Стабилитрон должен выдерживать рассеяние >= тока светодиода x напряжение стабилитрона. Если ток светодиода >> 5 мА, вы можете подать питание от двух светодиодов с диодом к отдельному конденсатору.

_______________________________

В цепях ниже входное напряжение (слева) принимается равным 310 В постоянного тока. Выход низкого напряжения постоянного тока можно использовать либо напрямую, либо для управления регулятором напряжения. Если для подачи напряжения используются светодиоды, а вы хотите получить 5 В и используете регулятор напряжения, то может потребоваться 3 светодиода. Использование регулятора LDO уменьшит необходимое значение Vin.

Левая схема использует стабилитрон ZD1 для ограничения максимального напряжения, подаваемого на D1. Если питание 310 В постоянного тока «пульсирует» при колебаниях сети, D1 пропускает ток, когда Vz выше (V_D1 + V_C1).
ZD1 должен пропускать весь ток светодиода, поэтому рассеиваемая способность ZD2 должна быть >= V_zd1 x I_LED. например, для тока светодиода 50 мА и рассеяния стабилитрона 9 В при подаче постоянного напряжения 310 В -s 9 В x 50 мА = 450 мВт, поэтому следует использовать стабилитрон мощностью 1 Вт с более высоким рассеиванием.

В правой схеме светодиоды LED N и LED N-1 обеспечивают около 6 В (для белых светодиодов) для зарядки C2 через D2.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

В ваших схемах, похоже, не хватает смысла - вся причина наличия источника питания для логики заключается в том, чтобы иметь возможность выключать и включать светодиоды. Как вы предлагаете это сделать?
«Обратите внимание, что совместное использование ELCB и трансформатора может свести на нет защиту, обеспечиваемую ELCB». ELCB определяет синфазный ток и отключается при превышении определенного «максимально безопасного» порога. Разделительный трансформатор полностью блокирует синфазный ток. Их совместное использование не сводит на нет защиту, обеспечиваемую ELCB, а улучшает ее, поскольку вы получаете избыточность безопасности. Я знаю, что вы, должно быть, уже знаете это, возможно, лучше, чем я, но эта формулировка вводила в заблуждение.
@jms Да-да. Это сложно. Я имел в виду "МОЖЕТ" аннулировать - но не может и может сделать лучше или... . :-). т.е. мы не в разногласии. Примеры, как правило, надуманные, но Мерфи умеет придумывать. SO: Система с ELCB сработает только в том случае, если ток пройдет на землю. В текущей конструкции говорят, например, что нейтральная сторона питания подключена к местному заземлению - может быть, к шасси, монтажной раме и т. д. Сопротивление истинному заземлению зависит от обстоятельств. Если пользователь соединит эту локальную землю с истинной землей своим телом, ELCB, вероятно, сработает, но может и не сработать. ...
@jms ... Если фазно-нейтральная подача изменена на противоположную, то локальное замыкание на землю к фазе все еще может плавать и не отключать ELCB, но пользовательское соединение «земля-место-земля» приведет к отключению ELCB. МЕНЬШЕ вероятно, что пользователь справится с локальным контактом фазы на нейтраль, чем с тем или иным проводом на истинную землю. Но с этой текущей конструкцией контакт PN или отвод через светодиоды вполне возможен. || СЕЙЧАС используйте ТОЛЬКО разделительный трансформатор. Все локальные соединения "P" или "N" с истинной землей теперь безвредны. Соединение local_P с local_N по-прежнему смертельно. ...
@джмс. Как добраться :-) || Теперь добавьте трансформатор к исходному корпусу ELCB. Для Local_P на замыкание на землю, которое ранее приводило к отключению, отключение ELCB теперь не происходит, так как путь небаланса ELCB был разорван трансформатором. Таким образом, если, например, Local-Phase подключен к локальному фрейму и т. д. или даже к истинной земле, пользователь может быть потенциально неосведомлен о local_phase. Если теперь они коснутся Local-N другой рукой (или частью той же руки с этой конструкцией) или чем-то еще, то ELCB не увидит неисправности, но они получат изолированный удар 230 В переменного тока от вторичной обмотки трансформатора. Так ...
...Вряд ли - да. Возможно - да. Мерфи преуспевает в «возможном». Увы. || В приведенном выше «Локальная фаза» и «Местная нейтраль» два вторичных выхода трансформатора. «Местное заземление» — это рама, шасси или монтажный металл.
@DaveTweed Оставил как упражнение для ученика :-). Хорошая точка зрения. Может или не может быть фатальным в зависимости от контекста. В течение длительного времени местный резервуар должен иметь достаточную емкость для обслуживания сигнала пробуждения. Непрерывный ток 5 мА переводит его в режим работы от батареи или суперконденсатора. Пиковая мощность управления 5 мА x 5 В позволяет использовать спящий режим с периодическим пробуждением. Конденсатор дает вам около 1000 мкА.секунд на мкФ вольт падения. Так, например, 1F дает около E6 мкА секунд на вольт. При 5 мА это всего около 15 минут на падение напряжения. При 100 мкА это около 3 часов. Около суток+ при 10 мкА. (Почему светодиод иногда мерцает? :-))
бестрансформаторная конструкция слаботочного источника питания
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v