Преобразователь 230 В переменного тока в 5 В постоянного тока, без потерь

Есть ли какой-либо IC, который преобразует 230 В переменного тока в 5 В постоянного тока? Как можно меньше. Я хочу подключить свой микроконтроллер к обычной электрической розетке, и у меня недостаточно свободного места. Спасибо.

42 голоса | спросил arminb 24 thEurope/Moscowp30Europe/Moscow09bEurope/MoscowMon, 24 Sep 2012 01:47:28 +0400 2012, 01:47:28

7 ответов


86

В электронике нет такой вещи, как «без потерь», и нет ни одной ИС, которая предназначена для того, чтобы делать то, что вы хотите. Но вот несколько идей предложения. Поскольку вы не указали текущее потребление или эффективность, давайте рассмотрим три разных подхода:

Неизолирующий источник стабилитрона

5% эффективности или меньше

Таймеры подключаемых модулей, основанные на микроконтроллерах, обычно используют неизолирующие источники питания, например:

Неизолированная схема питания постоянного тока

R1 существенно снижает разницу между диодом Зенера и потенциалом сети переменного тока, поэтому он не будет эффективен ни для чего, кроме легких нагрузок. Кроме того, ваша нагрузка не может сильно измениться, поскольку резистор должен быть рассчитан таким образом, чтобы обеспечить достаточный ток для генератора, чтобы вызвать его обратную лавину, не обеспечивая слишком большого тока. Если ваш груз начинает тянуть слишком много тока, его напряжение будет падать. Если ваша нагрузка не вытягивает достаточный ток, стабилитрон может быть поврежден.

Pros

  • Очень маленький
  • Очень дешево
  • Отлично подходит для чрезвычайно легких нагрузок (устройство MCU +)

Против

  • Без изоляции
  • Ток нагрузки не является гибким; должно быть исправлено в маленьком окне

Питание от сети с регулируемым трансформатором

Эффективность 20-75%

Вы всегда можете использовать трансформатор (60: 1 или около того), мостовой выпрямитель и линейный регулятор, например: Схема регулируемого источника питания постоянного тока

Это вводит в дизайн громоздкий, дорогостоящий трансформатор, но он более эффективен, чем предыдущий проект, и ваша нагрузка может сильно различаться.

Pros

  • Проще всего реализовать
  • Предназначен для средних токовых нагрузок - например, радио часов.
  • Полная изоляция
  • Относительно недорого

Против

  • крупногабаритного
  • Довольно неэффективно

Полностью изолированный преобразователь AC /DC с коммутационным режимом

Эффективность 75-95%

Наиболее эффективным (и наиболее сложным) является преобразователь AC /DC. Они работают по принципу первого преобразования переменного тока в постоянный ток, затем переключая постоянный ток на очень высоких частотах, чтобы оптимально использовать характеристики трансформатора, а также минимизировать размер (и потери) сети фильтра на вторичном. Power Integrations делает IC, который выполняет все управление /обратную связь /вождение - все, что вам нужно, это добавить трансформатор и оптоизоляторы. Вот пример дизайна: Интеграция с питанием Схема подключения LinkSwitch

Как вы можете видеть, напряжение сети переменного тока сразу же выпрямляется и фильтруется для обеспечения высокого напряжения постоянного тока. Устройство Power Integrations быстро переключает это напряжение на первичной стороне трансформатора. Высокочастотный переменный ток отображается на вторичном, выпрямляется и фильтруется. Вы заметите, что значения компонентов довольно малы, даже учитывая текущее использование. Это связано с тем, что для высокочастотного переменного тока требуется гораздо меньшие компоненты для фильтрации, чем линейный AC. Большинство из этих устройств имеют специальные режимы сверхнизкого энергопотребления, которые работают достаточно хорошо.

Эти преобразователи, в общем, обеспечивают большую эффективность, а также могут создавать мощные нагрузки. Это те виды расходных материалов, которые вы видите во всем: от крошечных зарядных устройств для мобильных телефонов до ноутбуков и настольных компьютеров.

Pros

  • Чрезвычайно эффективный
  • Полная изоляция
  • Высокий выходной ток: может легко подавать 50+ усилителей низкого напряжения постоянного тока.
  • Малый размер

Против

  • Большая спецификация (спецификация)
  • Трудно разработать
  • Требуется продуманная компоновка печатной платы.
  • Обычно требуется конструкция пользовательского трансформатора.
  • Дорого
ответил Jay Carlson 24 thEurope/Moscowp30Europe/Moscow09bEurope/MoscowMon, 24 Sep 2012 02:55:12 +0400 2012, 02:55:12
11

Я знаю, что это старый вопрос, но вы можете захотеть увидеть SR086 . введите описание изображения здесь
На Vout вам просто нужно использовать общий реестр постоянного тока (например, 7805), чтобы получить 5 В.

Примечание. Это не изолировано, поэтому это может быть опасно в зависимости от ситуации.

ответил arsenalist 22 ndEurope/Moscowp30Europe/Moscow09bEurope/MoscowMon, 22 Sep 2014 08:45:42 +0400 2014, 08:45:42
7

Старый, но актуальный вопрос. После оценки десятков подходов к преобразователям питания AC /DC я заключил следующее (для себя).

Требования:

  1. Небольшой размер.
  2. Меньше компонентов (размер, размер, цена).
  3. Меньше тепловыделения (эффективность другими словами).
  4. Низкий ток, очень низкое напряжение, низкая выходная мощность.

Требуется условие:

  • Изоляция: в моем приложении она хорошо изолирована ящиком, не требуется защита человека.

(До сих пор я собираюсь с помощью блока управления LDO на базе LR8. Лучшее решение для тока до 30 мА. Можно подключить параллельно, чтобы получить 100 мА за дополнительную цену и след.) ОБНОВЛЕНИЕ: Блок питания на базе LR8 не имеет значения, его практический ток составляет только 3 мА. Я реализовал довольно небольшой, простой и стабильный блок питания с LNK305 IC. 1W PSU on LNK305 Когда R1 = 2k, выходное напряжение составляет около 3,3 В. C2 лучше использовать несколько сотен uF. Вся входная цепь (D3, D4, L2, C4) заменена на диодный мост. C5 = 2.2uF достаточно - для небольших размеров и стоимости.

Эти схемы до сих пор достаточно хороши (взяты из Интернета): меньше компонентов + бонус изоляции. введите описание изображения здесь

Это вторая лучшая неизолированная очень простая схема с помощью ST.

введите описание изображения здесь>> </p>

<p> В обеих цепях выше катушки или трансформатора довольно большие и дорогие. </p>

<p> Отброшенные варианты: </p>

<ul>
<li> Все выше в этом потоке из-за сложности, трансформаторов, изоляции, общей цены блока питания и т. д. </li>
<li> Viper17 и Altair04 из-за сложности и трансформатора. </li>
<li> HV-2405E основан на конце срока службы. </li>
</ul></body></html>

ответил Ivy Growing 31 Jpm1000000pmSat, 31 Jan 2015 22:02:28 +030015 2015, 22:02:28
6

Я слегка удивлен тем, что, хотя было предоставлено неизолирующее питание Zener, нет упоминания о неизолирующем емкостном делителе напряжения цепи сопротивления.

Если устройство работает в рамках узкого требования к току, это может быть разумно эффективным. Главный вопрос с дизайном (ну, кроме того, что он не обеспечивает изоляцию сети) заключается в том, что вы не можете использовать электролитические колпачки (которые поляризованы), и, таким образом, должны быть установлены пленочные колпачки uF-диапазона, рассчитанные на напряжение переменного тока (так что потребуется 240 В. колпачки, рассчитанные на 350 В или выше), которые не особенно компактны. Значения емкости также зависят от частоты сети переменного тока (60 Гц в США, 50 Гц в большей части остального мира), а также от фактического сетевого напряжения (что будет иметь место при любой схеме без переключения).

IMO, во всех этих конструкциях следует добавить MOV (металл-оксидный варистор) для защиты от переходных процессов линии. Один из них присутствует в схеме SR086 (что любопытно не показывает атрибуцию). Это должно привести к переходу между линиями-нейтралью (для сети с напряжением 120 В) или Line-to-Line (для сети с напряжением 240 В), а также между предохранителем и нагрузкой (как показано на схеме SR086) и в идеале до любые переключатели (поскольку достаточно высокий всплеск может привести к переключению коммутатора). Это поможет защитить вашу цепь - MOV должен справиться со многими небольшими шипами и всплесками без проблем, и это даст жизнь на большом всплеске, который в противном случае обжарил бы все в вашей цепи, в то время как предохранитель между MOV и сетью взорвется, если шорты MOV, выполняя свою работу.

У меня нет готовой схемы емкостного делителя напряжения реактивности, но вы можете найти ее в статье в Википедии для Разделители напряжения

Статья в Википедии для емкостного электропитания . Основная предпосылка заключается в том, что, поскольку вы имеете дело с переменным током, емкостная реактивность подражает сопротивлению, но с выгодой от не «сжигания» энергии - она ​​хранится в колпачке и возвращается к линии отрицательного цикла переменного тока.

ответил Splud 25 Jam1000000amSun, 25 Jan 2015 10:51:49 +030015 2015, 10:51:49
3

Основываясь на идее 7805, используя части с меньшими потерями.

schematic

имитировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Эта схема заменила все выпрямители 1N4001 на выпрямители Шоттки 1N5819 и использовала линейный регулятор с низким вылетом AMS1117-5.0.

LDO может жить с меньшим запасом, чем 7805, поэтому, если вы хотите выход 5 В, вы можете подавать его с фильтром 5,6 В, плюс две капли Шоттки по 0,2 В каждый, у вас есть вход AC пиковое напряжение 6 В.

LDO с элементом пропуска PMOS (AMS1117, используемым PNP BJT) может иметь еще меньшие потери (высота в несколько десятков милливольт от его \ $ R_ {ds (on)} \ $) и следовательно, более эффективно.

ответил Maxthon Chan 25 Jam1000000amSun, 25 Jan 2015 11:36:02 +030015 2015, 11:36:02
3

На самом деле это не «IC», но это пакет для монтажа на печатной плате.

XP Power ECE05US05

http://au.element14.com/xp-power/ece05us05/psu-encapsulated-5w-singe-output/dp/2099447?in_merch=New%20Products

Или, если вам не нужно 5W, это только 1W

Recom RAC01-05SC

http : //au.element14.com/recom-power/rac01-05sc/ac-dc-converter-1w-5v-reg/dp/1903055

ответил O'Rooney 24 thEurope/Moscowp30Europe/Moscow09bEurope/MoscowMon, 24 Sep 2012 02:52:46 +0400 2012, 02:52:46
2

Хорошая эталонная конструкция для простых, маломощных трансформаторов: http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00954A.pdf

ответил BobC 21 PMpTue, 21 Apr 2015 12:39:15 +030039Tuesday 2015, 12:39:15

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132