Ведомый сетью выпрямитель.
Feb. 20th, 2018 07:03 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
zepeteНа родине силовой электроники это называется Inductorless Off-Line Regulators, что дословно на русский язык переводится как безкатушечный (inductorless) сетевой (off-line) стабилизатор (Regulator). Он относится к классу ведомых сетью выпрямителей, так как в нем есть устройство синхронизации с напряжением сети. Поэтому я его так и называю. Принцип его работы я описал в предыдущем посте.
Я им занялся из-за того, что купил "полтораполюсный" выключатель, которому нужно обязательно подводить фазу и ноль для питания, но в проводке такого не предусмотрено. Его рекомендуют использовать в "жучках". По сути, подслушивающий жучок - это ВДУ в котром дистанционное управление заменено на подслушивающее устройство. Так что ничего удивительного. Такая топология схемы питания имеет имеет два достоинства: нет катушек и не сильно греется. Но в тоже время очень существенный недостаток для ВДУ: энергию из сети потребляет в виде коротких импульсов тока сравнительно большой амплитуды - в результате она требует наличия в люстре хотя-бы одной лампы мощностью 40 Вт и для управления светодиодными лампами и люминисцентными трубами с электромагнитным балластом не подходит. Для управления светодиодными лампами не подходят из-за требования обеспечения напряжения ниже 10 В в выключенном состоянии для предотвращения запуска ИИП в них, а люминисцентные трубы из-за не пропускания коротких импульсов тока дросселем. Если даже дроссель пропустит этот импульс тока, то потом, при размывании электронного ключа в этом ведомом сетью выпрямителе, он накопит достаточно энергии что бы сжечь этот электронный ключ.
Когда я решил доработать свой выключатель geagood, то про такой эффект еще не знал, так как для неоновой лампы подсветки выключателя достаточно маленького конденсатора емкостью 47нФ, который уже бывает даже встроенным в КЛЛ (osram). С другой стороны доработка ВДУ отдельным внешним блоком питания выполненным по другой топологии невозможно или очень сложно, так как он должен работать в двух режимах: разомкнутом и замкнутом выключателе. Как его использовать в ВДУ опишу в следующем посте. При промышленном производстве изготовление катушки затруднений не вызывает, поэтому специализированные микросхемы "Inductorless Off-Line Regulators" являются редкостью, например магазин маузер (mouser) знает только три микросхемы: sr086, sr087 и mp103. Причем sr06 и sr087 являются двумя модификациями одной интегральной схемы. В 0-х годах брянский завод полупроводниковых приборов выпускал микросхемы к1182ем2 для этих целей, но сейчас на его сайте ссылок на них нет.
Поэтому я придумал и реализовал такую схему монтажной плате, которую успешно внедрил потом в ВДУ.
Если надо сделать простой БП без гальванической развязки от сети с силой тока от 100мА до 1А, то это будет лучшим вариантом, так как конденсатор гасящий напряжение нужен будет очень большого размера, а резистор очень большой мощности .
Он состоит из пяти узлов: выпрямителя, стабилизатора тока, компаратора, электронного ключа и фиксирующего конденсатора.
Выпрямитель - это B1, пояснения его работы думую не нужно.
Стабилизатор тока состоит из Z2, R2, R3, Q1. Он требуется для обеспечения большого тока заряда затвора Q3 для быстрого его открытия и в тоже время низких потерь тока когда ключ Q3 должен быть заперт. Нехорошей особенностью его является то, что транзистор Q2 должен быть рассчитан на сетевое напряжение и он прямой проводимости, что является редкостью. При низком входном напряжении он является обычным резистором сопротивлением около 10 кОм, таким образом обеспечивая постоянную времени заряда емкости затвор-исток 10 мкс, а когда напряжение станет больше 15В - стабилизатором тока равного 1-2 мА.
Компаратор состоит из Z1, R1, Q1. Этот узел запирает Q3 когда напряжение в сети становится больше напряжения лавинного пробоя стабилитрона Z1. Изменением типа Z1 регулируется выходное напряжение схемы, которое на 2-3 В ниже напряжения лавинного пробоя диода Зенера Z1. Опять таки, Q1 должен быть рассчитан на работу при 400В. Вместо 3DD127D подойдет mje13001...mje13009.
Электронный ключ состоит из Q3, Z3, Z4, D1. Z3 и Z4 защищают затвор от высокого напряжения и могут быть убраны, а D1 предотвращает влияние выходного напряжения на работу компаратора. Без него по идее тоже должен работать, но мне в этом случае не нравится форма напряжения затворе Q3.
Фиксирующий конденсатор С1 накапливает электроэнергию для протекания тока при запертом Q3. Если дальше стоит сглаживающий дроссель, то С1 перед ним обязателен, так как иначе импульс тока не сможет набрать необходимый размах для достижения напряжения стабилизации и дроссель будет страшно гудеть, даже если поставить диод вместо C1 для протекания тока когда Q3 заперт.
Эта схема с какого-то журнала или даже книги, судя по подписи "рис 13". Ее можно найти на сайтах 1, 2, 3. Ее источником является украинский журнал радиомир №11 за 2011.
В этой схеме будет очень медленно отпираться VT2. Время его открытия определяется постоянной времени интегрирующей цепочки образованной сопротивлением R3 и емкостью затвор-исток транзистора VT2. Емкость затвор-исток VT2 измеряется в нФ, то есть время отпирания VT2 будет больше 0.66...3 мс (3*R3*1нФ), что больше всего такта его проводимости, который у меня оказался равным 0.2 мс, читай предыдущий пост. Для избавления от этого я резистор R3 заменил на источник тока, тем самым ускорил процесс отпирания в 20 раз.
Я им занялся из-за того, что купил "полтораполюсный" выключатель, которому нужно обязательно подводить фазу и ноль для питания, но в проводке такого не предусмотрено. Его рекомендуют использовать в "жучках". По сути, подслушивающий жучок - это ВДУ в котром дистанционное управление заменено на подслушивающее устройство. Так что ничего удивительного. Такая топология схемы питания имеет имеет два достоинства: нет катушек и не сильно греется. Но в тоже время очень существенный недостаток для ВДУ: энергию из сети потребляет в виде коротких импульсов тока сравнительно большой амплитуды - в результате она требует наличия в люстре хотя-бы одной лампы мощностью 40 Вт и для управления светодиодными лампами и люминисцентными трубами с электромагнитным балластом не подходит. Для управления светодиодными лампами не подходят из-за требования обеспечения напряжения ниже 10 В в выключенном состоянии для предотвращения запуска ИИП в них, а люминисцентные трубы из-за не пропускания коротких импульсов тока дросселем. Если даже дроссель пропустит этот импульс тока, то потом, при размывании электронного ключа в этом ведомом сетью выпрямителе, он накопит достаточно энергии что бы сжечь этот электронный ключ.
Когда я решил доработать свой выключатель geagood, то про такой эффект еще не знал, так как для неоновой лампы подсветки выключателя достаточно маленького конденсатора емкостью 47нФ, который уже бывает даже встроенным в КЛЛ (osram). С другой стороны доработка ВДУ отдельным внешним блоком питания выполненным по другой топологии невозможно или очень сложно, так как он должен работать в двух режимах: разомкнутом и замкнутом выключателе. Как его использовать в ВДУ опишу в следующем посте. При промышленном производстве изготовление катушки затруднений не вызывает, поэтому специализированные микросхемы "Inductorless Off-Line Regulators" являются редкостью, например магазин маузер (mouser) знает только три микросхемы: sr086, sr087 и mp103. Причем sr06 и sr087 являются двумя модификациями одной интегральной схемы. В 0-х годах брянский завод полупроводниковых приборов выпускал микросхемы к1182ем2 для этих целей, но сейчас на его сайте ссылок на них нет.
Поэтому я придумал и реализовал такую схему монтажной плате, которую успешно внедрил потом в ВДУ.
Если надо сделать простой БП без гальванической развязки от сети с силой тока от 100мА до 1А, то это будет лучшим вариантом, так как конденсатор гасящий напряжение нужен будет очень большого размера, а резистор очень большой мощности .
Он состоит из пяти узлов: выпрямителя, стабилизатора тока, компаратора, электронного ключа и фиксирующего конденсатора.
Выпрямитель - это B1, пояснения его работы думую не нужно.
Стабилизатор тока состоит из Z2, R2, R3, Q1. Он требуется для обеспечения большого тока заряда затвора Q3 для быстрого его открытия и в тоже время низких потерь тока когда ключ Q3 должен быть заперт. Нехорошей особенностью его является то, что транзистор Q2 должен быть рассчитан на сетевое напряжение и он прямой проводимости, что является редкостью. При низком входном напряжении он является обычным резистором сопротивлением около 10 кОм, таким образом обеспечивая постоянную времени заряда емкости затвор-исток 10 мкс, а когда напряжение станет больше 15В - стабилизатором тока равного 1-2 мА.
Компаратор состоит из Z1, R1, Q1. Этот узел запирает Q3 когда напряжение в сети становится больше напряжения лавинного пробоя стабилитрона Z1. Изменением типа Z1 регулируется выходное напряжение схемы, которое на 2-3 В ниже напряжения лавинного пробоя диода Зенера Z1. Опять таки, Q1 должен быть рассчитан на работу при 400В. Вместо 3DD127D подойдет mje13001...mje13009.
Электронный ключ состоит из Q3, Z3, Z4, D1. Z3 и Z4 защищают затвор от высокого напряжения и могут быть убраны, а D1 предотвращает влияние выходного напряжения на работу компаратора. Без него по идее тоже должен работать, но мне в этом случае не нравится форма напряжения затворе Q3.
Фиксирующий конденсатор С1 накапливает электроэнергию для протекания тока при запертом Q3. Если дальше стоит сглаживающий дроссель, то С1 перед ним обязателен, так как иначе импульс тока не сможет набрать необходимый размах для достижения напряжения стабилизации и дроссель будет страшно гудеть, даже если поставить диод вместо C1 для протекания тока когда Q3 заперт.
Эта схема с какого-то журнала или даже книги, судя по подписи "рис 13". Ее можно найти на сайтах 1, 2, 3. Ее источником является украинский журнал радиомир №11 за 2011.
В этой схеме будет очень медленно отпираться VT2. Время его открытия определяется постоянной времени интегрирующей цепочки образованной сопротивлением R3 и емкостью затвор-исток транзистора VT2. Емкость затвор-исток VT2 измеряется в нФ, то есть время отпирания VT2 будет больше 0.66...3 мс (3*R3*1нФ), что больше всего такта его проводимости, который у меня оказался равным 0.2 мс, читай предыдущий пост. Для избавления от этого я резистор R3 заменил на источник тока, тем самым ускорил процесс отпирания в 20 раз.
