Bez konceptu transformátoru funguje vysokonapěťový kondenzátor, aby se snížilo střídavé napětí sítě na požadovanou nižší úroveň potřebnou pro připojené e obvodu nebo zatížení.
Specifikace tohoto kondenzátoru je vybrána s okrajem. Níže je uveden příklad kondenzátoru, který se běžně používá v obvodech bez napájení transformátoru:
Tento kondenzátor je zapojen do série s jedním ze signálů střídavého vstupního napětí.
Když do tohoto kondenzátoru vstoupí síťový střídavý proud, v závislosti na velikosti kondenzátoru vstoupí v platnost reaktance kondenzátoru a omezí střídavý proud sítě z překročení stanovené úrovně o udanou hodnotu kondenzátoru.
Přestože je proud omezený, napětí není omezeno, proto při měření usměrněného výstupu bez zdroje energie transformátoru zjistíme, že napětí se rovná špičkové hodnotě AC sítě, je to asi 310 V.
Ale protože proud je kondenzátorem dostatečně snížen, je toto vysoké špičkové napětí stabilizováno zenerovou diodou na výstupu můstkového usměrňovače.
Výkon Zenerovy diody musí být vybrán v souladu s přípustnou proudovou hladinou kondenzátoru.
Výhody použití bez výkonového obvodu transformátoru
Levnost a zároveň účinnost obvodu pro nízkoenergetická zařízení.
Bez zde popsaného výkonového obvodu transformátoru velmi účinně nahrazuje konvenční transformátor pro zařízení s proudovým výkonem pod 100 mA.
Zde se na vstupním signálu používá vysokonapěťový metalizovaný kondenzátor ke snížení síťového proudu
Výše uvedený obvod může být použit jako napájecí zdroj 12 V pro většinu elektronických obvodů.
Po diskusi o výhodách výše uvedené konstrukce je však vhodné se zabývat několika závažnými nevýhodami, které může tato koncepce zahrnovat.
Nevýhody bez výkonového obvodu transformátoru
Zaprvé, obvod není schopen produkovat vysoce proudové výstupy, což není pro většinu návrhů kritické.
Další nevýhodou, která jistě vyžaduje určité zvážení, je to, že koncepce neizoluje obvod od nebezpečných potenciálů AC sítě.
Tento nedostatek může mít vážné důsledky pro struktury spojené s kovovými skříněmi, ale nezáleží na blocích, které jsou všechny pokryty nevodivým krytem.
A v neposlední řadě výše uvedený obvod umožňuje proniknout do něj přepětí, což může vést k vážnému poškození napájecího obvodu a samotného napájecího obvodu.
Avšak v navrhovaném jednoduchém napájení bez transformátorového obvodu byla tato nevýhoda rozumně odstraněna zavedením různých typů stabilizačních kroků za usměrňovačem můstku.
Tento kondenzátor umožňuje okamžité zvlnění vysokého napětí, čímž účinně chrání přidruženou elektroniku.
Jak obvod funguje
1. Když je AC síťový vstup zapnutý, kondenzátor C1 blokuje síťový vstup a omezuje jej na nižší úroveň stanovenou reaktivitou C1. Zde můžeme zhruba předpokládat, že je to asi 50 mA.
2. Napětí však není omezeno, a proto může být na vstupním signálu 220 V, což vám umožní dosáhnout další fáze usměrňovače.
3. Můstkový usměrňovač usměrňuje 220V na vyšší DC 310V, aby převedl maximální střídavý tvar vlny.
4. DC 310V se rychle redukuje na nízkoúrovňovou zenerovu diodu, která ji posune na hodnotu podle jmenovité hodnoty zenerovy diody. Pokud se použije 12V zenerova dioda, bude výstupem 12 voltů.
5. C2 konečně filtruje DC 12V s vlnkami, na relativně čisté DC 12V.
Příklad obvodu
Řídicí obvod zobrazený níže řídí pásku s méně než 100 LED (se vstupním signálem 220 V), každá LED je navržena pro 20 mA, 3,3 V 5 mm:
Zde vstupní kondenzátor 0,33 uF / 400V produkuje asi 17 mA, což je přibližně správné pro vybraný pásek LED.
Pokud se ovladač používá pro větší počet podobných LED pásek 60/70 paralelně, pak se jednoduše hodnota kondenzátoru úměrně zvýší, aby se udrželo optimální osvětlení LED.
Proto pro 2 pásky zapojené paralelně bude požadovaná hodnota 0,68 uF / 400V, pro 3 pásky nahradit 1 uF / 400V. Podobně by měla být pro 4 pásky aktualizována na 1,33 uF / 400V atd.
Důležité: Ačkoli limitující rezistor není v obvodu zobrazen, bylo by hezké zahrnout do každé LED pásky rezistor 33 Ohm 2 W pro větší bezpečnost. Lze jej vkládat kamkoli postupně pomocí jednotlivých stuh.
VAROVÁNÍ: VŠECHNY ŘETĚZY UVEDENÉ V TOMTO ČLÁNKU NEJSOU IZOLOVANÉ ZE SÍŤOVÉ SÍTĚ, VŠECHNY ČÁSTI ŘETĚZE JE proto NEBEZPEČNĚ PŘIPOJENÍ K PŘIPOJENÍ K SÍŤOVÉ SÍTĚ.