Бестрансформаторные блоки питания с гасящим конденсатором

[Телекот]

При использовании специальных конденсаторов для переменного тока безопасно. Все современные счетчики электроэнергии питаются через конденсатор и работают круглые сутки.

[Aenigma]

И еще помнить, что недостаток данных блоков в том, что режим без нагрузки для них более тяжелый, чем работа под номинальной нагрузкой.

Не совсем так. В основном это справедливо только для тех решений, где для ограничения выходного напряжения используется стабилитрон (или его аналог) и выходной ток порядка десятков миллиампер и более. Для регулирующего элемента, работающего в ключевом режиме (тиристора или его аналога), величина нагрузки гораздо меньше сказывается.

[WatchCat]

Есть китайский ваттметр. Дохлый. Неисправность - сгоревший резистор который последовательно с гасящим конденсатором. В теме о "мелких вопросах" посоветовали подбирать в диапазоне 100-300ом. Но даже советский одноваттный МЛТ сильно греется при таком сопротивлении. Более менее нормально живет 750ом. Конденсатор китайцы поставили 0.68мкФ.
Однако выяснилось что у ваттметра неприлично большое потребление - измерительная плата кушает около 20мА,а индикаторная часть аж 120мА. Почему столько - не знаю,но факт. При подаче внешних +5 вольт цифры на индикаторе зажигаются,то есть всё кроме этого БП исправно. Но как китайцы 140мА от такого БП собрались получать? С резистором 750ом напряжение на выходе просаживается до 0.5вольт и естественно ничего не работает.
На первый вопрос "кто виноват" ответ очевиден - китайцы,блин! А вот что делать - даже и не знаю. Трансформатор скорее всего в корпус не влезет.
Ситуация усугубляется еще и тем что ваттметр должен работать с автономным генератором,а у того на выходе далеко не правильная синусоида и расчет тока через конденсатор существенно усложняется. Максимальный ток как я понимаю будет при прямоугольной форме напряжения? Как для этого случая емкость посчитать? Везде где нашел - формулы для синусоиды.
Какие еще возможны варианты решения проблемы?
Там еще и "минус" низковольтной цепи связан с одним из проводов сети,и не просто так потому что используется измерительная микросхема ADE7755

[Aenigma]

Ситуация усугубляется еще и тем что ваттметр должен работать с автономным генератором,а у того на выходе далеко не правильная синусоида и расчет тока через конденсатор существенно усложняется. Максимальный ток как я понимаю будет при прямоугольной форме напряжения? Как для этого случая емкость посчитать? Везде где нашел - формулы для синусоиды.

Не те формулы нашли. На самом деле можно показать, что выходной ток конденсаторного блока питания не зависит от формы входного напряжения, зависит только от его амплитудного значения и частоты. Угадывать параметры токоогораничительного резистора не советую - они должны рассчитываться для каждой конкретной схемы.
В приложении два варианта схемы, которые вам подойдут по параметрам (по размерам тоже должны подойти). В первой схеме минус выходного напряжения совпадает с сетевым проводом, во второй - нет. Конденсаторы можно взять такие. Прежде чем использовать эти схемы, нужно убедиться, что на выходе генератора не прямоугольное напряжение, иначе токоограничительный резистор опять перегорит. Если у вас прямоугольное напряжение, забудьте про конденсаторный блок питания, ваш вариант - импульсный источник (самодельный или готовый).

[WatchCat]

На самом деле можно показать, что выходной ток конденсаторного блока питания не зависит от формы входного напряжения, зависит только от его амплитудного значения и частоты.

Если у вас прямоугольное напряжение, забудьте про конденсаторный блок питания, ваш вариант - импульсный источник (самодельный или готовый).

Спасибо за ответ и схемы. Я только не понял как стыкуются между собой два этих утверждения. Если ток не зависит от формы напряжения то что мешает конденсаторному БП работать с прямоугольным напряжением?
Кстати,советские еще аккумуляторные фонарики,заряжаемые от розетки, вполне заряжаются и от прямоугольного электричества (от китайского "автомобильного" преобразователя 12-220),только надо увеличить мощность резистора,вместо 0.5Вт поставить 2Вт.

[Aenigma]

Я только не понял как стыкуются между собой два этих утверждения. Если ток не зависит от формы напряжения то что мешает конденсаторному БП работать с прямоугольным напряжением?

Противоречия нет. Если на входе, скажем, ступенчатая аппроксимация синусоиды (по сути, прямоугольные импульсы), то средний ток, проходящий через гасящий конденсатор без учёта направления этого тока, будет точно таким же, как и в случае синусоиды. Но форма тока в случае прямоугольного напряжения будет представлять собой короткие импульсы очень большой величины. Фактически, эти импульсы ограничиваются только резистором в цепи конденсатора. Из-за этого резко сокращается срок службы резистора, диодов выпрямителя, гасящего и сглаживающего конденсаторов. Пожалуй, первым под удар попадает резистор.

Кстати,советские еще аккумуляторные фонарики,заряжаемые от розетки, вполне заряжаются и от прямоугольного электричества (от китайского "автомобильного" преобразователя 12-220),только надо увеличить мощность резистора,вместо 0.5Вт поставить 2Вт.

Всё верно. Там применяется конденсатор сравнительно небольшой ёмкости и, как следствие, токоограничительный резистор имеет сравнительно большое сопротивление. Поэтому импульсы тока не достигают опасных величин. А мощность резистора нужно поднять, так как в случае импульсного характера тока увеличивается его действующее значение при том же среднем значении.

[Aenigma]

Насчёт возможности использовать схему с гасящим конденсатором в случае, когда на входе ступенчатая аппроксимация синусоиды. В этом случае мощность, рассеиваемая на токоограничительном резисторе, почти не зависит от его сопротивления и рассчитывается по формуле

P=2*f*C*Um^2,

где f = 50 Гц, C - ёмкость конденсатора, Um - амплитудное значение напряжения на конденсаторе (оно обычно равно разности амплитудного значения входного напряжения и выходного напряжения). Формула справедлива, когда постоянная времени RC-цепи много меньше периода.

Например, при использовании конденсатора ёмкостью 1 мкФ на резисторе будет рассеиваться около 10 Вт. По этой причине, а также по причине импульсного характера тока, для прямоугольного входного напряжения схему с гасящим конденсатором лучше не использовать. Если ёмкость конденсатора 0,15 мкФ, токоограничительный резистор должен быть на 2 Вт.

[Костя]

Можно в блоках питания использовать пусковые конденсаторы?

А то я посчитал мне нужен конденсатор 12мкФ на 400В. А такие емкие есть только пусковые.

[Aenigma]

Я использовал пусковые, но лучше посмотрите в интернете спецификацию на ваш конкретный конденсатор. И не забывайте про предохранитель в цепи конденсатора - в случае пробоя конденсатора негативные последствия будут сведены к минимуму.

[FPGAlover]

Добрый день. Загорелся я лампочки включать/выключать по звуковой команде. И встал вопрос о питании микроконтроллера, прикрученного рядом с лампочкой. Прикинул так и сяк - 150 мА вместе с реле по 5 вольтам вполне хватает, однако вешать наверх еще и трансформатор(хоть и небольшой) как то неприятно. И задался я вопросом о бестрансформаторном источнике питания.
Все нагугленное сводилось к схеме A. Однако при необходимости в 5 вольтах выхода и всего то навсего 150мА мощность рассеиваемая на резисторе внушает уважение И подумалось мне, почему нет схем помягче, как например Б.(не уверен за ее функциональность, но принцип, думаю понятен). понятное дело, что в данной реализации очень неплохие требования к транзистерам
К-Э должен держать 220в. Но все же. Задним умом думается, что все таки трансформатор обойдется дешевле %)
А Вы как думаете?




Сюда перенес.
На резисторе ничего не рассеивается. Он служит только для разряда конденсатора после выключения и его можно даже и не ставить.
aen

[Slabovik]

Конечно. Дешевле, проще, безопаснее. Посмотрите трансформаторы дежурок от микроволновок - они маленькие, и их вполне достаточно для питания микроконтроллеров.

А реле при этом лучше взять 12-вольтовое, питать его прямо с выпрямителя - ему стабильности всё-равно не нужно

[FPGAlover]

Честно говоря, пока еще не проникся как работает делитель конденсатор-стабилитрон. Сейчас дифур напишу и пойму

На резисторе ничего не рассеивается. Он служит только для разряда конденсатора

Надо было на номиналы обратить внимание, я это трактовал совсем по другому: как делитель резистер-стабилитрон
Но с ходу (пока не считал) есть некоторые подозрения.. нагрузка при выключенном реле порядка 20мА (только контроллер), а со включенным под 100(если я ничего не путаю). )И опять же, если я правильно понимаю: конденсатор, сопротивление нагрузки(потребляемый ток) и частота сети должны быть согласованы. (ну тут можно альтернативную нагрузку включать, пока реле отдыхает если уж это будет критично)
PS: Впрочем, в теме много страниц. Просмотрю все, ответ должен найтись

[Martin76]

При питании реле через гасящий конденсатор выгодней использовать реле на 24 в, они ток в 2 раза меньше, чем 12в потребляют и почти в 5 раз меньше пятивольтовых. Для питания обычного реле 5 ног 24 В 1600Ом + схема управления достаточно емкости 0,33мкФ
5 В 5-10мА для МК можно получить с точки включения стабилитронов на 5,6 и 18В например, которые одновременно выполнят роль ограничивающих для 24В.

[FPGAlover]

5 В 5-10мА для МК можно получить с точки включения стабилитронов на 5,6

Контроллер скорее всего будет кушать поболе чем 10мА- постоянно работающий ацп + рилтайм анализатор звука постоянно ядром шевелящий не на самой низкой частоте.
хотелось бы 25-30

[Aenigma]

FPGAlover, я бы не стал использовать реле - для коммутации ламп гораздо экономичнее и технологичнее использовать тиристоры. Тогда и блок питания существенно упростится.

[Телекот]

ещё лучше 2 полевика, ток управления равен 0.

[FPGAlover]

Aenigma, спасибо.
Действительно, что я в реле уперся?

[tedikgb]

Подскажите по вопросу гасящего кондера.
Прога выдает значение отличное от теоретического.
Пример Вх напряжение 10В, частота 50Гц, ток нагрузки 100мА, напряжение на нагрузке 9В, получается нужно загасить 1В. Rкондера=1/0,1=10 Ом.
Xc=Rкондера=10 Ом, Xc=1/2П√С, С=1/Xс2П√ С=318мкФ=10 Ом. В проге меньше. Ошибку подскажите.

Подсчитал еще если кондер заряжается, до амплитудного значения, выходит 62мкФ, все равно не сходится



Сюда перенес.
Если данную тему почитать с самого начала, то найдете там методику расчета гасящего конденсатора.
aen

[vem566]

С=318мкФ=10 Ом

Именно так. Ну кто же знает, где ошибка в проге!

[tedikgb]

то есть верно я расчет сделал?, а вот aen намекает на какие-то нюансы.
ЗЫ. В начале темы не нашел ответ, разве, что с микроапом сравнивать, а не с этой прогой