Fuente de alim. sin-transformador: capacitiva y resistiva

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Fuente de Alim. Sin-Transformador: Capacitiva y Resistiva
Author: Reston Condit Microchip Technology Inc.

INTRODUCTIÓN
Hay varias maneras de convertir un voltaje de CA de la pared en el voltaje de C.C. requerido por un microcontrolador. Usualmente, esto se ha hecho con un transformador y circuito de rectificador. Hay también soluciones de fuente de alimentación de conmutación, sinembargo, en aplicaciones que involucran suministrar un voltaje de CC al microcontrolador y otros dispositivos de bajas corrientes, fuentes de alimentación basados en transformador o conmutación pueden no ser rentables. La razón es que los transformadores en soluciones en base al transformador, y el (inductor / MOSFET/controlador) en soluciones en base a la conmutación, es caro y ocupa mucho espacio.Esto es especialmente verdad en el mercado del electrodoméstico, donde el costo y el tamaño de los componentes que rodean la fuente de alimentación puede ser mucho menor que el costo de sólo la fuente de alimentación. Las fuentes de alimentación de Sin-Transformador proporcionan una alternativa económica de fuentes de alimentación basado en el transformador y basado en la conmutación. Los dostipos básicos de fuentes de alimentación sin transformador son resistivos y capacitivas. Esta nota de la aplicación discutirá los dos con un enfoque en lo siguiente: 1. 2. 3. Un análisis del circuito de alimentación. Las ventajas y desventajas de cada fuente de alimentación. Consideraciones adicionales incluso los requisitos de seguridades e intercambios asociados con la rectificación de media ondacontra la de onda completa. Advertencia: Un riesgo de la electrocución existe al experitar con circuitos sin transformador conectados a la pared. No hay el transformador para el aislamiento de la energía de línea en los circuitos siguiente, así el usuario será muy cuidadoso y evaluará los riesgos de transitorios de línea en la aplicación del usuario. Un transformador de aislamiento debe usarse alexaminar los circuitos siguientes.

 2004 Microchip Technology Inc.

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FUENTE DE ALIMENTACIÓN CAPACITIVA SIN TRANSFORMADOR
Una fuente de alimentación sin transformador capacitiva se muestra en la Figura 1. El voltaje en la carga permanecerá constante siempre y cuando la corriente de (IOUT) es menor o igual a la corriente de entrada (IIN). IIN está limitado por R1 y lareactancia de C1. Note: R1 limita la corriente de irrupción. El valor de R1 es escogido que para no disipe mucha potencia, es bastante grande para limitar corriente de la irrupción.

FIGURA 1:

FUENTE DE ALIMENTACIÓN CAPACITIVA
L IIN D1 5.1V C2 470 µF IOUT VOUT

C1 N .47µ 250V R1 470 1/2W IIN es dada por: D2

ECUACIÓN 3:
XC1 = VHFRMS ≥ IOUT XC1 + R1

ECUACIÓN 1:
IIN =

1 2πfC1

fes la frecuencia (p.e., Estados Unidos : 60 Hz, otros países : 50 Hz). Sustituyendo Ecuación 2 y Ecuación 3 en Ecuación 1 resulta en:

VHFRMS es el voltaje RMS de una media onda de una onda seno de CA y XC1 es la reactancia de C1.

ECUACIÓN 2: VHFRMS = VPEAK – VZ √ 2VRMS – VZ = 2 2

ECUACIÓN 4:
 

VPEAK es el voltaje pico del tomacorriente, VRMS es el voltaje del tomacorriente (p.e.,Estados Unidos: 115 VCA, Europa: 220 VCA) y VZ es la caida de voltaje en D1.

IIN = √ 2VRMS – VZ 1 2  2 πfC1 + R1 

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El valor mínimo de IIN se calcula para la aplicación, mientras el valor máximo de IIN se calcula para los requisitos de potencia de los componentes individuales. VOUT está dado po:

ECUACIÓN 5: VOUT = VZ – VD
DondeVD es la caída de voltaje continuo en D2. Se asume un diodo zéner de 5.1V y una caída de 0.6V en D2, el voltaje de salida estará cerca de 4.5V. Esto está bien dentro de la especificación de voltaje para los microcontroladores PIC®.

EJEMPLO 1:

CÁLCULO de IIN MÍNIMO POSIBLE

Asumir valores mínimos de todos componentes excepto VZ, R1. Tome valores máximos de VZ , R1. • • • • 110 VAC 5.1V...