fuentes sin tranformador

AN954
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,sin embargo, 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 ocupamucho
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 laconmutación. Los dos tipos 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 asociadoscon la
rectificación de media onda contra 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. Untransformador de aislamiento debe usarse al examinar 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 deentrada (IIN). IIN está
limitado por R1 y la reactancia 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

VOUT
IIN
D1
5.1V

IOUT

C2
470 µF

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

D2

ECUACIÓN3:
XC1 =

ECUACIÓN 1:
VHFRMS
≥ IOUT
XC1 + R1

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

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.DS00954A-page 2

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

ECUACIÓN 4:
IIN = √ 2VRMS – VZ
1
2  2 πfC1 + R1





IIN =

1
2πfC1

 2004 Microchip Technology Inc.

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El valor mínimo de IIN se calcula para la aplicación,
mientras el valor máximo de IIN se calcula para los
requisitosde potencia de los componentes
individuales.

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
59.5 Hz
C1 = 0.47 μF x 0.8 = 0.38 μF
(asumir el capacitor de ±20%)
• R
= R1 = 470 x 1.1 = 517 (asumir el
resistor ±10%)
• IINMIN = 10.4 mA

•
•
•
•

VRMS
VZ
f
C

=
=
=
=...