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AC110V電容式降壓電路實驗器.

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AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章Scott Wang 發表於 週六 6月 07, 2014 12:59 am

AC110V電容式降壓電路實驗器 --

為什麼要做這個實驗器 :

這個嘛是電子人的壞習慣,看到別人在玩就想玩,雖然以前有用過許多電容式降壓的商品,也有畫過電路存檔,但是卻沒有真正想要去做,在網路其它網站上,看到許多人都在玩,身為電子人,當然也會手癢,當只有做一兩個時,可能不會想做目前的實驗器,但是因為想做類似的電路太多了,所以覺得還是做一個實驗器比較方便,人家常說需要為發明之母,懶惰就是設計這個實驗器的原動力,因為懶惰所以懶得重覆插那些類似的電路,一而再,再而三的重覆做那些相同或者類似的工作,當然會覺得無聊,所以若是你只有做一兩次而已,那你大可不必這樣做了,若是你常有類似的需求,也是懶惰一族,歡迎做一個來玩玩,因為沒有花多少錢,只是要花一些時間.

既然稱做實驗器,當然它就是做實驗用的,電路裡的電路結構和數值就有可能會因實際的需求而更動,但是主要的架構不會有太大的變動.

這個實驗器主要分為兩個部份,第一個部份就是電容降壓,第二個部份就是麵包板:

▽ 01. 39元的店買的塑膠外殼,裝實驗器剛剛好.
01-TheCaseOutSidelook-s.jpg


▽ 02. 實驗器正視照片.
02-WhatisThis.jpg


▽ 03. 自製的電容式降壓電源板,V1的接線部份就是圓孔排母 -- 排針式圓孔母座.
03-TheAC110VRectifierAndFilterBoard-s.jpg


▽ 04. 麵包板,目前在麵包板上看到的,左邊8腳IC為NE555,左邊那個14腳的就是ULN2003,右邊那個3腳的就是LM317.
04-AC110VTransforemerLessBreadBoard.jpg



第一個電路部份就是電容降壓的電源板:

▽ 05. 一般的電容式降壓電路.
05-AC110VTransformerLessGeneralCircuit_ScottWang.gif


▽ 06. 自製的電容式降壓電源板電路,電容的耐壓要250V以上.
06-AC110VTransformerLessLabTesterCircuit_ScottWang_01.gif


▽ 07. 一般AC110V全波整流濾波電路,輸出約154 Vdc,電容的耐壓要250V以上.
07-AC110VTransformerLessLabTesterCircuit_ScottWang_02.gif


▽ 08. 自製的電容式降壓電源 + 濾波與再降壓電路,電容的耐壓要250V以上.
08-AC110VTransformerLessLabTesterCircuit_ScottWang_03.gif


▽ 09. 自製的電容式降壓電源 + 欲做的電路設計初稿還未測試,濾波 + LM317規整電路,輸出 120~150V/0~100mA, 電容的耐壓要250V以上.
09-AC110VTransformerLessLabTesterCircuit_ScottWang_04.gif


此電源部份保留了可以將AC110V直接整流成脈動直流的功能Sw2,目前Sw2沒有裝上去,只以夾子夾著做測試,增加此Sw2開關時,若不小心就會有燒壞零件的危險性.

此種方式在國外常稱做無變壓器式降壓電源電路.

你可以用google以英文 transformerless, transformerless power,transformerless power circuit, transformerless ac to dc, transformerless power supply等等去搜尋,或者以中文 電容降壓,電容式降壓,電容降壓式,電容式降壓電路,電容式降壓電源等等去搜尋.

想查計算公式 : 電容降壓電源原理和計算公式

第二個部份就是麵包板:
04-AC110VTransforemerLessBreadBoard.jpg


增加麵包板,當然就是在做實驗時,可以增加其方便性,至於內容則要大家自由發揮想像要做什麼啦,麵包板我並沒有鎖起來,只用銀色膠帶兩邊貼起來而已,目前使用起來還算牢靠.

目前在麵包板上看到的,左邊8腳IC為NE555,左邊那個14腳的就是ULN2003,右邊那個3腳的就是LM317.

原來的麵包板是在做別的測試,那把它裝上後,剛好有些構想將來可以用,像NE555的話,可以做對LM317的PWM控制,還有一般的振盪器輸出,ULN2003則在做多個LED時有用到,LM317可以做一般40V以下的低壓調整,還有約115V~150V的直流電壓調整,這是在100mA以下的低電流使用的,當然你想做中間段也可以.

電源板與麵包板的連線 :
03-TheAC110VRectifierAndFilterBoard-s.jpg


圓孔排母 -- 排針式圓孔母座,主要是它的堅硬度夠,不會隨便就壞掉,但是也有其缺點,那就是若是插線斷在裡面的話,很可能那個孔就報銷了,然後整排也許就要換新的了,不過好在那裡很少會更動,若你有更好的方法也可以用你自己的方式.

AC110V的接頭有預留輸出的接線,那是為了當有控制電路需要控制AC110V時可以經由那裡外接到負載,例如像Relay或者TRIAC等等做控制實測.

使用的材料 :

電工用萬用塑膠板 -- NT$20,水電材料行買的
AC110V電源線 -- 忘了多少coco.
AC無極性電容 -- 網路買的,忘了多少Coco.
AC110V/220V 4P接線座 -- 材料行買的,忘了多少Coco.
電源小開關 -- 很久以前的老闆送的.
Fuse座 -- 忘了多少Coco.
DipSw1 -- 6P DIP 指撥開關,很久以前買的,忘了多少Coco.
PCB -- NT$ 5元
麵包板 -- 240元.
插線 -- 從某個Cable拆下拿來用的.
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恆流源(定電流源),恆壓源(定電壓源),帶通濾波器,2V以下高精度參考電壓,標準電壓.
專門接受訂製,設計生產各種特殊規格,高精度產品,學校實驗室,研究單位實驗設備.
另可接受其它電子專案設計.
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超音波切割機(切割塑膠用),小型攜帶式,可以切割如:adapter適配器外殼,玩具模型等等,若欲詢問超音波切割機,請PM,謝謝。
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Scott Wang
 
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章xaudio 發表於 週一 6月 09, 2014 12:19 pm

Scott Wang 寫:▽ 09. 自製的電容式降壓電源 + 欲做的電路設計初稿還未測試,濾波 + LM317規整電路,輸出 120~150V/0~100mA, 電容的耐壓要250V以上.

真不好意思,最後那張圖越看越不對勁,所以又來找碴了。 :lol:

(1) 沒有變壓器內阻和 C7 夠大,一上電 D1~D4 就可能因為 inrush current 掛掉。
(2) 有兩個 C2,其中 10uF 那個會製造一些問題,LM317 需要外加二極體保護。
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf
Figure 24. Regulator with Protection Diodes
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章Scott Wang 發表於 週一 6月 09, 2014 3:09 pm

xaudio 寫:
Scott Wang 寫:...
真不好意思,最後那張圖越看越不對勁,所以又來找碴了。 :lol:

好啊,這樣我才會多加思考,才會進步,謝謝啦!

(1) 沒有變壓器內阻和 C7 夠大,一上電 D1~D4 就可能因為 inrush current 掛掉。

我是還未遇過燒壞D1~D4.
在這個電容式降壓,本來電容就很小了,大都在2.2uF以下,不知你說的C7 夠大,要多大呢,你又如何計算 inrush current?

我是有看過1A的電路,那個電容就更大了,不過目前還不太想用那麼大的電流.

(2) 有兩個 C2,其中 10uF 那個會製造一些問題,LM317 需要外加二極體保護。
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf
Figure 24. Regulator with Protection Diodes

那個是在保護當LM317的輸入端短路時,怕輸出電壓倒灌回LM317,把LM317當負載,因電流太大而燒壞LM317.

那兩個二極體在LM317的電路裡,的確都有加,在LM317兩端的二極體,我是想借用Zener來用,是否合用,還要待試,而10uf那個二極體,的確是我忘了加了,謝謝.

在一般情形下,不加二極體是否會燒壞什麼東西,目前還不知道,但我在幾個月前測試時忘了加LM317的Zener,燒壞了LM317,可憐的LM317冒煙了 ... :( ... !_!.
可調高壓直流電源供應器,中低壓直流電源供應器,高壓模組,電壓放大器,電流放大器.
恆流源(定電流源),恆壓源(定電壓源),帶通濾波器,2V以下高精度參考電壓,標準電壓.
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章xaudio 發表於 週一 6月 09, 2014 6:17 pm

Scott Wang 寫:我是還未遇過燒壞D1~D4.
在這個電容式降壓,本來電容就很小了,大都在2.2uF以下,不知你說的C7 夠大,要多大呢,你又如何計算 inrush current?

Fuse 串一個電阻就可以了,你的第一張圖有,後面不知道為什麼不見了。

之前的電容降壓例子電流差不多:
急救! 捕蚊燈電壓220V電路板改110V 該換哪些零件?
我建議 10~20Ω,inrush current 大約 8~16A,幾乎不發熱,加了心安啦!
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章Scott Wang 發表於 週一 6月 09, 2014 6:46 pm

xaudio 寫:
Scott Wang 寫:我是還未遇過燒壞D1~D4.
在這個電容式降壓,本來電容就很小了,大都在2.2uF以下,不知你說的C7 夠大,要多大呢,你又如何計算 inrush current?

Fuse 串一個電阻就可以了,你的第一張圖有,後面不知道為什麼不見了。

故意拿掉,由AC處改為在DC處,想做新的嘗試.

之前的電容降壓例子電流差不多:
急救! 捕蚊燈電壓220V電路板改110V 該換哪些零件?
我建議 10~20Ω,inrush current 大約 8~16A,幾乎不發熱,加了心安啦!

我已經有在LM317之前加了限流的電阻,你認為那還不夠嗎,還要在AC處串聯一個嗎?
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章xaudio 發表於 週一 6月 09, 2014 6:54 pm

上電的 inrush current 是 C7 造成的,沒有通過 LM317。
C7 要用短路看待,輸入電壓 115 * sqrt(2) = 163V,Fuse 還沒熔斷 diode 可能已經壞了。
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章Scott Wang 發表於 週一 6月 09, 2014 7:33 pm

xaudio 寫:上電的 inrush current 是 C7 造成的,沒有通過 LM317。
C7 要用短路看待,輸入電壓 115 * sqrt(2) = 163V,Fuse 還沒熔斷 diode 可能已經壞了。

我在試驗以AC110V直接輸入整流和濾波,也沒有燒壞二極體,以電容降壓電壓減少了又怎麼會燒壞了呢?
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章xaudio 發表於 週一 6月 09, 2014 7:58 pm

前面捕蚊燈,開版的不是提到 "小爆聲" 嗎?如果只是區區 100mA 怎會跳火呢?
大電流是上電時的暫態,電流不能用電容的交流阻抗計算,時間很短暫但足以造成破壞。
http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm
從市電直接作橋式整流加這個電阻很常見,SMPS 就有很多例子可參考。
xaudio
 
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Re: AC110V電容式降壓電路實驗器.

文章Scott Wang 發表於 週二 6月 10, 2014 11:02 am

xaudio 寫:前面捕蚊燈,開版的不是提到 "小爆聲" 嗎?如果只是區區 100mA 怎會跳火呢?
大電流是上電時的暫態,電流不能用電容的交流阻抗計算,時間很短暫但足以造成破壞。
http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm
從市電直接作橋式整流加這個電阻很常見,SMPS 就有很多例子可參考。

你的所有建言,在下次做實驗時,會多加注意看看,謝謝.
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