¿Cómo bajar 240V DC a 5V DC?

Me gustaría bajar un voltaje de 240 V CC a un voltaje de 5 V CC . La etapa de 5V necesita menos de 5mA de corriente.

Las soluciones que miré son:

  1. Divisor de resistencia (no es realmente interesante debido al poder de disipación)
  2. Regulador de voltaje (240 V a 5 V es difícil de encontrar, si es que realmente existe)
  3. Buck Converter (no conozco lo suficientemente bien esas partes para usarlas en un diseño)
  4. Conmutación DC-DC (un poco caro)

Idealmente, me gustaría algo que no sea demasiado caro. Podría ser algo para construir por mí mismo.

Personalmente, pensé en mezclar las soluciones 1 y 2:

  • dividiendo el voltaje de 240V a 30V con un divisor de resistencia
  • luego regulando los 30V a 5V con un regulador de voltaje

¿Qué están pensando al respecto? ¿Tienes otras soluciones? ¿Conoces partes que me puedan ayudar?

¿La solución es realmente diferente si la etapa de 5V consume 50mA en lugar de 5mA?

El voltaje de CC tan alto como 240 V es peligroso, lo uso con cuidado.

espera, espera, ¿quieres cambiar 240 V hasta 5 V para un dispositivo que solo extraiga 5 mA? Es posible que desee considerar usar un voltaje de entrada diferente porque perderá mucha energía en comparación con la cantidad que necesita.
Lo primero que hace un SMPS es rectificar la red eléctrica a CC a través de un puente rectificador. Poner CC en un puente rectificador también le proporciona CC. ¿Qué sucedería si solo usara un SMPS de 5 V disponible en el mercado? ¿Tal vez omitir cualquier filtrado de línea primero, y tal vez también el rectificador?
¿Tienes una fuente de alimentación de PC vieja por ahí?
Si quieres barato, visita tu tienda local y compra un cargador USB. Ofrecen una fuente de alimentación de 240 a 5V muy conveniente y empaquetada.
@SimonB 240V CC? ¿En realidad? Supongo que no leyó una sola oración en la pregunta porque casi todos los párrafos mencionan que quiere convertir DC, no AC (por ejemplo, el título)
Echa un vistazo a DigiKey. De hecho, tienen reguladores que pueden hacer lo que necesitas. digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/…
@pipe Vaya, me lo perdí.
¿Tienes también tensión de red disponible? Intentar convertir 240 V a 5 V será muy ineficiente. Fácilmente podría exceder los límites de PS. Pero si tiene voltaje de CA disponible, puede obtener un SMPS económico de Mouser como Mean Well IRM-05-5, que es muy pequeño, eficiente, de ondulación relativamente baja y cuesta $ 9.
@squarewav ¿Por qué sería ineficiente? Todos sus suministros SMPS baratos hacen exactamente eso (más un rectificador para convertir CA a CC).
Si regula hacia abajo de 240 a 5, eso es 235V * 0.005A = 1.175W disuelto como calor. Muy ineficiente. Un SMPS se encenderá y apagará rápidamente (por lo tanto, el "cambio") que sorbe la corriente. La eficiencia es > 80%. Sin comparación.

Respuestas (8)

Considere una cascada de convertidores. Quizás un diodo zener para bajar los 240vdc al rango de 60-80v, puede usar un LT3010 LDO para bajarlo a 5v. El LDO es realmente bueno para hasta 50 mA y requiere pocos componentes.

No es una buena idea: su diodo zener necesitaría convertir (160 V * 50 mA =) 8 vatios en calor. El LT3010 convertiría (75V*50mA) 3,75 vatios en calor. Incluso con una PCB bien diseñada con grandes planos de potencia para ayudar con la disipación de energía, la temperatura del LT3010 aumentaría 150 °C y el LT3010 entraría en un apagado térmico.

De hecho, usaría una verruga de pared de CA / CC que sé que usa un SMPS en el interior (la mayoría de los dispositivos hoy en día lo hacen). Intentará rectificar el voltaje de entrada (que ya está rectificado) y luego es la conversión normal de CC-CC que suele hacer.

Una cantidad sorprendente de productos eléctricos para la red de CA en realidad funcionan en CC, como demuestra este tipo .

Una versión modificada de 1 y 2: use un diodo Zener en lugar de una de las resistencias para limitar el voltaje del regulador y reducir el consumo de energía bajo carga.

Una mejor solución sería usar una resistencia y un diodo Zener de baja potencia para crear una referencia de 5,7 V y un seguidor de emisor con un BJT de alto voltaje, que no son difíciles de encontrar.

Las soluciones de 50 mA serían las mismas, excepto que estaría desperdiciando (y disipando) alrededor de 12 vatios.

Otra solución sería encontrar o construir una fuente de alimentación conmutada, por supuesto.

El seguidor de emisor es la solución más simple en mi opinión. Si el OP no puede obtener fácilmente dispositivos de alto voltaje, podría codificar en casco los de menor voltaje.

Puede usar un tubo incandescente 0A2 y 0G3 en serie con una resistencia limitadora de corriente adecuada. Están disponibles en línea de varios proveedores y con voltajes regulados de 150 y 85 voltios respectivamente, le darían una salida de aproximadamente 5 voltios inmediatamente.

Editar: es posible que deba agregar resistencias llamativas para que se sintonicen: http://ultra-fi.blogspot.com/2011/09/get-string-of-vr-tubes-to-go-pop.html

Puede hacer esto muy simple con un transistor en serie simple y un diodo zener.

regulador de serie de transistores

El principal inconveniente es que desperdicia energía. La caída de 235 voltios a 5 mA es de alrededor de 1 vatio.
Lo que puede hacer para reducir este desperdicio es reducir el voltaje hasta que pueda obtener convertidores económicos.

Funciona muy bien si puedes hacer algo con el calor.

También se describe aquí.

Debería poder encontrar una "verruga de pared" por menos de 10 USD que haga esto. Considere que 9/10 del mundo usa 230 V CA y también quiere cargar dispositivos USB que toman 5 V CC. Un transformador de pared básico que convierte 240 V CA a 5 V CC es más común que (usted completa el espacio en blanco).

ups. Supuse que te referías a 240 AC en lugar de DC.
¿Qué sucede si enchufas un cargador de 240 CA en un tomacorriente de 240 CC?
@workoverflow En realidad, eso funcionaría bastante bien. Prácticamente todas las verrugas de pared rectifican CA a CC como primer paso. Sin embargo, podría decirse que $ 10 no es tan barato.

Yo usaría un wall-wort USB barato. Están diseñados para CA, pero la gran mayoría de estos solo rectifican el voltaje de entrada y tienen un voltaje de entrada universal para cubrir la red desde cualquier parte del mundo, por lo que pueden soportar 240 VCC.

En realidad, en cualquier lugar entre 127 V y 360 V CC (90 V y 254 V CA).

El convertidor real suele ser una fuente de alimentación conmutada de tipo flyback.

Esto también proporciona aislamiento si es necesario, aunque puede ser menos importante ya que su entrada es CC. Tenga en cuenta que 240 V CC aún pueden matarlo, por lo que el aislamiento no es algo malo.

Hay una manera eficiente de hacer esto de forma económica para AC , usando:

  • un condensador no polar de alto voltaje
  • un puente rectificador de 400V 1A
  • un Zener de 5V 1W
  • un condensador de suavizado de 220 μF 16 V
  • una resistencia limitadora de sobretensiones de 1K 5W (para evitar que explote)

Dado que solo necesita 5 mA en su salida, calcule la reactancia capacitiva necesaria:

240V / 5mA = 48000 Ω (Ohmios)

El condensador necesario para esta reactancia a, digamos, 50 Hz :

48000 Ω = 1 / (2 * pi * 50 Hz * C )

C = 0,07 μF

Para una regulación adecuada, dupliquemos la capacitancia, dando alrededor de 0.15 μF .

Conecte su puente rectificador a través de este condensador a la red eléctrica de 240V.

Conecte su generador de 5 V en modo de polarización inversa a través de la salida de CC del rectificador.

Suavice los 5V a través del Zener usando el capacitor de 220μF.

También puede usar un fusible de 0,5 A en el lado de entrada para protección, en caso de que el capacitor de alto voltaje ceda.

Y sin aislamiento de voltaje.
Sin embargo, la pregunta es sobre DC, donde esta solución no es aplicable.
¿Cómo bajar 240V DC a 5V DC?
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