Conversión de CA universal a 3,3 V CC a 0,1 A

Hay un montón de temas en torno a esto, pero no he encontrado algo que se ajuste a mis necesidades. Sin embargo, me imagino que esto es algo bastante común, por lo que agradecería cualquier sugerencia.

Básicamente, quiero diseñar un circuito que pueda usar la red eléctrica en cualquier lugar (85-265 V CA) y alimentar un sistema simple con un consumo máximo de energía de alrededor de 100 mA.

Requisitos:

  • Entrada de CA de 85-265v
  • Salida de CC de 3,3 v +-5 %
  • corriente 10-100mA
  • Tamaño lo más pequeño posible
  • ondulación de ~ 10 mV
  • Barato (menos de ~$10)

Esto es para un dispositivo en red y estará totalmente cerrado (sin botones, etc.) así que no creo que tenga que estar aislado aunque, por supuesto, no estaría de más.

He mirado las PSU de montaje en PCB existentes, pero el precio es demasiado alto. También pueden ser bastante grandes (en su mayoría altos) y proporcionar mucha más corriente de la que realmente necesito. Una solución simple AC -> Transformer -> Diode bridge -> Voltage regulatorprobablemente funcionaría, pero el tamaño del transformador se vuelve muy grande. Tampoco tengo claro cómo funcionará esto con el rango de voltaje universal. Básicamente, probablemente quiera algo similar a la tercera solución aquí: https://electronics.stackexchange.com/a/41944/6809

Los componentes de Power Integrations parecen ser lo que debería mirar, pero no estoy seguro de por dónde empezar. Además, muy pocos de los ejemplos dan 3.3v y generalmente a una potencia mucho más alta de la que necesito (= estoy pensando que puedo hacer algo más pequeño/más barato ya que solo necesito .1 Amp)

Consideraría seriamente enchufar uno de esos diminutos cargadores USB para teléfonos móviles, como los cargadores HTC, y un LDO para reducir el voltaje a 3,3 voltios, si se trata de una tirada pequeña. Para tiradas más grandes, se aplica la misma lógica que se usa en los cargadores de teléfonos móviles en miniatura: use un diseño reductor de conmutación, tal vez con un transformador piezoeléctrico en lugar de uno inductivo, si el tamaño es primordial. Vea mi respuesta aquí para una idea.
La idea es hacer una carrera más grande para que un cargador USB no funcione. También el tamaño se convierte en un problema. Sin embargo, lo que me gustaría replicar es cómo funciona un cargador móvil.
Hmm ... Entonces, un regulador de conmutación que usa un transformador piezoeléctrico (si desea aislamiento) puede darle una pequeña huella. De lo contrario, un divisor de voltaje del condensador para reducir, luego un puente completo y un condensador de depósito, pero eso en realidad podría terminar siendo de un tamaño comparable.
Intente agregar un ic lm7833 a alguna fuente de alimentación....

Respuestas (2)

Un dispositivo como Power Integrations LinkSwitch-TN le permite implementar un convertidor reductor simple que convierte el voltaje de red rectificado en un bajo voltaje no aislado razonablemente bien regulado con una eficiencia razonablemente buena.

Si necesita una ondulación baja después del hecho, puede colocar un regulador lineal en la salida reducida del bloque y minimizar sus pérdidas resistivas.

Los he usado como suministros de control con referencia primaria y he tenido mucho éxito con ellos.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Monolithic Power (MPS) también tiene unos chips muy interesantes para el mismo ( monolithicpower.com/en/products/ac-dc-power-conversion.html )

Si definitivamente no necesita estar aislado de la CA, consideraría probar un circuito cuentagotas de condensador que alimenta un diodo zener. Aquí hay uno que encontré:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Provino de este sitio web. Este circuito produce 6,2 V, pero no hay ninguna razón por la que no se deba usar un zener de 3,3 V para producir una salida de 3,3 V.

RECUERDE: ESTE ES UN SUMINISTRO NO AISLADO Y PROBABLEMENTE CONTENDRÁ VOLTAJES LETALES EN TODOS LOS PUNTOS DEL CIRCUITO.

Podría funcionar, pero hay algunos problemas importantes. El principal es que si lo diseña para que funcione en todo el rango de Vin, entonces puede tener una gran cantidad de energía disipada por la resistencia y el zenier en el máximo de Vin. Podrían ser varios vatios en la resistencia y un vatio en el zenier. Además, todos los valores de los componentes deben ajustarse para que funcionen con 3,3 v a 100 mA. Estos problemas hacen que este tipo de suministro sea menos atractivo a más de 100 mA.
Además, para profundizar en lo que alguien más decía: un límite tiene una cierta impedancia a 50/60 Hz. Piense en esta impedancia como una resistencia a cierta frecuencia. Las dos tapas en el circuito forman efectivamente un divisor de voltaje a 50/60 Hz. Puede calcular la salida de este divisor de voltaje calculando primero la impedancia a 50/60 Hz y luego haciendo las matemáticas normales del divisor de voltaje. Esto se vuelve un poco más complejo, porque su carga está en paralelo con el lado bajo del divisor en V. Estoy simplificando demasiado las cosas, así que te recomiendo que simules esto (lo hice).
@DavidKessner No digo que sea perfecto o casi perfecto. Lo ofrezco como un ejemplo de cómo obtener una CC de bajo voltaje de una fuente de alimentación de CA sin transformador. Para suministros de CA principales de menor voltaje, comenzará a marcar un poco. Para el bit del divisor de voltaje, no puede descuidar el puente y usar una analogía simple del divisor de voltaje. Creo que lo simularé la próxima semana, a menos que esté preparado para publicar lo que tiene, David.
Conversión de CA universal a 3,3 V CC a 0,1 A
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