¿Es seguro el diseño de mi fuente de alimentación? ¿Qué debo cambiar?

Normalmente iría y probaría el diseño, pero dado que esto está usando la red eléctrica, preferiría preguntar primero a personas experimentadas.

Quiero construir una fuente de alimentación de 170 V CC de escritorio para jugar con los tubos nixie. Se me ocurrió este circuito:diagrama original

Los Transformers serán (mirando las partes finales más baratas, ambas tendrán alrededor de 7-10 VA):

  • T1 : 230V -> 9V
  • T2 : 230V -> 12V pero al revés.

Los condensadores serán:

  • C1 : 1mF 25V
  • C2 : 47uF 450V

Entonces, ¿funcionará este circuito y cómo debo mejorarlo?

EDITAR:

OK, aquí hay un circuito actualizado teniendo en cuenta todas las respuestas. diagrama de circuito actualizado
Perdí un cable en ese regulador, también una resistencia en el LED de advertencia HV, ignórelo, por favor

Algunos aspectos destacados de las modificaciones:

  • Resistencia de purga de 7.5k, que debería disipar la energía en aproximadamente un segundo después de apagar el HV
  • Regulador L7805 para mantener limpio el +5V
  • HV en LED de advertencia
  • Fusibles en todos los terminales positivos
  • Estará en una caja de plástico o de madera, para eliminar el riesgo de tocar cualquier cosa del interior.
  • Todo el trabajo en el circuito se realizará después de que se apague el HV, el LED de advertencia se apague y el voltímetro indique cero en el panel.
  • T2 será de 18V

  • Los terminales de salida serán de este tipo o similares:
    Enchufes de plátano

  • todas las conexiones en el interior se envolverán con un tubo termorretráctil maniáticamente para contrarrestar cualquier posibilidad de un corto

  • probablemente grabará un PCB para eso
Agregaría una resistencia de purga en C2, por lo que su carga se disipará a un nivel seguro en unos segundos. De lo contrario, podría sufrir una descarga mucho después de haber desconectado la alimentación. Y tenga en cuenta que, incluso con aislamiento de la red eléctrica, ¡este es un circuito potencialmente mortal!
Gracias, también estaba pensando, tal vez podría mover el interruptor de alto voltaje antes de T2, para poder usar esto también como una fuente de alimentación de 9v, ¿es factible?
No me gusta que se cambie la única resistencia de purga. Me sentiría más seguro si el LED de advertencia HV fuera alimentado desde el suministro de alto voltaje a través de una resistencia, y también hubiera una resistencia de purga directamente a través de la tapa. Si el LED se enciende cuando el circuito está encendido, eso significa que debería funcionar para descargar la tapa cuando el circuito está apagado. Si no se enciende, desconecte todo y espere lo suficiente para que la resistencia "directa a través de la tapa" descargue todo antes de hurgar en el circuito.

Respuestas (3)

No estoy de acuerdo con la respuesta aceptada. En cuanto a sus preguntas:

  1. No, no es completamente seguro, ya que involucra alto voltaje, pero no se quemará a menos que lo cortocircuite, y proporciona aislamiento galvánico, por lo que es menos probable que esté en condiciones de producir una descarga letal.

  2. Obtendrá alrededor de 11-14V en el punto marcado como "9V". Demasiado bajo para ser regulado de manera confiable hasta 9V y un poco alto para la regulación (lineal) hasta 5V (pero está bien para 5V si no consume mucha corriente).

  3. El punto marcado como 170 V en realidad estará a unos 240 V CC con una carga ligera. Esto se debe a que el voltaje de CA es RMS, por lo que obtienes aproximadamente 1,4 veces más. Está usando una tapa de 450 V para que no dañe el capacitor. Puede que sea mejor usar un transformador de 18V.

  4. 1000uF/25V significa que si consume 100mA obtendrá una ondulación de aproximadamente 1V pp en la línea de 11V, lo cual está bien para la regulación hasta 5V.

  5. Los tubos Nixie normalmente toman unos pocos mA. Si tiene (digamos) 12 mA, la ondulación en su línea de 240 V con 45 uF será solo de unos pocos voltios, lo cual es bastante aceptable.

Estoy de acuerdo en que (digamos) una resistencia de purga de 200K 1/2W en los 45uF sería una buena idea, y un fusible adecuado en la entrada (no hay necesidad de hacer que el fusible tenga más de unos pocos cientos de mA).

Tome las precauciones adecuadas cuando trabaje con alto voltaje. Las precauciones típicas incluyen, pero no se limitan a, no sondear el circuito cuando está encendido, usar equipo de prueba de clasificación adecuada, mantener todo limpio, usar un GFI/RCD, descargar el capacitor manualmente antes de tocar cosas, incluso si cree que hay un sangrador, trabajar con (al menos) una mano en el bolsillo, etc.

Normalmente trabajo con ambas manos en los bolsillos. El recuento de accidentes es casi cero, desde que comencé a hacer eso... No puedo seguir escribiendo, tengo que volver al trabajo.
No creo que un GFCI lo ayude con la salida flotante. El retorno debe conectarse a tierra y el fusible debe colocarse en el lugar adecuado (la entrada de línea / caliente).
@AdamLawrence Si toca el fusible, el portafusibles, los terminales de entrada o el transformador primario de 9V, podría salvarle la vida.
No estoy seguro de que aprecie los riesgos que implica jugar con una salida de CC de +170 V. El GFCI, por supuesto, protegerá el contacto involuntario con la red eléctrica. Si está poniendo esto en algún tipo de caja, un retorno de salida conectado a tierra debería ser parte de la consideración de seguridad.
Podría usar guantes de goma cuando haga la prueba. Estoy planeando una caja de madera o similar con solo los terminales sin contactos desnudos en el frente. Editaré la pregunta con un diseño actualizado.

Es posible que no encuentre un transformador que emita 170 V desde 9 V o desde la red eléctrica. En este caso, utilice dos transformadores. Conecte los lados primarios paralelos, los lados secundarios en serie. El voltaje resultante será la suma de los voltajes secundarios de dos transformadores. Pero hay que tener cuidado con la polaridad de los lados secundarios.

Está utilizando solo un condensador para filtrar. Tenga en cuenta que habrá mucha ondulación en su voltaje de CC. Sin embargo, no hay problema, si está bien con su proyecto.

También puede agregar un fusible a los lados de CC.

Gracias por responder. ¿Debería usar un regulador, ya que los condensadores no suavizarán las cosas lo suficiente? Perdón por las preguntas de principiante, tengo la pasión, pero no la experiencia aquí. Agregaré fusibles allí también :) No he comprado las piezas, así que buscaré un paso adelante para ponerlo allí. La fuente de alimentación se usará principalmente para experimentar con nixies, pero en caso de que algún día decida usarla para otras cosas, definitivamente la mejoraré para que sea versátil.
Si necesita un voltaje regulado con precisión, siempre use un circuito de regulación adecuado de algún tipo. El voltaje del transformador variará (a veces bastante) con la carga, por lo que si su circuito conectado de "9v" no puede manejar, digamos, una entrada de 4.5v a 18v, debe colocar un regulador.
Me aseguraré de agregar un circuito de regulación entonces. Probablemente lo convierta en mi primer proyecto en una PCB, parece un gran proyecto para avanzar desde veroboard. ¿Qué grosor deben tener las huellas?
Nunca he usado un tubo nixie antes. Pero no creo que se necesite ninguna regulación para él, ni para el LED. Para regular los 9V, puede usar 7809 . Regular 170V es mucho más difícil. No lo molestes por ahora. Por cierto, si necesita los 9V solo para el LED, debe saber que puede encender el LED desde el AC 220V solo con un capacitor y un diodo; Ex1 , Ex2 (Vea el comentario de hace 7 meses de rhughes19 con las correcciones de pandyaketan debajo).
Gracias, regularé el 9V porque lo uso también para conducir la lógica nixie, por ejemplo, arduino o similar. Pero es bueno saber sobre la conducción de leds en la red.
Una cosa más: ¿también necesito agregar una carga de seguridad ficticia al transistor?
¿Transistor? ¿Quieres decir 7809? Es un CI. No necesita ninguna carga ficticia para ello. Pero puede conectar una resistencia de carga ficticia (resistencia de sangrado) entre valores 100k Ω y 1M Ω si quieres.
Disculpa mi error, quise decir transformador
Tu primer párrafo es falso. No existe tal cosa como un "transformador diseñado para aumentar" que sea distinto de uno que esté "diseñado para reducir". Por ejemplo, si toma un transformador de 120 V: 12 V y acciona el lado de bajo voltaje con 12 V CA, la corriente de magnetización será 10 veces mayor que la corriente utilizada cuando se acciona el lado de alto voltaje con 120 V CA, tal como cabría esperar.
@Limiter No, no necesita una carga ficticia para el transformador. Dave: Los transformadores reductores tienen una autoinductancia más baja en su devanado secundario. Si desea utilizar un transformador 120:12 a la inversa con la misma corriente de magnetización, necesita 10 veces más vueltas en ambos lados; y es posible que también sea necesario rediseñar el núcleo del transformador. Quise decir esto en mi respuesta.
Otra pregunta, si se me permite, ya que decidí regular los 9 V CC con un regulador variable, ¿sería seguro un divisor de voltaje del potenciómetro en la salida de 170 V?
¿Por qué cree que la corriente debe ser la misma en ambos voltajes? La magnetización del núcleo es el producto de la corriente y el número de vueltas. 1/10 de las vueltas requiere 10 veces la corriente. ¿Por qué considera que esto es un problema?
@Limiter No. Usar un divisor de voltaje es una muy mala idea; y, sin embargo, es poco práctico. El divisor de voltaje no es algo que se use para crear fuentes de alimentación. Dave: Creo que tienes razón en esta discusión. No quiero insistir en algo de lo que no estoy completamente seguro. Editaré mi respuesta.

La salida de 170 V CC no es una broma. Es letal y no se debe jugar con él. De hecho, debe tomar medidas para asegurarse de que no se pueda tocar.

Considere un recinto mecánico alrededor de sus tubos de nixie, algo así como una caja de plexiglás con bisagras con un interruptor mecánico de "hombre muerto". Cuando la cubierta está abajo, se aplica energía y los nixies pueden hacer lo suyo. Cuando la tapa está levantada, se desconecta la alimentación y se conecta un circuito de purga para descargar ese gran condensador de 450 V en el secundario.

Hacemos este tipo de cosas en entornos de producción: nuestros dispositivos de encendido iniciales son exactamente como los describo (una caja transparente con un interruptor de contacto que corta la energía cuando se abre).

Gracias, lo iba a poner en una caja y solo tocaría el circuito cuando la fuente de alimentación esté apagada, por lo tanto, el interruptor de 170 V, pensará en el gabinete.
¿Es seguro el diseño de mi fuente de alimentación? ¿Qué debo cambiar?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v