Domanda:
Il miglior approccio per scendere da 220 V CA a 160 V CA?
andrewniesen
2018-08-13 19:15:19 UTC
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Ehi ingegneri elettrici,

Sono un principiante dell'ingegneria elettrica (sono uno sviluppatore di software di professione e sto iniziando a lavorare con Raspberry Pis e voglio conoscere la progettazione di circuiti di base).

Il mio primo progetto prevede la conversione di un semaforo a LED per uso interno. Le luci nell'unità che ho acquistato hanno FuturLED 230VAC di Swarco. Secondo la scheda tecnica - https://www.swarco.com/futurit-en/Products/Signals/LED-Modules/FUTURLED3-230V-AC i LED possono funzionare a piena luminosità su 196 - 253 V CA e con una luminosità ridotta a 150 V - 170 V CA.

Poiché sono residente in Nord America, lavorerò con alimentazione domestica standard di ~ 110 V CA. Potrei facilmente aumentare la tensione da 110 a 220 V CA con un convertitore di tensione economico disponibile in commercio, ma se voglio operare in "modalità attenuata" devo aumentare da 110 a ~ 160 V CA o scendere da 220 V CA a ~ 160 V CA (dopo essere passati da 110 V CA).

La potenza di questi LED è di 12 W ciascuno alla massima luminosità e di 8 W alla luminosità ridotta.

Le mie domande sono:

1) Ho problemi a trovare un trasformatore step-up / step-down che produca ~ 160 V CA. Esistono cose del genere o dovrei averne uno personalizzato (sembra costoso)?

2) Ho letto che posso usare 2 resistenze per "dividere" la tensione e produrre 160 volt, ma si può fare con AC? Non riesco a trovare una risposta conclusiva nella mia ricerca, ma comincio a pensare che i resistori funzionino solo con corrente continua.

3) C'è un altro approccio?

Sebbene sia costoso acquistare solo per questo, se riesci a trovare un `variac` in eccesso, potrebbe essere abbastanza utile per confermare come ti piacerebbe effettivamente farlo funzionare.
È possibile applicare plastica trasparente di colore grigio sui LED per simulare la modalità di attenuazione.
Hai pensato di utilizzare un dimmer per la luce da giardino?Potrebbe essere necessario utilizzare un filtro RC (o forse LC), se la lampada richiede un ingresso sinusoidale, ma non dovrebbe essere un grosso problema.
Voglio solo avvertirti che questo tipo di tensione può essere pericoloso.La tua prima affermazione su "lavorare con Raspberry Pis per apprendere la progettazione di circuiti di base" è buona, ma per me ciò implica l'apprendimento con tensioni più basse e più sicure prima di andare avanti."Ho letto che posso usare 2 resistori per" dividere "la tensione e produrre 160 volt" Sì, puoi farlo, e due resistori in serie sono fondamentali quanto la progettazione del circuito, ed è importante da capire.Potresti iniziare con qualcosa di un po 'meno mortale.Solo il mio consiglio ...
FYI: il servizio domestico "normale" nordamericano è 240/120.Si tratta di 2 fasi di 120 V CA, che sono 180 gradi fuori fase tra loro, fornendo 240 V CA tra le fasi (ogni fase è 120 V CA a neutro / terra).Pertanto, è molto probabile che la tua casa abbia già 240 V CA disponibili (la tensione esatta varierà, in qualche modo).Tuttavia, per ottenere questa tensione è probabile che sia necessario eseguire un circuito speciale dalla scatola dell'interruttore.Quindi, probabilmente è meglio progettare per utilizzare il 120VAC che otterrai da una presa "normale", poiché sembra che tu stia già prendendo di mira.
Quando il produttore offre anche versioni a 110 V, potrebbe essere facile come cambiare un ponticello per riconfigurare l'alimentatore
Questa è circa la centesima volta che vedo qualcuno che cerca di usare 1) 2) 3) invece di un ribasso valido.Forse è ora di convincere un bot ad avvertire i poster o di modificare il ribasso per accettarlo.
"ma comincio a pensare che i resistori funzionino solo con corrente continua" Sarò schietto qui: se questo è il livello di comprensione che hai sull'elettronica, * non dovresti * fare ciò che intendi fare prima di ottenere unindizi su cosa siano effettivamente tensione, corrente, resistenza e isolamento.Tali tensioni sono pericolose, soprattutto se non sai cosa stai facendo.
Dieci risposte:
Bimpelrekkie
2018-08-13 19:30:02 UTC
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1) In effetti sarà difficile trovare un trasformatore adatto per fare i 160 VAC.E poiché quasi nessuno ha bisogno di 160 VAC, sarà costoso.Se non fossi un neofita in EE potrei suggerire un trasformatore da 120 V a 40 V e quindi collegare il secondario in serie con la rete CA ma questo richiede che tu sia consapevole dei pericoli di farlo quindi non l'ho suggerito.

2) Sì, è possibile utilizzare un divisore di resistenza per ottenere 160 V CA da 240 V CA, i resistori non conoscono la differenza tra CA e CC.But ancora una volta che non è efficiente dal punto di vista energetico e in parte sconfigge l'uso di luci LED a risparmio energetico.

Anche il circuito effettivo nelle lampade a LED è importante, alcuni circuiti emettono semplicemente lo stesso livello di luce indipendentemente dalla tensione di ingresso (ovviamente entro limiti pratici).

3a) Prova se le luci funzionano solo a 120 V CA, potresti essere fortunato.

3b) Acquista luci adatte a 120 VAC, che alla fine potrebbero risultare più economiche di un trasformatore personalizzato.

# 3 suona bene.Vedremo cosa succede quando lo capisco ...
"collegare il secondario in serie con la rete AC" -interessante, dove posso leggere di più a riguardo?
@DanielTork Ecco un collegamento a un esempio: http://machineryequipmentonline.com/electric-equipment/transformersthe-autotransformer/
Quindi, in pratica, stavi accennando agli autotrasformatori?
@DanielTork sì, questa era la parola che ho usato su Google per trovare l'articolo menzionato sopra.
Michael Karas
2018-08-13 19:24:59 UTC
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Posso suggerire due approcci:

  1. Potresti essere in grado di acquistare un trasformatore di isolamento 1: 1 classificato al livello corrente di cui hai bisogno e quindi rimuovere alcune delle spire da uno degli avvolgimenti.

    Questo dovrebbe essere fatto con molta attenzione per mantenere l'integrità dell'isolamento del trasformatore ad alta tensione e sarebbe realmente applicabile solo per un progetto una tantum.Questo potrebbe essere fatto per supportare la creazione di un trasformatore elevatore da 120 a 160 V CA o uno step down da 230 a 160 V CA.

  2. Verifica se questa lampada a LED è in grado di supportare la regolazione dell'intensità tramite un interruttore dimmer standard da 230 V CA.In tal caso, puoi collegare la luce a un circuito da 230 V e quindi impostare il dimmer sul livello di luce che desideri.

l'opzione 1 sembra interessante: esiste una formula per il numero di turni da rimuovere?
Avresti bisogno di conoscere il numero di giri che erano in ogni avvolgimento per iniziare.Per un trasformatore 1 :: 1 il numero di spire in entrambi gli avvolgimenti è lo stesso.Il rapporto di tensione attraverso il trasformatore è correlato al rapporto di spire.Dato che probabilmente non conosceresti i rapporti effettivi di un particolare trasformatore, può essere complicato ... soprattutto se devi rimuovere i lamierini dal trasformatore per smontarlo per cambiare i suoi avvolgimenti.In passato, quando l'ho fatto, ho solo rimosso l'intero avvolgimento secondario che di solito è quello esterno e ho contato tutti i suoi giri.Quindi riavvolgere nuovamente di conseguenza.
Devo dire che modificare il trasformatore non è pratico, a meno che non si riesca a trovare un trasformatore di 60 anni smontabile.
Se modifichi un trasformatore esistente potresti misurare la resistenza CC del secondario, rimuovere alcuni (ad esempio 10) giri, misurare di nuovo, quindi rapportare per trovare il numero di giri.Potrebbe essere necessario un misuratore abbastanza sensibile se il filo non è molto sottile
@ChrisH - L'ho effettivamente provato in passato quando ho provato a "regolare" un trasformatore.Non ha funzionato molto bene con i contatori che avevo a disposizione.Richiederebbe un misuratore piuttosto costoso e ben calibrato.Ma sì, l'idea è buona in teoria.
@MichaelKaras Ho accesso ad alcuni contatori piuttosto buoni nel lavoro ma so cosa intendi e sarei molto più propenso a regolare i trasformatori a casa, dove ho solo contatori economici
Transistor
2018-08-13 19:54:08 UTC
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Non ci sono schemi di circuiti sulla pagina web che hai collegato ma sembra che non ci siano componenti elettronici attivi nelle lampade e che i LED siano cablati in una sorta di combinazione in serie per funzionare direttamente dalla rete.

enter image description here

Figura 1. Forma d'onda dimmer triac a controllo di fase. Variando il punto di accensione da 0 ° a 180 ° su ogni semiciclo la tensione può essere ridotta dal 100% allo 0%.

Un dimmer domestico standard sul trasformatore elevatore da 220 V produrrà questo tipo di controllo e potrebbe essere adatto ai tuoi scopi. I dimmer sono molto efficienti in quanto durante la parte "off" del ciclo la corrente è zero quindi la potenza dissipata nel triac è zero. Durante la parte "on" del ciclo, circa 1 V verrà lasciato cadere sul triac, quindi la potenza dissipata sarà bassa. Il dissipatore di calore standard su un dimmer domestico dovrebbe essere adeguato ai tuoi scopi. Una soluzione resistiva genererebbe un bel po 'di calore che potrebbe essere problematico.

Guarda la tensione nominale del tuo dimmer. Dovrà avere una tensione nominale ≥ 220 V, quindi potresti finire per acquistarne uno europeo.

grazie per il consiglio - stai dicendo che potrei usare un dimmer domestico standard da 110 V davanti a un convertitore di tensione elettronico (come questo https://www.amazon.com/Simran-SMF-100-Universal-Voltage-Converter/dp/B003DQSMGC /) funzionerebbe?O forse un dimmer elettronico?O un normale dimmer domestico davanti a un trasformatore magnetico per aumentare la tensione?
No, non puoi usare un dimmer davanti a un convertitore di tensione.Il dimmer non abbassa la tensione;introduce un po 'di tempo in cui la tensione è zero, mentre la forma d'onda standard non lo è - vedere i ritagli rettangolari nel diagramma sopra.Questi ritagli fanno sì che accadano cose brutte nei trasformatori elevatori.La cosa migliore che puoi fare è ottenere un convertitore da 110-> 220 V, quindi un dimmer da 220 V dietro.Se non riesci a trovarli su amazon.com, prova amazon.co.uk per un negozio che ha parti in euro ma senza la barriera linguistica.
Colin
2018-08-13 19:34:10 UTC
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Farai fatica a trovare un trasformatore da 120 -> 160 V CA o 240 -> 160 V CA poiché non ci sono un numero enorme di casi d'uso.

Dovresti essere in grado di trovare un variac adatto, che potresti impostare su una tensione di uscita appropriata.Questo potrebbe funzionare anche come dimmer.

Spehro Pefhany
2018-08-13 23:53:46 UTC
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Puoi acquistare un Hammond 290HX con avvolgimenti 120: 356CT.È possibile utilizzare metà dell'avvolgimento da 356 V per ottenere 178 V a 420 mA e ridurlo a 171 V utilizzando l'avvolgimento CT da 6,4 V.

I fili ciano sono l'uscita.

enter image description here

Charles Cowie
2018-08-13 19:37:59 UTC
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Per l'attenuazione, l'approccio migliore è probabilmente un dimmer elettronico.Alimentare un dimmer elettronico con un convertitore di tensione elettronico o viceversa può essere problematico.Considererei un trasformatore o autotrasformatore convenzionale per la conversione di tensione 120: 240.Un dimmer elettronico potrebbe probabilmente essere utilizzato sul lato 120 V o sul lato 240 V.

Quindi, se uso un trasformatore "convenzionale" (presumo magnetico) come questo - https://www.mouser.com/datasheet/2/177/EDB290WX-245431.pdf - funzionerà bene con un 220-240VAC europeodimmer - come questo - https://www.amazon.de/Viribright-Dimmer-220V-200WATT-Helligkeitsregler/dp/B00APEK0TM - per ottenere i 160VAC necessari per la "modalità dimmer"?
o forse un dimmer per l'illuminazione Home Depot sul lato 120VAC del trasformatore?
Per due luci da 12 W ciascuna, è necessario un trasformatore da almeno 24 VA.Quello che hai collegato ha un avvolgimento 237V valutato 237V x 0,05A = 18,9VA.Il dimmer sembra a posto.È contrassegnato come adatto per i LED.Dovresti controllare se i tuoi LED descrivono eventuali limitazioni per i dimmer.Un dimmer per il lato 120V dovrebbe avere un'uscita di ritorno di fase CA come illustrato da @Transistor e dovrebbe essere usato con un trasformatore leggermente più grande a causa del riscaldamento aggiuntivo.
Non so perché ho pensato che due luci o due sarebbero state accese contemporaneamente.Per una sola luce alla volta vanno bene 18,9 VA.Anche le specifiche dicono 45-55 Hz.Sembra strano e potrebbe essere un problema.
Agent_L
2018-08-13 20:36:16 UTC
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1) Scommetto che non ne troverai, poiché non esistono applicazioni popolari per 160V. MA - puoi trovare un trasformatore variabile, solitamente di tipo autotrasformatore (variac) che può essere semplicemente impostato sulla tensione di cui hai bisogno.

2) I resistori non si preoccupano, funzionano sia in CA che in CC. Ma il partitore di tensione consuma molta energia. Non si tratta solo di sprecare energia senza senso con LED altamente efficienti. Quando parliamo di livelli di potenza della rete, significa che questa "mera inefficienza" può rivelarsi così grande che le resistenze si spegneranno ed esplodono. Inoltre, è incredibilmente difficile da controllare, perché la tensione cambia quando colleghi / scolleghi le cose. Conclusione: non farlo, funziona solo ragionevolmente bene per controllare le correnti minuscole.

3) Ci sono molti altri approcci ma, francamente, nel tuo caso solo l'approccio variac sembra fattibile. Ad esempio: potresti provare un dimmer triac, ma i LED di solito non sono compatibili con il dimmer se non diversamente specificato (i loro alimentatori alimentati da condensatori prendono comunque la tensione di picco, quindi il dimmer non fa nulla).

Quindi: inizia a cercare un variac di dimensioni appropriate (non inferiore a 12 W e maggiore di circa 2 volte, non 100 volte). Di solito sono piuttosto costosi a causa di tutto il rame, ma funzionano e basta. Ricorda solo di guardare l'impostazione del quadrante, se lo imposti al 100%, l'uscita sarà 220 V ei tuoi LED probabilmente non sopravviveranno. Provalo prima su una lampadina a incandescenza da ~ 12W 220V (o due lampadine da 110V collegate in serie), per capire come funziona. Generalmente ti consiglio di lavorare su lampadine economiche di wattaggio simile e passare ai LED solo quando sei soddisfatto del tuo dimmer / controller.

Avvertenza: la maggior parte delle case americane ha accesso a 220 V, vengono chiamate semplicemente "presa dell'asciugatrice" o "presa della caldaia" e vengono utilizzate, come suggerisce il nome, per i carichi più grandi della casa.Se puoi accedere a tale presa, non hai bisogno di un passaggio economico.D'altra parte, potresti trovare un variac che fa il potenziamento o può funzionare in modalità incremento, anche questo vale la pena guardare.

Tuttavia, tieni presente che le prese da 220 V degli Stati Uniti sono tipicamente utilizzate per apparecchi ad alta corrente (stufa, asciugatrice, scaldabagno, ecc.) E qualsiasi dispositivo non ad alta corrente dovrebbe probabilmente essere utilizzato con un limitatore di corrente secondaria (fusibile, interruttore di circuito)dopo la presa a muro per limitare danni e pericoli personali se il dispositivo decide di andare in cortocircuito.
user128351
2018-08-13 23:10:25 UTC
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schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab Non è necessario un trasformatore da 240 a 160 per ottenere la tensione di regolazione.Puoi usare un 240-80 con il secondario collegato al primario.Lo schema mostra una connessione buck (o boost) che (aggiunge o) sottrae la tensione secondaria (a o) dalla tensione primaria.Lo scambio dei lead secondari può cambiarlo da buck a boost.Potresti avere tanti problemi a trovare 240 a 80 come 240 a 160, ma è un'altra opzione.

MSalters
2018-08-14 03:46:32 UTC
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I LED ovviamente non funzionano con AC, ma probabilmente è incluso un raddrizzatore a ponte a diodi.Questo è un puntatore all'approccio del dimming redneck: buttare via metà del ciclo può essere fatto con un singolo diodo e oscurerà efficacemente il LED a circa 6W.La maggior parte delle persone non rileverà lo sfarfallio a 60 Hz.

Ricorda che il diodo deve gestire le tensioni di picco, quindi circa 400 V di picco per 220 V CA.Ed è una buona idea scegliere anche un diodo in grado di gestire la corrente di picco, che sarà di circa 0,01 A.

Solo per confermare: questo significa che non stai affatto lavorando con 160 V CA.Stai utilizzando + 220 / -220 V per piena potenza o + 220 V / 0 V per attenuato.

KD Mann
2018-08-13 23:59:06 UTC
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Perché non investire solo $ 12 dollari in un nucleo del trasformatore vuoto, $ 5 per una bobina di filo magnetico e avvolgerlo da soli?

https://www.ebay.com/itm/1set-PC40-E55-EE55B-11-11pins-Ferrite-Cores-bobbin-transformer-core-/151826270910

O meglio ancora (dal momento che i LED funzionano sempre su DC comunque) strappate le "budella" di conversione AC-DC da queste unità e alimentate direttamente da DC.Qualsiasi alimentatore da 5 V di amperaggio sufficiente (con un resistore limitatore di corrente di dimensioni appropriate) dovrebbe accendere questi LED correttamente.
Ecco un video decente sulla costruzione di trasformatori fai-da-te ... https://www.youtube.com/watch?v=s6NyTprQCBI
"Avvolgi tu stesso un trasformatore ad alta tensione" non è qualcosa che consiglierei a qualcuno che si descrive come un principiante in EE.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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