Мы представляем небольшую компактную схему, которая обеспечивает полную изоляцию, а также преобразует сетевое напряжение в изолированное напряжение постоянного тока.
Схема спроектирована так, чтобы функционировать аналогично трансформатору с соотношением 1:1 в сочетании с выпрямлением и емкостным сглаживанием, обеспечивая изоляцию за счет своей конфигурации.
Сигнал переменного тока сначала преобразуется в постоянный с помощью мостового выпрямителя (D1). Этот выпрямитель обеспечивает преобразование входного переменного тока в выходной постоянный ток. Затем заряд передается через последовательность конденсаторов и пар транзисторов, эффективно изолируя вход от выхода на каждом каскаде. Каждая пара транзисторов действует как управляемый переключатель, обеспечивая поэтапную передачу заряда, сохраняя изоляцию. Конденсаторы накапливают заряд и сглаживают сигнал постоянного тока, в то время как транзисторы контролируют передачу заряда от одного каскада к другому, обеспечивая изоляцию, аналогичную той, которую обеспечивает трансформатор в контексте передачи энергии.
В традиционном трансформаторе гальваническая развязка достигается за счет индуктивной связи первичной и вторичной обмоток без прямого электрического соединения. В этой схеме изоляция достигается за счет управляемого переключения, обеспечиваемого транзисторами.
Каждый каскад (емкостной и коммутационный) изолирует предыдущий каскад от следующего, эффективно разрывая любой прямой электрический путь и обеспечивая своего рода гальваническую изоляцию. Входной переменный ток выпрямляется и первоначально сглаживается первым конденсатором. Перенос заряда через пары транзисторов в соответствии со следующим принципом:
- Пара транзисторов 1: переносит заряд от начального сглаживающего конденсатора (конденсатор 1) к конденсатору 2, изолируя вход от первого каскада (изоляция)
- Пара транзисторов 2: переносит заряд от конденсатора 2 к конденсатору 3, дополнительно изолируя предыдущий каскад
- Пара транзисторов 3: переносит заряд от конденсатора 3 к конденсатору 4, обеспечивая финальную стадию изоляции
Окончательный сглаженный и изолированный выход постоянного тока доступен на последнем конденсаторе (конденсаторе 4), и его напряжение можно контролировать с помощью подключенного измерителя.
Хотя в схеме не используются традиционные трансформаторы или оптопары, гальваническая развязка достигается за счет последовательной емкостной зарядки и управляемого переключения транзисторов. Этот метод можно эффективно смоделировать как трансформатор с соотношением сторон 1:1 в сочетании с выпрямителем и сглаживающими конденсаторами, обеспечивающими как преобразование напряжения, так и изоляцию.
© digitrode.ru