Usando un rectificador y un cortador en lugar de un transformador

Es posible proporcionar un voltaje más bajo de CC desde un voltaje más alto de CA a CC sujeto a ciertas condiciones. Esta capacidad es lo que generalmente se conoce como "Regulador de conmutación" o "Fuente de alimentación de modo conmutado" (SMPS).

Proporcionaré una descripción general de un subconjunto de las posibilidades, ya que se vuelve complejo "y lo siguiente debe comenzar. Realizar una búsqueda en la web de los términos anteriores le dirá mucho más.

Esto cubre la conversión de alta tensión DC a menor tensión DC (o rctificación de alta tensión AC a DC y luego conversión).

Llame a la tensión de entrada Vin o HV.
 Llame a la tensión de salida Vout o LV.

• Un transformador proporciona aislamiento contra golpes o transferencia accidental de energía de entrada a salida o de salida a entrada de una manera que se logra fácilmente por otros medios. Los condensadores pueden proporcionar aislamiento, con algunas diferencias importantes.

  • Si corta una fuente de alimentación de CC con un "interruptor" de encendido / apagado del ciclo de trabajo del N%, el voltaje promedio suministrado a una carga resistiva será del N% del voltaje de entrada. SI su carga puede aceptar picos de HV N% del tiempo, entonces obtendrá un nivel de potencia más bajo y un voltaje efectivo más bajo y eliminará el transformador de manera efectiva. La eficiencia puede ser excelente.

• Sin embargo, muchas cargas no pueden aceptar pulsos de HV. Si dice Vin a 350 V CC y lo enciende 1/70 del tiempo, la Vout media efectiva para una carga resistiva es la misma que si se hubiera aplicado Vin / 70 = 350/70 = 5V. Esto puede sonar como una fuente de alimentación USB de 5V, PERO

  • Por lo general, a los equipos electrónicos y las personas no les gustan los pulsos de 350 VCC en lugar de los 5V DC continuos.

  • El pulso de HV conduce a picos de corriente muy grandes y luego a nada. Térmicamente, el efecto es el mismo que 5VDC continuo siempre y cuando no intentes hacer que 5VDC sea real.

• Si aplica un suavizado capacitivo a los impulsos, la corriente fluye a través de las resistencias hacia el condensador como parte de la acción de suavizado (ya sea una inserción formal o una resistencia al escurrimiento) y usted obtiene enormes pérdidas de energía. La eficiencia es solo lv / HV. Si LV = 5V y HV = 350V, obtienes 5/350 ~ = 1.5% de eficiencia.

• Para remediar los problemas anteriores, necesita algún tipo de almacenamiento de energía sin pérdidas para actuar como un volante electrónico para tomar los pulsos de energía, almacenar la energía en el "volante" y luego liberarla durante el resto del ciclo cuando el interruptor o el interruptor está apagado.

• El único elemento electrónico capaz de hacer lo anterior es un inductor. Existen medios electromecánicos, pero resultan ser mucho menos prácticos que un inductor.

• Un inductor parece un devanado de un transformador, pero es esencialmente mucho más simple y el método básico de su uso es diferente. En un transformador, la mayor parte de la energía transferida NO se almacena en los inductores. En un sistema de smmothing inductivo es.

• Cuando se aplica un impulso de voltaje de HV a un inductor, el ion actual aumenta aproximadamente de forma lineal y cuando se elimina el HV, la corriente disminuye de forma aproximadamente lineal a medida que la energía pasa al circuito de LV.

• El circuito resultante es lo que se conoce como "convertidor buck". Todavía utiliza un elemento inductove pero no un transformador. El interruptor puede operar a alta frecuencia permitiendo que el inductor sea mucho más pequeño y liviano que un transformador basado en la red. No hay aislamiento de entrada y salida.

Este circuito muestra un regulador de dólar básico. Cuando el interruptor del interruptor está cerrado, la energía fluye a través del inductor para salir. Cuando el interruptor está abierto, enrgy continúa fluyendo desde la emergencia almacenada en el inductor. El diodo proporciona un camino para el flujo de energía.

Unsimpleregukatorbuckprácticopuedeteneresteaspecto.ElswitcyhestádentrodelICentreVinyOut.LaconexiónaFBpermitealICajustarlarelacióndeencendido/apagadodelchopperparaobtenerelVoutcorrectoparacargasvariables,etc.

Es difícil responder a esta pregunta ya que no dice qué propiedad de un transformador está tratando de emular. Si tiene que ser como un transformador en todos los sentidos, entonces no, necesitará un transformador.

Si está intentando aumentar un voltaje, entonces es posible un esquema de corte (conmutación). En cada ciclo de conmutación, una pequeña cantidad de energía se almacena en una forma y luego se libera en otra. Hay dos tipos básicos que utilizan los dos componentes electrónicos básicos de almacenamiento de energía. Las bombas de carga funcionan mediante el uso de condensadores y potencian los convertidores mediante el uso de inductores.

La mayoría de las fuentes de alimentación modernas rectifican la línea de CA, luego la cortan a una frecuencia mucho más alta que la línea para ejecutar un transformador. La frecuencia más alta permite un transformador más pequeño y más barato para la misma transferencia de potencia. Se usa un transformador en lugar de solo un inductor porque, por lo general, usted desea aislamiento de CC de la línea eléctrica.

Más detalles requerirán una mejor pregunta.