Question:
La meilleure approche pour abaisser le 220VAC à 160VAC?
andrewniesen
2018-08-13 19:15:19 UTC
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Salut les ingénieurs électriciens,

Je suis un novice en génie électrique (je suis un développeur de logiciels de formation et je commence à travailler avec Raspberry Pis et je souhaite en savoir plus sur la conception de circuits de base).

Mon premier projet consiste à convertir un feu de signalisation à LED pour une utilisation en intérieur. Les lumières de l'unité que j'ai achetée ont 230VAC FuturLED fabriquées par Swarco. Selon la fiche technique - https://www.swarco.com/futurit-en/Products/Signals/LED-Modules/FUTURLED3-230V-AC, les LED peuvent fonctionner à pleine luminosité sur 196 - 253 VAC, et à une luminosité atténuée à 150 V - 170 VAC.

Comme je suis un résident d'Amérique du Nord, je travaillerai avec une alimentation domestique standard de ~ 110 VCA. Je pourrais facilement augmenter la tension de 110 à 220VAC avec un convertisseur de tension bon marché, mais si je veux fonctionner en «mode faible», je dois passer de 110 à ~ 160VAC ou passer de 220VAC à ~ 160VAC (après avoir augmenté de 110VAC).

La puissance de ces LED est de 12 W chacune à pleine luminosité et de 8 W à luminosité atténuée.

Mes questions sont:

1) J'ai du mal à trouver un transformateur élévateur / abaisseur qui produira ~ 160VAC. Est-ce que de telles choses existent, ou aurais-je besoin d'en créer une personnalisée (cela semble cher)?

2) J'ai lu que je peux utiliser 2 résistances pour "diviser" la tension et produire 160 volts, mais est-ce possible avec du courant alternatif? Je ne trouve pas de réponse concluante dans mes recherches, mais je commence à penser que les résistances ne fonctionnent qu'avec du courant continu.

3) Existe-t-il une autre approche?

Bien que cher à acheter juste pour cela, si vous pouvez trouver un `variac` excédentaire, cela pourrait être très utile pour confirmer comment vous souhaitez réellement le faire.
Vous pouvez mettre du plastique transparent teinté de gris sur les LED pour simuler le mode faible.
Avez-vous envisagé d'utiliser un variateur de lumière de jardin?Il se peut que vous deviez utiliser un filtre RC (ou peut-être LC), si la lampe nécessite une entrée sinusoïdale, mais cela ne devrait pas être un problème.
Je veux juste vous avertir que ce type de tension peut être dangereux.Votre première déclaration sur «travailler avec Raspberry Pis pour apprendre la conception de circuits de base» est bonne, mais pour moi, cela implique d'apprendre avec des tensions plus basses et plus sûres avant de passer à autre chose."J'ai lu que je pouvais utiliser 2 résistances pour" diviser "la tension et donner 160 volts" Oui, vous pouvez le faire, et deux résistances en série sont à peu près aussi basiques que la conception de circuits, et il est important de comprendre.Vous voudrez peut-être commencer par quelque chose d'un peu moins mortel.Juste mon conseil ...
Juste pour info: le service domestique nord-américain "normal" est de 240/120.Il s'agit de 2 phases de 120VAC, qui sont déphasées de 180 degrés les unes par rapport aux autres, donnant 240VAC entre les phases (chaque phase est de 120VAC au neutre / terre).Ainsi, il est fort probable que votre maison dispose déjà de 240VAC (la tension exacte variera quelque peu).Cependant, pour obtenir cette tension, vous devrez probablement exécuter un circuit spécial à partir de votre disjoncteur.Ainsi, vous feriez probablement mieux de concevoir pour utiliser le 120VAC que vous obtiendrez d'une prise "normale", car il semble que vous ciblez déjà.
Lorsque le fabricant propose également des versions 110v, il peut être aussi simple que de changer un cavalier pour reconfigurer le bloc d'alimentation.
C'est à peu près la centième fois que je vois quelqu'un essayer d'utiliser 1) 2) 3) au lieu d'une démarque valide.Il est peut-être temps de demander à un robot d'avertir les affiches ou de modifier la démarque pour l'accepter.
"mais je commence à penser que les résistances ne fonctionnent qu'avec du courant continu" Je vais être franc ici: si c'est le niveau de compréhension que vous avez de l'électronique, vous ne devriez * pas * faire ce que vous avez l'intention de faire avant d'obtenir unindiquez ce que sont réellement la tension, le courant, la résistance et l'isolation.De telles tensions sont dangereuses, surtout si vous ne savez pas ce que vous faites.
Dix réponses:
Bimpelrekkie
2018-08-13 19:30:02 UTC
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1) En effet, un transformateur adapté pour faire le 160 VAC sera difficile à trouver.Et comme presque personne n'a besoin de 160 VCA, cela coûtera cher.Si vous n'étiez pas un newbee en EE, je pourrais suggérer un transformateur de 120 V à 40 V, puis connecter le secondaire en série avec le secteur, mais cela nécessite que vous soyez conscient des dangers de le faire, donc je ne l'ai pas suggéré.

2) Oui, il est possible d'utiliser un diviseur de résistance pour faire 160 V AC à partir de 240 V AC, les résistances ne connaissent pas la différence entre AC et DC.But, encore une fois, qui n'est pas économe en énergie et annule en partie l'utilisation de lampes LED à faible consommation d'énergie.

Le circuit réel des lampes LED est également important, certains circuits émettent simplement le même niveau de lumière quelle que soit la tension d'entrée (dans les limites pratiques évidemment).

3a) Essayez si les lumières fonctionnent uniquement sur 120 VCA, vous pourriez avoir de la chance.

3b) Achetez des lampes adaptées à 120 VCA, ce qui pourrait finalement être moins cher qu'un transformateur personnalisé.

# 3 sonne bien.Nous verrons ce qui se passera quand je l'aurai ...
"connecter le secondaire en série avec le secteur" - intéressant, où puis-je en savoir plus à ce sujet?
@DanielTork Voici un lien vers un exemple: http://machineryequipmentonline.com/electric-equipment/transformersthe-autotransformer/
Donc, en gros, vous faisiez allusion aux autotransformateurs?
@DanielTork oui, c'est le mot que j'ai utilisé dans Google pour trouver l'article mentionné ci-dessus.
Michael Karas
2018-08-13 19:24:59 UTC
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Je peux suggérer deux approches:

  1. Vous pourrez peut-être acheter un transformateur d'isolement 1: 1 qui est évalué au niveau de courant dont vous avez besoin, puis retirer certains des spires de l'un des enroulements.

    Cela devrait être fait très soigneusement pour maintenir l'intégrité d'isolation du transformateur haute tension et ne serait vraiment applicable que pour un projet ponctuel.Cela pourrait être fait pour prendre en charge la création d'un transformateur élévateur de 120 à 160VAC ou un abaissement de 230 à 160VAC.

  2. Vérifiez si cette lampe LED est capable de supporter la gradation par un variateur standard 230VAC.Si c'est le cas, vous pouvez connecter la lumière à un circuit 230V, puis régler le gradateur au niveau de lumière souhaité.

L'option 1 semble intéressante - y a-t-il une formule pour le nombre de tours à supprimer?
Vous auriez besoin de connaître le nombre de tours qui étaient dans chaque enroulement pour commencer.Pour un transformateur 1 :: 1, le nombre de tours dans les deux enroulements est le même.Le rapport de tension aux bornes du transformateur est lié au rapport de spires.Étant donné que vous ne connaissez probablement pas les rapports réels d'un transformateur particulier, cela peut être délicat ... surtout si vous devez retirer les tôles du transformateur pour le séparer pour changer ses enroulements.Dans le passé, lorsque j'ai fait cela, je viens de retirer tout l'enroulement secondaire, qui est généralement celui extérieur, et de compter tous ses tours.Puis rembobinez en conséquence.
Je dois dire que modifier le transformateur n'est pas pratique, à moins que vous ne parveniez à trouver un transformateur vieux de 60 ans démontable.
Si vous modifiez un transformateur existant, vous pouvez mesurer la résistance CC du secondaire, supprimer quelques tours (par exemple 10), mesurer à nouveau, puis rapporter pour trouver le nombre de tours.Vous pourriez avoir besoin d'un mètre assez sensible si le fil n'est pas très fin
@ChrisH - J'ai essayé cela dans le passé en essayant de "régler" un transformateur.Cela ne fonctionnait pas très bien avec les compteurs que j'avais à ma disposition.Il faudrait un compteur assez cher et bien calibré.Mais oui l'idée est bonne en théorie.
@MichaelKaras j'ai accès à des compteurs plutôt bons au travail mais je sais ce que tu veux dire, et je serais beaucoup plus susceptible de régler les transformateurs chez moi, où je n'ai que des compteurs bon marché
Transistor
2018-08-13 19:54:08 UTC
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Il n'y a pas de schéma de circuit sur la page Web que vous avez liée mais il semble qu'il n'y a pas d'électronique active dans les lampes et que les LED sont câblées dans une sorte de combinaison en série pour fonctionner directement sur le secteur.

enter image description here

Figure 1. Forme d'onde du gradateur triac contrôlé par phase. En faisant varier le point de mise en marche de 0 ° à 180 ° à chaque demi-cycle, la tension peut être réduite de 100% à 0%.

Un variateur domestique standard sur votre transformateur élévateur 220 V produira ce type de commande et pourra convenir à vos besoins. Les gradateurs sont très efficaces car pendant la partie "off" du cycle le courant est nul donc la puissance dissipée dans le triac est nulle. Pendant la partie "marche" du cycle, environ 1 V sera laissé tomber à travers le triac de sorte que la puissance dissipée sera faible. Le dissipateur thermique standard d'un gradateur domestique devrait être adapté à vos besoins. Une solution résistive générerait pas mal de chaleur, ce qui pourrait être problématique.

Surveillez la tension nominale de votre variateur. Il devra être évalué à ≥ 220 V afin que vous puissiez finir par en acheter un européen.

merci pour le conseil - dites-vous que je pourrais utiliser un gradateur domestique standard de 110 V devant un convertisseur de tension électronique (comme celui-ci https://www.amazon.com/Simran-SMF-100-Universal-Voltage-Converter/dp/B003DQSMGC /) fonctionnerait-il?Ou peut-être un variateur électronique?Ou un gradateur domestique conventionnel devant un transformateur magnétique pour augmenter la tension?
Non, vous ne pouvez pas utiliser un variateur devant un convertisseur de tension.Le variateur n'abaisse pas la tension;il introduit un certain temps où la tension est nulle, alors que la forme d'onde standard ne l'est pas - voir les découpes rectangulaires dans le diagramme ci-dessus.Ces découpes provoquent des choses désagréables dans les transformateurs élévateurs.La meilleure chose à faire est d'obtenir un convertisseur 110-> 220V, puis un variateur 220V derrière cela.Si vous ne trouvez pas ceux-ci sur amazon.com, essayez amazon.co.uk pour un magasin qui a des pièces en euros mais sans la barrière de la langue.
Colin
2018-08-13 19:34:10 UTC
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Vous aurez du mal à trouver un transformateur 120 -> 160 VAC ou 240 -> 160 VAC car il n'y a pas un grand nombre de cas d'utilisation.

Vous devriez être en mesure de trouver un variac approprié, que vous pourrez régler sur une tension de sortie appropriée.Cela pourrait également fonctionner comme un gradateur.

Spehro Pefhany
2018-08-13 23:53:46 UTC
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Vous pouvez acheter un Hammond 290HX qui a des enroulements 120: 356CT.Vous pouvez utiliser la moitié de l'enroulement 356V pour obtenir 178V @ 420mA, et réduire cela à 171V en utilisant l'enroulement 6,4V CT.

Les fils cyan sont la sortie.

enter image description here

Charles Cowie
2018-08-13 19:37:59 UTC
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Pour la gradation, la meilleure approche est probablement un gradateur électronique.L'alimentation d'un variateur électronique avec un convertisseur de tension électronique ou vice-versa peut être problématique.Je considérerais un transformateur ou un autotransformateur conventionnel pour la conversion de tension 120: 240.Un gradateur électronique pourrait probablement être utilisé du côté 120 V ou du côté 240 V.

Donc, si j'utilise un transformateur "conventionnel" (je suppose magnétique) comme celui-ci - https://www.mouser.com/datasheet/2/177/EDB290WX-245431.pdf - il jouera bien avec un 220-240VAC européengradateur - comme celui-ci - https://www.amazon.de/Viribright-Dimmer-220V-200WATT-Helligkeitsregler/dp/B00APEK0TM - pour atteindre les 160VAC nécessaires pour le "mode dim"?
ou peut-être un variateur d'éclairage Home Depot du côté 120VAC du transformateur?
Pour deux lumières de 12 W chacune, vous avez besoin d'un transformateur d'au moins 24 VA.Celui que vous avez lié a un enroulement de 237 V évalué à 237 V x 0,05 A = 18,9 VA.Le gradateur a l'air bien.Il est marqué comme étant adapté aux LED.Vous devriez vérifier si vos LED décrivent des limitations pour les gradateurs.Un variateur pour le côté 120V aurait besoin d'avoir une sortie de phase AC comme illustré par @Transistor et devrait être utilisé avec un transformateur un peu plus grand en raison d'un chauffage supplémentaire.
Je ne sais pas pourquoi j'ai supposé que 2 lumières ou que deux seraient allumées en même temps.Pour une seule lumière à la fois, 18,9 VA, c'est bien.La spécification indique également 45-55 Hz.Cela semble étrange et pourrait être un problème.
Agent_L
2018-08-13 20:36:16 UTC
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1) Je parie que vous n'en trouverez pas, car il n'y a pas d'applications populaires pour 160V. MAIS - vous pouvez trouver un transformateur variable, généralement de type autotransformateur (variac) qui peut être simplement composé à la tension dont vous avez besoin.

2) Les résistances s'en moquent, elles fonctionnent aussi bien sur AC que sur DC. Mais le diviseur de tension gaspille beaucoup d'énergie. Il ne s'agit pas seulement de gaspiller de l'énergie pour être inutile avec des LED très efficaces. Lorsque nous parlons des niveaux de puissance du secteur, cela signifie que cette "simple inefficacité" peut s'avérer si grande que les résistances vont cuire et exploser. De plus, il est ridiculement difficile à contrôler, car la tension change lorsque vous connectez / déconnectez des choses. Conclusion: ne le faites pas, cela ne fonctionne que raisonnablement bien pour contrôler de minuscules courants.

3) Il existe de nombreuses autres approches, mais franchement, dans votre cas, seule l'approche variac semble faisable. Par exemple: vous pouvez essayer un gradateur triac, mais les LED sont généralement incompatibles avec le gradateur, sauf indication contraire (leurs alimentations alimentées par condensateur prennent de toute façon une tension de crête, donc le gradateur ne fait rien).

Alors: commencez à chercher un variac de taille appropriée (pas plus petit que 12W et plus grand environ 2 fois, pas 100 fois). Ils sont généralement assez chers à cause de tout le cuivre, mais ils fonctionnent tout simplement. N'oubliez pas de regarder le réglage du cadran, si vous le réglez à 100%, la sortie sera de 220V et vos LED ne survivront probablement pas. Essayez-le d'abord sur une ampoule à incandescence ~ 12W 220V (ou deux ampoules 110V connectées en série), pour comprendre comment cela fonctionne. En général, je vous recommande de travailler sur des ampoules bon marché de puissance similaire et de passer aux LED uniquement lorsque vous êtes satisfait de votre variateur / contrôleur.

Attention: la plupart des maisons américaines ont un accès 220V, elles sont simplement appelées «prise de sécheuse» ou «prise de chaudière» et utilisées, comme leur nom l'indique, pour les charges les plus importantes de la maison.Si vous pouvez accéder à une telle prise, vous n'avez pas besoin d'une augmentation bon marché.D'un autre côté, vous pouvez trouver un variac qui accélère ou peut fonctionner en mode step up, cela vaut également la peine d'être examiné.

Cependant, gardez à l'esprit que les prises USA 220V sont généralement utilisées pour les appareils à courant fort (cuisinière, sécheuse, chauffe-eau, etc.) et tout appareil non à courant élevé doit probablement être utilisé avec un limiteur de courant secondaire (fusible, disjoncteur)après la prise murale pour limiter les dommages et les risques personnels si votre appareil décide de court-circuiter.
user128351
2018-08-13 23:10:25 UTC
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schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab Vous n'avez pas besoin d'un transformateur de 240 à 160 pour obtenir la tension de gradation.Vous pouvez utiliser un 240 à 80 avec le secondaire connecté pour asservir le primaire.Le schéma montre une connexion buck (ou boost) qui (ajoute ou) soustrait la tension secondaire (vers ou) de la tension primaire.L'échange des fils secondaires peut le faire passer de buck à boost.Vous pourriez avoir autant de mal à trouver 240 à 80 que 240 à 160, mais c'est une autre option.

MSalters
2018-08-14 03:46:32 UTC
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Les LED bien sûr ne fonctionnent pas sur le courant alternatif, mais il y a probablement un redresseur à pont à diodes inclus.C'est un indicateur de l'approche de gradation redneck: jeter la moitié du cycle peut être fait avec une seule diode et atténuera efficacement la LED à environ 6W.La plupart des gens ne détectent pas le scintillement à 60 Hz.

N'oubliez pas que la diode doit gérer des tensions de pointe, donc environ 400V de pointe pour 220V AC.Et c'est une bonne technique de choisir également une diode capable de gérer le courant de crête, qui sera d'environ 0,01A.

Juste pour confirmer: cela signifie que vous ne travaillez pas du tout avec 160VAC.Vous utilisez soit + 220 / -220V pour la pleine puissance, soit + 220V / 0V pour la gradation.

KD Mann
2018-08-13 23:59:06 UTC
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Pourquoi ne pas simplement investir 12 dollars dans un noyau de transformateur vierge, 5 dollars pour une bobine de fil magnétique et l'enrouler vous-même?

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

Ou mieux encore (puisque les LED fonctionnent toujours sur DC de toute façon) arrachent les "tripes" de conversion AC-DC de ces unités et les alimentent directement du DC.Toute alimentation 5 V d'ampérage suffisant (avec une résistance de limitation de courant de taille appropriée) devrait allumer ces LED très bien.
Voici une vidéo décente sur la construction de transformateurs de bricolage ... https://www.youtube.com/watch?v=s6NyTprQCBI
«Enroulez vous-même un transformateur haute tension» n'est pas quelque chose que je recommanderais à quelqu'un qui se décrit comme un débutant en EE.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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