Reduzierte Lautstärke für eine Split-Phase 230 VAC @ 60 Hz versiegelte Stromversorgung mit 5 VDC @ 50 mA

Ich bin ein Bastler, der an der Neugestaltung und Implementierung einer Gleichstromversorgung interessiert ist, die a bereitstellt$+5V_{DC}\pm 200mV$Ausgang mit einer aktuellen Compliance von$50mA$(Damit könnte ich leben$30mA$erfolgreich) von a$230V_{AC}$@ 60 Hz Split-Phase US-Netzversorgung. Diese Versorgung ist vollständig versiegelt und es gibt keinerlei Zugang zu Leitern außerhalb des versiegelten Gehäuses, mit Ausnahme der AC-Eingangsdrähte. Der DC wird mit einem Mikrocontroller verwendet, der sich ebenfalls in diesem versiegelten Gehäuse befindet. Es besteht also keine Möglichkeit, dass jemand Kontakt mit der DC-Masse oder der DC-Masse herstellt$+5V_{DC}$Linien. Stellen Sie es sich als einen Ziegelstein vor, bei dem nur die beiden heißen Wechselstromeingangsdrähte plus Masse den Ziegel verlassen. (Eigentlich ist es ein Mikro, das Glasfasersignale akzeptiert und vier SCRs als Teil eines hybriden Relaissystems steuert, das die$230V_{AC}$für einen H1/H2-Ausgang. Aber das ist eine längere Geschichte.)

Mein Ziel ist es, einen Ansatz zu finden, der das geringste Volumen verbraucht und gleichzeitig vernünftig verfügbare Teile verwendet und / oder solche, die ich vernünftig herstellen kann. ( Vernünftig ist etwas, das ich nicht gut definieren kann, aber es bedeutet in der Regel, dass ich keine Teile verwenden möchte, die sehr teuer oder sehr schwer in Hobbymengen zu bekommen sind.)

Dies wirft einige Fragen auf:

1. Verwenden Sie einfach einen Transformator, um die Spannung in die Nähe zu bringen, gefolgt von einer Brücke usw. Ich bin offen für die Idee eines benutzerdefinierten verdrahteten Transformators, aber ich vermute, dass ich wegen der Voltsekunden auf Schwierigkeiten stoßen werde (Webers ), die der Kern beim Betrieb mit 60 Hz aushalten muss. Ich denke, das Volumen wird riesig sein. Ich muss in die Einzelheiten eintauchen, und das habe ich noch nicht getan. Die Frage hier ist: Ist meine Intuition richtig, dass das Transformatorvolumen trotz meines bescheidenen Strombedarfs groß sein wird (im Vergleich zu den Antworten auf die folgenden Fragen)?

2. Verwenden Sie ein kapazitiv betriebenes Netzteil. Sie können ein Beispiel dafür sehen, woran ich denke, angesichts eines bestehenden Designs, das ich hier vor etwa zwei Jahren gepostet habe: Split-Phase$230V_{AC}$trafolose kapazitive Stromversorgung für$5V@30mA$geregelter Ausgang — Seriendeckel? . Daraus haben sich keine Antworten entwickelt, aber ein ähnliches Design funktioniert zufriedenstellend. Ein Problem dabei ist, dass der Kondensator unpolar und für eine solche Verwendung ausgelegt sein sollte. Diese sind groß. Dies ist das Referenzdesign, das ich verkleinern möchte. Die Frage hier, abgesehen von der Bereitstellung einer Referenz für die anderen Fragen, lautet: Ich verwende a$450V_{AC}$bewerteter unpolarer X2-Kondensator jetzt. Gibt es vernünftige alternative Kondensatoroptionen, die ich in Betracht ziehen könnte, die kleiner und dennoch genau für diese Art der Verwendung ausgelegt sind?

3. Verwenden Sie spezielle ICs, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden. Diejenigen, die ich untersucht habe, sind komplex im Design und nicht so gut auf meine bescheidenen ~ zugeschnitten$30mA$(Zu$50mA$) Anforderungen, so dass ich mir über die resultierende Lautstärke wieder einmal nicht sicher bin. Es würde einige Zeit dauern, diese zu sammeln und spezifische Designs zu testen, und da ich keine gefunden habe, die speziell für sehr niedrige Ströme und Spannungen ausgelegt sind, stellt sich hier eine Frage. Gibt es irgendwelche ICs, die ein erfahrener Designer mir vorschlagen könnte, die das Versprechen haben, ein Gesamtvolumen zu zeigen, das geringer ist als das, was für Designs wie in (2) oben typisch ist, und keine übermäßig exotischen Teile verwenden, die anders zu beschaffen oder zu teuer sind? ? (Ich suche hier, um die Arbeit, die ich vor mir habe, einzugrenzen. Keine perfekte Antwort hier. Ich kann erkunden, was angeboten wird. Also suche ich nur nach einigermaßen fundierten IC-Vorschlägen und nicht nach ganzen Schaltkreisen, die sie verwenden.)

(Um das Obige zu beantworten, bin ich in der Lage, Transformatoren und Spulen zu wickeln und zu testen, und ich habe Zugang zu Oszilloskopen, Laborbedarf und den üblichen Werkzeugen, die ein bescheidener Bastler sammeln könnte. Und Sie können auch den früheren Designansatz kritisieren . Ich bin nur ein Bastler und werde meine Klumpen gerne nehmen.)

Das Zielvolumen ist etwas kleiner als$1 \, in^3$. Das vorhandene Design verwendet allgemein verfügbare Teile.