Was ist eine einfache, aber effiziente Möglichkeit, 12 VAC in 5-12 VDC umzuwandeln?

Ich versuche, ein LED-Poollicht zu erstellen, das mit einem 12-VAC-Eingang funktioniert. Beim Zerlegen einer ähnlichen Poolbeleuchtung (Intellibrite) stellte ich fest, dass sie anscheinend Gleichrichter und vielleicht ein paar kleine Induktivitäten sowie viele große Kondensatoren verwenden.

Ich versuche, etwas Ähnliches zu tun.

EINGANG:

12 VAC, bis zu 20 Ampere

AUSGANG:

5-30 VDC (Spannung spielt keine Rolle, da der von mir verwendete LED-Treiber jede Spannung zwischen 3-30 VDC verwenden kann) Kann mindestens 60 Watt Leistung liefern (IV >= 60)

Was ist der beste Weg, dies zu erreichen? Mein Ziel ist auch hier Effizienz sowie eine einfache Stückliste (weniger als vielleicht 20 Komponenten).

Ich überlegte, Vollwellen-Brückengleichrichter zu verwenden und einfach RIESIGE Kappen auf den Ausgang zu setzen. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob dies eine gute Lösung ist, wenn man bedenkt, dass ich einen Ausgang von 10 Ampere benötige und die Kondensatorwerte möglicherweise enorm sein müssen.

Jeder IC, der dies erleichtert, ist ein Bonus.

Der LED-Treiber, den ich in Betracht ziehe, ist der LT3496 (der gleiche, den ich im Intellibrite sehe). Wenn es einen besseren Kandidaten für einen LED-Treiber gibt, zögern Sie nicht, ihn vorzuschlagen.

BEARBEITUNGEN:

  1. Es wurde festgestellt, dass der LED-Treiber einen Eingang von bis zu 30 VDC unterstützen kann, nicht bis zu 12 VDC.
  2. Die Anforderung wurde von 10 Ampere Strom auf Wattanforderung korrigiert.
Warum müssen die Kondensatoren riesig sein? Ripple ist möglicherweise kein großes Problem, wenn Sie bereits LED-Treiber haben. Das größere Problem ist, dass 12 VAC Ihnen ungefähr 17 VDC (minus Diodenabfall im Gleichrichter) liefern. Sie möchten wahrscheinlich eine Art proprietären Abwärtswandler, aber ich weiß wirklich nichts darüber, aber jemand anderes wird es tun.
Können wir eine Teilenummer oder einen Datenblatt-Link für Ihren LED-Treiber-IC oder Ihr Modul haben?
Woher kommt die 12V Wechselspannung?
Die 12-V-Wechselspannung kommt von der Stromschalttafel des Pools, die einen 110-VAC-zu-12-VAC-Transformator enthält. Das Kabel verläuft vom Bedienfeld durch eine Leitung zur Beckennische (Loch für das Licht).
@IanBland, wenn die Kondensatoren nicht groß genug sind (in Bezug auf die Kapazität), wäre der Spannungsabfall zwischen der Spitze der Wellen zu groß. Wir ziehen möglicherweise 10 Ampere, daher müsste der Kondensator ziemlich groß sein, um während des 8-ms-"Einbruchs" genügend Ladung zu halten.
"5-12 VDC (Spannung spielt keine Rolle, da der von mir verwendete LED-Treiber jede Spannung zwischen 5-12 VDC verwenden kann) 10 Ampere Ausgang" - Spannung spielt eine Rolle. Bei gleicher Ausgangsleistung muss der LED-Treiber mehr Strom ziehen, wenn seine Eingangsspannung niedriger ist. Worauf bezieht sich der „10A-Ausgang“? Wie viel Strom erwarten Sie bei 12VDC ?
Die Intellibrite-LED-Leistung liegt bei etwa 40 W. 12V DC mit 10A sind 120W.
Vielen Dank an alle .... einige Korrekturen und Klarstellungen zu der Frage vorgenommen: 1. Realisiert, dass der LED-Treiber einen Eingang von bis zu 20 VDC unterstützen kann, nicht bis zu 12 VDC. 2. Korrigierte die Anforderung von 10 Ampere Strom auf Wattanforderung.

Antworten (2)

Für die Umwandlung von Netzstrom in Gleichstrom ist "Vollwellengleichrichter + Filterkappen" die einzig realistische Option. 60 W / 12 V = 5 A, was mit Komponenten angemessener Größe leicht erreichbar ist. Ihr LED-Treiber kann einen großen Eingangsspannungsbereich verarbeiten und regelt den LED-Strom, sodass eine ungeregelte Versorgung in Ordnung sein sollte.

Für den besten Wirkungsgrad sollten Sie Hochstrom-Schottky-Dioden und Filterkondensatoren mit niedrigem ESR verwenden. Die Frage ist nur, welche Ratings und Werte benötigt werden? Das Einbeziehen aller relevanten Faktoren macht die Berechnungen etwas mühsam, daher habe ich die folgende Schaltung in LTspice simuliert :-

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die maximale AC-Eingangsspannung zum Gleichrichter betrug 16,6 V (blaue Linie). Die Dioden fielen jeweils um 0,5 V ab, sodass die Spitzen-DC-Ausgangsspannung 15,6 V betrug (grüne Linie). Der Spitzendiodenstrom betrug 24,6 A (rote Linie). Zwischen den Spitzen hielten die Kondensatoren die Gleichspannung hoch, aber sie fiel ab, als der Laststrom sie entlud. Bei insgesamt 9400 uF (2 x 4700 uF 25 V) betrug die minimale "Trough"-Spannung 12,6 V, was einer minimalen Ausgangsleistung von 63 W entspricht.

Die durchschnittliche Netzeingangsleistung betrug 81,1 W (ohne Berücksichtigung des nicht simulierten Kernverlusts des Transformators) und die durchschnittliche Ausgangsleistung 70,6 W bei einem AC-DC-Umwandlungswirkungsgrad von 87 %.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ausgezeichnete Informationen und Antwort. Nach genauerer Untersuchung der Intellibrite-Leiterplatte stellte sich heraus, dass ich 4 3,3-mF-Kondensatoren gefunden habe und die Induktivitäten im LED-Treiberteil der Schaltung verwendet werden, nicht in der AC-DC-Leistungswandlung. Wenn der Spitzenstrom der Dioden 24,6 A betrug, muss ich dann Dioden finden, die einen so hohen Spitzenstrom unterstützen können? Die meisten DO214-Typen (größere SMD-Dioden) liegen bei etwa 1 A (obwohl ich denke, dass dies ein Durchschnitt ist, kein Spitzenwert). Was ist mit der Verwendung eines Gleichrichters, der alle 4 Dioden enthält (dh einen Gleichrichterchip) ... Ich gehe davon aus, dass so etwas existiert.
Stellen Sie sicher, dass Sie die Datenblätter für die Diode und die Kondensatoren lesen, die Sie auswählen. Ja, die Dioden haben eine "Spitzen-Wiederholungsstoßstrombewertung" und die Kondensatoren haben eine "maximale Stromwelligkeit" bei 120 Hz, da dies eine sehr häufige Anwendung ist. Stellen Sie sicher, dass Ihr Design deutlich unter denen bleibt, die Ihre Komponenten sonst möglicherweise nicht lange halten.
Danke, habe gerade gesehen, dass er eine Teilenummer für den Gleichrichter / die Diode aufgelistet hat. Als zukünftige Referenz sehe ich, dass FERD30M45C auch eine gute Wahl mit besserer Leistung (weniger Vf und weniger Verlustleistung) sein könnte.

Das Konzept „Vollwellengleichrichter + Filterkappen“ ist in Ihrem Fall aufgrund des hohen Strombedarfs möglicherweise nicht anwendbar. Beachten Sie, dass der von der Wechselstromquelle entnommene Effektivstrom ungefähr doppelt so hoch ist wie der Ausgangsgleichstrom. Sind Sie sicher, dass der Transformator diesen hohen Strom liefern kann? Wenn Sie eine gute Regulierung am Ausgang benötigen, müssen Sie möglicherweise ein paar große Kappen parallel setzen (Größenproblem). Eine andere zu berücksichtigende Sache ist, dass die Ausgangsspannung des Gleichrichters bestenfalls etwa 17 VDC beträgt und dies höher ist als Ihre Anforderung.

Müssen Sie einen 12-VAC-Eingang verwenden? Wenn nicht, ist eine gute Alternative der Kauf (oder die Herstellung) eines 110-zu-12-V-10-A-Konverters.

Der Trafo ist für 300W ausgelegt. Außerdem wurde mir klar, dass der von mir verwendete LED-Treiber einen Eingang von bis zu 20 V unterstützen kann. Korrekturen an den Fragen vorgenommen. Danke!
Was ist eine einfache, aber effiziente Möglichkeit, 12 VAC in 5-12 VDC umzuwandeln?
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