¿Qué eficiencia tiene una fuente de alimentación capacitiva?

Question

Algo así

La versión del simulador de Falstad

(Estoy cansado, sigo cometiendo errores, así que discúlpenme por segunda vez).

Ahora bien, estas no son fuentes de alimentación muy seguras, debido a la falta de aislamiento. Pero en unidades selladas, pueden ser una forma barata de obtener la tensión de alimentación para un microcontrolador sin un SMPS o transformador.

No son 100% eficientes debido al zener y las resistencias. Pero, tengo varias preguntas.

1. ¿Cómo reduce el condensador la tensión? ¿Desperdicia energía en forma de calor?
2. Si se eliminara el zener y se dejara flotar la salida en torno a los 50V, ¿se acercaría al 100% de eficiencia?

Answer 1

Bueno, en realidad es bastante sencillo:

$$X_c= \frac{1}{2\pi f c}$$

Esa es la impedancia de tu condensador. Cambia con 60 o 50 Hz.

Su corriente máxima será siempre:

$$\frac{V_{in}-V_{diode\;drop}-V_{zener}}{X_c//2.2M + 47}$$

Y por cierto, si usted pone cualquier carga, por debajo de la corriente máxima en el lado derecho del diodo Zener, su \$V_{in}\$ la corriente permanecerá exactamente igual... El diodo Zener se encarga de eso.

Answer 2

Aquí está la fórmula de TI para calcular la eficiencia: https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2019/03/17/how-to-make-a-simple-nonmagnetic-ac-dc-power-supply

Esta es una calculadora de software muy agradable: http://www.miscel.dk/MiscEl/miscelLeds.html

Si la corriente es baja ~= 1mA, el "capacitive dropper" puede ser muy eficiente. Utilizo la calculadora de arriba, elijo R+C+D(AC) 110V/60Hz, caída del LED:5V, R=330, C=0.033uF, eficiencia~=80%.