Бестрансформаторный источник питания, бывают случаи и необходимость питать автоматику непосредственно от сети, а трансформатор использовать габариты устройства не позволяют в этом случае нам может помочь такой источник питания. Бестрансформаторный источник питания обычно использует балластный конденсатор. Сглаживающий конденсатор заряжается на пиках этого тока, причем напряжение на этом конденсаторе ограничено параллельным стабилитроном. Такие источники могут выдавать ток только до нескольких десятков мА, для больших токов балластный конденсатор будет слишком большим.
Бестрансформаторный источник питания, схема которого приведена на рисунке, работает по совершенно другому принципу. Сглаживающий конденсатор C1 заряжается непосредственно от сети через замкнутый переключающий транзистор N-MOSFET (T3) и только в то время, когда мгновенная величина напряжения сети достаточно мала, то есть сразу после того, как напряжение сети прошло ноль. Когда мгновенная величина напряжения сети увеличивается выше выбранного уровня (регулируемого потенциометром P1), открывание транзистора T1 закрывает T3, и зарядка C1 прекращается.
Чтобы зарядить C1 в обоих полупериодах сетевого напряжения, T3 подключен к сети через выпрямительный мост, собранный на диодах D1-D4. Используются силовые диоды 1N5408 с номинальным током 3А, потому что С1 заряжается значительным током только в короткие моменты. Между транзистором T3 и C1 вставлена мягкая зарядная схема, которая образована вспомогательным транзистором T2 и интегрирующим элементом R3, C2. Эта схема уменьшает и «округляет» пики зарядного тока. Транзистор 2N6517 T2 можно заменить стандартным BC546B или BC547C. Диоды D1-D4 использовались 1N5408.
Небольшое постоянное напряжение от конденсатора C1 стабилизируется до величины около 5 В с помощью цепи с резистором R5 и стабилитроном D5 (подойдет, к примеру, BZX85V005.1 с напряжением стабилитрона 5,1 В и мощностью 1,3 Вт можно применить и другой подходящий). Резистор R4 формирует предварительную нагрузку источника. Выходное напряжение источника питания приблизительно 5 В подключено к выходным клеммам J2 и J3. Согласно первоисточнику, нагрузочная способность источника составляет 100 мА. Потенциометр P1 настроен с подключенной нагрузкой так, чтобы через стабилитрон D5 протекал ток от 5 до 10 мА при полной нагрузке источника.
Неотъемлемой частью блока питания являются защитные компоненты это предохранитель F1 и R6. Плавкий предохранитель F1, рассчитанный на 1 А, защищает как источник питания, так и цепь, когда полупроводниковые компоненты в источнике питания «пробиты». Варистор R6 предотвращает выбросы высокого напряжения из сети, защищая компоненты блока питания. Можно предположить, что даже при коротком замыкании транзистора T3 нагрузка не будет повреждена, поскольку резистор R5 немедленно выйдет из строя, не позволит увеличить выходное напряжение.
Внимание! Конструкция этого блока питания предназначена только для опытных любителей, так как блок питания гальванически связан с электрической сетью и существует риск получения травмы от поражения электрическим током. Поэтому при проектировании и использовании источника питания необходимо соблюдать особую осторожность и соблюдать все правила техники безопасности при работе с сетевым напряжением.