Η παραγωγή DC χαμηλής τάσης, από το δίκτυο 220v ή 110v AC, είναι πολύ χρήσιμη και απαραίτητη στον τομέα των ηλεκτρονικών. DC χαμηλής τάσης, όπως 5v, 6v, 9v, 12v, χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα, λαμπτήρες LED, παιχνίδια και πολλά είδη οικιακής ηλεκτρονικής. Γενικά οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία τους, αλλά πρέπει να αντικαθίστανται από καιρό σε καιρό, κάτι που δεν είναι οικονομικά αποδοτικό και απαιτεί επίσης χρόνο και ενέργεια. Έτσι, η εναλλακτική λύση είναι να δημιουργήσετε το DC από εναλλασσόμενα ρεύματα, για τα οποία υπάρχουν πολλοί προσαρμογείς AC-DC, αλλά ποιο κύκλωμα χρησιμοποιούν μέσα;
Η εύκολη και ευθεία προσέγγιση είναι να χρησιμοποιήσετε μετασχηματιστή βήμα προς τα κάτω για να χαμηλώσετε το εναλλασσόμενο ρεύμα, αλλά τα μειονεκτήματα της χρήσης του μετασχηματιστή είναι ότι είναι ακριβό στο κόστος, βαρύ βάρος και μεγάλο μέγεθος. Έχουμε ήδη καλύψει αυτόν τον τύπο μετατροπής AC σε DC, χρησιμοποιώντας το Transformer σε αυτό το άρθρο Κύκλωμα φορτιστή κινητού τηλεφώνου. Και ναι, μπορούμε επίσης να μετατρέψουμε το AC υψηλής τάσης σε DC χαμηλής τάσης, χωρίς τη χρήση του Transformer, αυτό ονομάζεται τροφοδοτικό χωρίς Transformer. Το κύριο συστατικό ενός κυκλώματος τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή είναι ο πυκνωτής πτώσης τάσης ή ο πυκνωτής με ονομαστική τιμή Χ, οι οποίοι είναι ειδικά σχεδιασμένοι για εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτός ο ονομαστικός πυκνωτής Χ συνδέεται σε σειρά σειράς φάσης AC, για να μειώσει την τάση. Αυτός ο τύπος μετασχηματιστή λιγότερη τροφοδοσία ονομάζεταιΤροφοδοσία πυκνωτή.
Πυκνωτής X-Rated
Όπως αναφέρθηκε, συνδέονται σε σειρά με γραμμή φάσης AC για μείωση της τάσης, διατίθενται σε βαθμολογίες 230v, 400v, 600v AC ή υψηλότερες.
Ακολουθεί ο πίνακας για το ρεύμα εξόδου και την τάση εξόδου (χωρίς το φορτίο), διαφορετικών τιμών πυκνωτών με ονομαστική τιμή Χ:
|
Κωδικός πυκνωτή |
Τιμή πυκνωτή |
Τάση |
Ρεύμα |
|
104 χιλ |
0,1 uF |
4 ν |
8 mA |
|
334 χιλ |
0,33 uF |
10 β |
22 mA |
|
474 χιλ |
0,47 uF |
12 β |
25 mA |
|
684 χιλ |
0,68 uF |
18 ν |
100 mA |
|
105 χιλ |
1 uF |
24 β |
40 mA |
|
225 χιλ |
2.2 uF |
24 β |
100 mA |
Η επιλογή του πυκνωτή πτώσης τάσης είναι σημαντική, βασίζεται στην αντίδραση του πυκνωτή και την ποσότητα του ρεύματος που πρέπει να αποσυρθεί. Η αντίδραση του πυκνωτή δίνεται από τον παρακάτω τύπο:
X = 1 / 2¶fC
X = Αντίδραση του πυκνωτή
f = συχνότητα AC
C = Χωρητικότητα πυκνωτή με ονομαστική τιμή Χ
Έχουμε χρησιμοποιήσει 474k σημαίνει 0,47uF πυκνωτή και η συχνότητα του δικτύου AV είναι 50 Hz και έτσι το Reactance X είναι:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 ohm (περίπου)
Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε το ρεύμα (I) στο κύκλωμα:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Έτσι λοιπόν υπολογίζεται η Αντιδραστικότητα και το Ρεύμα.
Επεξήγηση κυκλώματος
Το κύκλωμα είναι απλό, ο πυκνωτής πτώσης τάσης 0,47uF συνδέεται σε σειρά με τη γραμμή φάσης AC, αυτός είναι ένας μη πολωμένος πυκνωτής, ώστε να μπορεί να συνδεθεί από οποιαδήποτε πλευρά. Μια αντίσταση 470k ohm συνδέεται παράλληλα με τον πυκνωτή, για την εκφόρτιση του αποθηκευμένου ρεύματος στον πυκνωτή όταν το κύκλωμα είναι απενεργοποιημένο, αποτρέποντας έτσι την ηλεκτροπληξία. Αυτή η αντίσταση ονομάζεται αντίσταση Bleeder.
Χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω ανορθωτής Bridge (συνδυασμός 4 διόδων) για την αφαίρεση του αρνητικού μισού συστατικού του AC. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διόρθωση. Και 1000uF / 50v πυκνωτής έχει χρησιμοποιηθεί για φιλτράρισμα, σημαίνει αφαίρεση των κυματισμών στο κύμα που προκύπτει. Και τέλος μια δίοδος Zener 6,2v / 1w χρησιμοποιείται ως ρυθμιστής τάσης. Όπως γνωρίζουμε, αυτό το κύκλωμα παρέχει περίπου. Έξοδος 12v (δείτε τον παραπάνω πίνακα), οπότε αυτή η δίοδος Zener τη ρυθμίζει σε περίπου. Τάση 6.2v και επιστροφή του επιπλέον ρεύματος. Μια διαφορετική τιμή της διόδου Zener μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την επιθυμητή τάση όπως 5.1v, 8v κ.λπ. Ένα LED είναι συνδεδεμένο για ένδειξη και σκοπό δοκιμής. Το R3 (100 ohm) χρησιμοποιείται ως αντίσταση περιορισμού ρεύματος.
Χρησιμοποιήστε 1 Watt ή παραπάνω (5w) αντίσταση βαθμολογίας, ειδικά αντίσταση R4. Διαφορετικά θα καεί μετά από λίγο καιρό. Είναι συνήθως παχύτερες από τη συνηθισμένη αντίσταση. Ακολουθεί το διάγραμμα για διαφορετικό τύπο αντιστάσεων:
Τα πλεονεκτήματα αυτής της τροφοδοσίας χωρίς μετασχηματιστή έναντι της τροφοδοσίας με βάση μετασχηματιστή είναι τα εξής: Είναι οικονομικά αποδοτικό, ελαφρύτερο και μικρότερο.
Σημειώσεις
- Κάντε το με δική σας ευθύνη, είναι εξαιρετικά επικίνδυνο να εργαστείτε με εναλλασσόμενα ρεύματα χωρίς κατάλληλη εμπειρία και προφύλαξη. Να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί κατά την κατασκευή αυτού του κυκλώματος.
- Μην αντικαθιστάτε τον πυκνωτή X-Rated με τον κανονικό πυκνωτή, διαφορετικά θα εκραγεί.
- Εάν απαιτείται περισσότερη τάση εξόδου και ρεύμα εξόδου, χρησιμοποιήστε διαφορετική τιμή του πυκνωτή X-Rated, σύμφωνα με τον πίνακα.
- Χρησιμοποιήστε μόνο αντίσταση βαθμολογίας 1 Watt και άνω (5w) και δίοδο Zener.
- Μια ασφάλεια 1 ampere μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί πριν από τον πυκνωτή με ονομαστική τιμή Χ, σε σειρά με γραμμή φάσης, για λόγους ασφαλείας.
- Ο ρυθμιστής τάσης IC μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στη θέση της διόδου Zener για ρύθμιση τάσης.