Generarea DC de joasă tensiune, de la rețeaua de curent alternativ de 220v sau 110v, este foarte utilă și necesară în domeniul electronicii. DC de joasă tensiune, cum ar fi 5v, 6v, 9v, 12v, este utilizat în circuite electronice, becuri LED, jucării și multe articole electronice de uz casnic. În general, bateriile sunt folosite pentru a le alimenta, dar trebuie să fie înlocuite din când în când, ceea ce nu este rentabil și ne necesită și timp și energie. Deci, alternativa este generarea de curent continuu de la rețeaua de curent alternativ, pentru care sunt disponibile multe adaptoare AC-DC, dar ce circuite folosesc în interior?
Abordarea simplă și directă este de a utiliza transformatorul cu trepte în jos pentru a reduce nivelul de curent alternativ, dar dezavantajele utilizării transformatorului sunt că au un cost scump, o greutate mare și o dimensiune mare. Am acoperit deja acest tip de conversie AC-DC, folosind Transformer în acest articol Circuitul încărcătorului de telefonie mobilă. Și da, putem converti, de asemenea, AC de înaltă tensiune în DC de joasă tensiune, fără a utiliza transformatorul, aceasta se numește sursă de alimentare fără transformator. Componenta principală a unui circuit de alimentare fără transformator este condensatorul de cădere de tensiune sau condensatorul cu clasificare X, care sunt special concepute pentru rețeaua de curent alternativ. Acest condensator nominal X este conectat în serie de linii de fază de curent alternativ, pentru a scădea tensiunea. Acest tip de sursă de alimentare cu transformator mai puțin este numitAlimentare cu condensator.
Condensator X-Rated
După cum sa menționat, acestea sunt conectate în serie cu linia de fază de curent alternativ pentru a reduce tensiunea, sunt disponibile în 230V, 400v, 600v AC sau ratinguri mai mari.
Mai jos este tabelul pentru curentul de ieșire și tensiunea de ieșire (fără sarcină), a diferitelor valori ale condensatoarelor X-rated:
|
Codul condensatorului |
Valoarea condensatorului |
Voltaj |
Actual |
|
104k |
0,1 uF |
4 v |
8 mA |
|
334k |
0,33 uF |
10 v |
22 mA |
|
474k |
0,47 uF |
12 v |
25 mA |
|
684k |
0,68 uF |
18 v |
100 mA |
|
105k |
1 uF |
24 v |
40 mA |
|
225k |
2,2 uF |
24 v |
100 mA |
Selectarea condensatorului de cădere de tensiune este importantă, se bazează pe reactanța condensatorului și cantitatea de curent care trebuie retrasă. Reactanța condensatorului este dată de formula de mai jos:
X = 1/2¶fC
X = Reactanța condensatorului
f = frecvența AC
C = Capacitatea condensatorului nominal X
Am folosit 474k înseamnă condensator 0,47uF și frecvența rețelei AV este de 50 Hz, astfel încât reactanța X este:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 ohm (aproximativ)
Acum putem calcula curentul (I) din circuit:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Deci, astfel se calculează reactanța și curentul.
Explicația circuitului
Circuitul este simplu, condensatorul de cădere de tensiune de 0,47 uF este conectat în serie cu linia de fază de curent alternativ, acesta este un condensator ne polarizat, astfel încât poate fi conectat din orice parte. Un rezistor de 470k ohm este conectat în paralel cu condensatorul, pentru a descărca curentul stocat în condensator atunci când circuitul este oprit, prevenind astfel șocul electric. Această rezistență se numește rezistență Bleeder.
Un alt redresor Bridge (combinație de 4 diode) a fost folosit pentru a elimina jumătatea componentă negativă a AC. Acest proces se numește Rectificare. Și condensatorul 1000uF / 50v a fost folosit pentru filtrare, înseamnă eliminarea undelor din valul rezultat. Și, în cele din urmă, se utilizează o diodă Zener de 6,2v / 1w ca regulator de tensiune. După cum știm, acest circuit oferă aprox. Ieșire de 12V (vezi tabelul de mai sus), deci această diodă Zener o reglează la aprox. Tensiune 6.2v și curge înapoi curentul suplimentar. O valoare diferită a diodei Zener poate fi, de asemenea, utilizată pentru tensiunea dorită, cum ar fi 5.1v, 8v etc. Un LED este conectat pentru indicare și testare. R3 (100 ohmi) este utilizat ca rezistor de limitare a curentului.
Utilizați rezistență nominală de 1 watt sau mai mare (5w), în special rezistența R4. În caz contrar, va arde după ceva timp. De obicei sunt mai groase decât rezistența obișnuită. Mai jos este diagrama pentru diferite tipuri de rezistențe:
Avantajele acestei surse de alimentare fără transformator față de alimentarea pe bază de transformatoare sunt că: Este rentabilă, mai ușoară și mai mică.
Note
- Asigurați-vă pe propriul risc, este extrem de periculos să lucrați cu rețea de curent alternativ fără experiență și precauție adecvate. Fiți extrem de precauți când construiți acest circuit.
- Nu înlocuiți condensatorul X-Rated cu un condensator normal, altfel va exploda.
- Dacă este necesară mai multă tensiune de ieșire și curent de ieșire, atunci utilizați o valoare diferită a condensatorului X-Rated, conform tabelului.
- Folosiți doar rezistență nominală de 1 watt sau mai mare (5w) și diodă Zener.
- O siguranță de 1 amper poate fi utilizată și înaintea condensatorului X, în serie cu linia de fază, din motive de siguranță.
- Regulatorul de tensiune IC poate fi utilizat și în locul diodei Zener pentru reglarea tensiunii.