Генерирането на DC с ниско напрежение от 220v или 110v AC мрежа е много полезно и необходимо в областта на електрониката. DC с ниско напрежение, като 5v, 6v, 9v, 12v, се използва в електронни схеми, LED крушки, играчки и много елементи от битовата електроника. Обикновено за захранването им се използват батерии, но те трябва да се сменят от време на време, което не е рентабилно и отнема нашето време и енергия. Така че алтернативата е да се генерира постоянен ток от променливотокова мрежа, за която има много AC-DC адаптери, но какви схеми те използват вътре?
Лесният и директен подход е да се използва понижаващ трансформатор за понижаване на променливотока, но недостатъците на използването на трансформатора са, че те са скъпи като цена, тежки по тегло и големи по размер. Вече разгледахме този тип преобразуване на променлив ток в постоянен, използвайки трансформатор в тази статия Верига за зарядно устройство за мобилен телефон. И да, ние също можем да конвертираме AC с високо напрежение в DC с ниско напрежение, без да използваме трансформатора, това се нарича захранване без трансформатор. Основният компонент на безтрансформаторна захранваща верига е кондензатор с понижаващо се напрежение или кондензатор с номинална Х, които са специално проектирани за мрежи с променлив ток. Този кондензатор с номинална X е свързан последователно от фазова линия на променлив ток, за да падне напрежението. Този тип трансформатор се нарича по-малко захранванеКондензаторно захранване.
X-номинален кондензатор
Както бе споменато, те са свързани последователно с фазова линия на променлив ток за понижаване на напрежението, те се предлагат в 230v, 400v, 600v AC или по-високи номинали.
По-долу е дадена таблицата за изходен ток и изходно напрежение (без натоварването) за различни стойности на кондензатори с номинална Х:
|
Код на кондензатора |
Стойност на кондензатора |
Волтаж |
Текущ |
|
104k |
0,1 uF |
4 v |
8 mA |
|
334 000 |
0,33 uF |
10 v |
22 mA |
|
474 000 |
0,47 uF |
12 v |
25 mA |
|
684 000 |
0.68 uF |
18 v |
100 mA |
|
105 000 |
1 uF |
24 v |
40 mA |
|
225k |
2,2 uF |
24 v |
100 mA |
Изборът на кондензатор за спадане на напрежението е важен, той се основава на реактивността на кондензатора и количеството ток, който трябва да се изтегли. Реактивността на кондензатора се дава по формулата по-долу:
X = 1 / 2¶fC
X = реактивност на кондензатора
f = честота на променлив ток
C = капацитет на X номинален кондензатор
Използвахме 474k означава 0,47uF кондензатор и честотата на AV мрежата е 50 Hz, така че Reactance X е:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 ома (приблизително)
Сега можем да изчислим тока (I) във веригата:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Така че се изчислява реактивността и тока.
Обяснение на веригата
Веригата е проста, кондензаторът за падане на напрежение от 0,47uF е свързан последователно с фазова линия на променлив ток, това е неполяризиран кондензатор, така че може да бъде свързан от всяка страна. Резистор от 470 k ома е свързан паралелно на кондензатора, за да разреди съхранения ток в кондензатора, когато веригата е изключена, като по този начин се предотвратява електрически удар. Това съпротивление се нарича Bleeder устойчивост.
Допълнителен мостов токоизправител (комбинация от 4 диода) е използван за отстраняване на отрицателната половина на компонента на променлив ток. Този процес се нарича Ректификация. И 1000uF / 50v кондензатор е използван за филтриране, означава премахване на вълните в получената вълна. И накрая като регулатор на напрежението се използва ценеров диод от 6.2v / 1w. Както знаем, тази схема осигурява прибл. 12v изход (вижте таблицата по-горе), така че този ценеров диод го регулира до прибл. 6.2v напрежение и връщане на допълнителния ток. Може да се използва и различна стойност на ценеровия диод за желаното напрежение като 5.1v, 8v и т.н. Свързан е светодиод за индикация и изпитване. R3 (100 ома) се използва като резистор за ограничаване на тока.
Използвайте резистор с номинална мощност 1 W или повече (5w), особено резистор R4. В противен случай след известно време ще изгори. Те обикновено са по-дебели от обичайния резистор. По-долу е дадена диаграмата за различен тип резистори:
Предимствата на това безтрансформаторно захранване пред трансформаторното захранване са следните: Той е икономически ефективен, по-лек и по-малък
Бележки
- Направете го на свой риск, изключително опасно е да работите с електрическа мрежа без подходящ опит и предпазни мерки. Вземете изключително внимание, докато изграждате тази верига.
- Не замествайте X-Rated кондензатора с нормален кондензатор, в противен случай той ще се спука.
- Ако се изисква повече изходно напрежение и изходен ток, използвайте различна стойност на X-Rated кондензатор, съгласно таблицата.
- Използвайте само резистор с мощност 1 W или повече (5w) и ценеров диод.
- Предпазител от 1 ампер може да се използва и преди кондензатор с номинална Х, последователно с фазова линия, за целите на безопасността.
- IC регулатор на напрежението може да се използва и вместо Zener диод за регулиране на напрежението.