Generování nízkého napětí DC ze sítě 220 V nebo 110 V AC je v oblasti elektroniky velmi užitečné a nezbytné. Nízkonapěťové stejnosměrné napětí, například 5 V, 6 V, 9 V, 12 V, se používá v obvodech elektroniky, LED žárovkách, hračkách a mnoha domácích spotřebičích. K jejich napájení se obvykle používají baterie, ale je třeba je čas od času vyměnit, což není efektivní z hlediska nákladů a také nám vyžaduje čas a energii. Alternativou je tedy generování stejnosměrného proudu ze sítě střídavého proudu, pro kterou je k dispozici mnoho adaptérů AC-DC, ale jaké obvody uvnitř používají?
Snadný a přímočarý přístup je použít krokový transformátor ke snížení střídavého proudu, ale nevýhody použití transformátoru spočívají v tom, že jsou nákladné, těžké a velké a velké. Tento typ převodu střídavého proudu na stejnosměrný jsme již pokryli pomocí transformátoru v tomto článku Nabíjecí obvod mobilního telefonu. A ano, můžeme také převést vysokonapěťový střídavý proud na nízkonapěťový stejnosměrný proud, bez použití transformátoru, což se nazývá napájecí zdroj bez transformátoru. Hlavní součástí napájecího obvodu bez transformátoru je kondenzátor snižující napětí nebo kondenzátor s hodnocením X, které jsou speciálně navrženy pro střídavé sítě. Tento kondenzátor s hodnocením X je zapojen do řady fázových vedení střídavého proudu, aby se snížilo napětí. Tento typ napájení bez transformátoru se nazýváNapájení kondenzátoru.
Kondenzátor s hodnocením X.
Jak již bylo zmíněno, jsou zapojeny do série s fázovou linkou střídavého proudu pro snížení napětí, jsou k dispozici v 230 V, 400 V, 600 V AC nebo vyšší.
Níže je tabulka výstupního proudu a výstupního napětí (bez zátěže) různých hodnot kondenzátorů s hodnocením X:
|
Kód kondenzátoru |
Hodnota kondenzátoru |
Napětí |
Proud |
|
104 tis |
0,1 uF |
4 v |
8 mA |
|
334 tis |
0,33 uF |
10 v |
22 mA |
|
474 tis |
0,47 uF |
12 v |
25 mA |
|
684 tis |
0,68 uF |
18 v |
100 mA |
|
105 tis |
1 uF |
24 v |
40 mA |
|
225 tis |
2,2 uF |
24 v |
100 mA |
Výběr kondenzátoru snižujícího napětí je důležitý, je založen na reaktanci kondenzátoru a množství odebíraného proudu. Reaktance kondenzátoru je dána následujícím vzorcem:
X = 1 / 2¶fC
X = reaktance kondenzátoru
f = frekvence střídavého proudu
C = kapacita kondenzátoru jmenovitého X
Použili jsme 474k znamená 0,47uF kondenzátor a frekvence AV sítě je 50 Hz, takže Reactance X je:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10-6 = 6776 ohm (přibližně)
Nyní můžeme vypočítat proud (I) v obvodu:
I = V / X = 230/6775 = 34 mA
Takto se tedy počítá reaktance a proud.
Vysvětlení obvodu
Obvod je jednoduchý, kondenzátor snižující napětí 0,47 uF je zapojen do série s fázovou linkou střídavého proudu, jedná se o nepolarizované kondenzátory, takže jej lze připojit z libovolné strany. Kondenzátor je paralelně zapojen 470k ohmový rezistor, aby se vypnul uložený proud v kondenzátoru, když je obvod vypnutý, čímž se zabrání úrazu elektrickým proudem. Tento odpor se nazývá odpor Bleeder.
K odstranění záporné poloviční složky střídavého proudu byl použit další můstkový usměrňovač (kombinace 4 diod). Tento proces se nazývá usměrnění. A pro filtraci byl použit kondenzátor 1000uF / 50V , což znamená odstranění vln ve výsledné vlně. A nakonec se jako regulátor napětí použije Zenerova dioda 6,2 V / 1 W. Jak víme, tento obvod poskytuje cca. 12V výstup (viz tabulka výše), takže tato Zenerova dioda jej reguluje na cca. 6,2 V napětí a zpětný tok extra proudu. Pro požadované napětí lze také použít jinou hodnotu Zenerovy diody, například 5,1 V, 8 V atd. Pro indikaci a testování je připojena LED. R3 (100 ohm) se používá jako odpor omezující proud.
Použijte odpor 1 W nebo vyšší (5 W), zejména odpor R4. Jinak po nějaké době shoří. Obvykle jsou tlustší než obvykle. Níže je uveden diagram pro různé typy rezistorů:
Výhody tohoto beztransformátorového napájecího zdroje oproti transformátorovému napájení jsou: Je nákladově efektivní, lehčí a menší.
Poznámky
- Udělejte to na své vlastní riziko, je extrémně nebezpečné pracovat se síťovým napájením bez řádných zkušeností a preventivních opatření. Při budování tohoto obvodu buďte velmi opatrní.
- Nenahrazujte kondenzátor s hodnocením X normálním kondenzátorem, jinak praskne.
- Pokud je požadováno více výstupního napětí a výstupního proudu, použijte jinou hodnotu kondenzátoru s hodnocením X, podle tabulky.
- Používejte pouze jmenovitý odpor 1 W nebo vyšší (5 W) a Zenerovu diodu.
- Z bezpečnostních důvodů lze před kondenzátorem s hodnocením X, v sérii s fázovým vedením, použít také 1 ampérovou pojistku.
- IC regulátor napětí lze také použít místo Zenerovy diody pro regulaci napětí.