Ustvarjanje nizkonapetostnega enosmernega toka iz omrežja 220v ali 110v izmeničnega toka je zelo koristno in potrebno na področju elektronike. Nizkonapetostni enosmerni tok, kot so 5v, 6v, 9v, 12v, se uporablja v elektronskih vezjih, LED žarnicah, igračah in številnih gospodinjskih elektronskih izdelkih. Na splošno se za njihovo napajanje uporabljajo baterije, ki pa jih je treba občasno zamenjati, kar ni stroškovno učinkovito in nam vzame tudi čas in energijo. Alternativa je torej generiranje enosmernega toka iz omrežja AC, za katero je na voljo veliko adapterjev AC-DC, toda kakšno vezje uporabljajo v notranjosti?
Preprost in neposreden pristop je uporaba transformatorja, ki se znižuje, za znižanje izmeničnega toka, vendar so pomanjkljivosti uporabe transformatorja drage po ceni, težke in velike. To vrsto pretvorbe v izmenični v enosmerni tok smo že obravnavali z uporabo transformatorja v tem članku Circuit Charger Cell Phone. In ja, visokonapetostni izmenični tok lahko pretvorimo tudi v nizkonapetostni enosmerni tok, ne da bi uporabljali transformator, temu pravimo brez transformatorja. Glavna komponenta napajalnega vezja brez transformatorja je napetostni kondenzator ali X-ocenjeni kondenzator, ki sta posebej zasnovana za omrežje z izmeničnim tokom. Ta X nazivni kondenzator je priključen v zaporedje fazne črte izmeničnega toka, da pade napetost. Ta vrsta transformatorja se imenuje manj napajalnikaNapajanje kondenzatorja.
X-ocenjeni kondenzator
Kot smo že omenili, so povezani zaporedno s faznim vodom izmeničnega toka za znižanje napetosti, na voljo so v 230v, 400v, 600v AC ali več.
Spodaj je tabela izhodnega toka in izhodne napetosti (brez obremenitve) različnih vrednosti X-ocenjenih kondenzatorjev:
Koda kondenzatorja |
Vrednost kondenzatorja |
Napetost |
Trenutni |
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 |
Izbira napetostnega kondenzatorja je pomembna, saj temelji na reaktanci kondenzatorja in količini toka, ki ga je treba umakniti. Reaktanca kondenzatorja je podana s spodnjo formulo:
X = 1 / 2¶fC
X = reaktanca kondenzatorja
f = frekvenca izmeničnega toka
C = kapacitivnost X ocenjenega kondenzatorja
Uporabili smo 474k pomeni 0,47uF kondenzator in frekvenca AV omrežja je 50 Hz, zato je reaktanca X:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 ohmov (približno)
Zdaj lahko izračunamo tok (I) v vezju:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Tako se izračunata reaktanca in tok.
Pojasnilo vezja
Vezje je preprosto, napetostni kondenzator 0,47uF je povezan zaporedno s fazno črto izmeničnega toka, to so nepolarizirani kondenzatorji, tako da jih je mogoče priključiti s katere koli strani. Vzporedno s kondenzatorjem je priključen 470 k ohmski upor za praznjenje shranjenega toka v kondenzatorju, ko je tokokrog izklopljen, kar preprečuje električni udar. Ta odpornost se imenuje Bleeder odpornost.
Nadaljnji mostni usmernik (kombinacija 4 diod) je bil uporabljen za odstranjevanje negativne polovice komponente izmeničnega toka. Ta postopek se imenuje popravek. In kondenzator 1000uF / 50v je bil uporabljen za filtracijo, kar pomeni odstranjevanje valov v nastalem valu. In na koncu se kot regulator napetosti uporabi Zenerjeva dioda 6,2 v / 1w. Kot vemo, to vezje zagotavlja približno 12v izhod (glej zgornjo tabelo), zato ga ta Zenerjeva dioda regulira na približno 6.2v napetost in pretok nazaj odvečnega toka. Za želeno napetost, kot je 5.1v, 8v itd., Se lahko uporabi tudi drugačna vrednost Zenerjeve diode itd. Za indikacijo in preizkušanje je priključena LED. R3 (100 ohm) se uporablja kot upor za omejevanje toka.
Uporabite upor z močjo 1 W ali več (5w), zlasti upor R4. V nasprotnem primeru bo čez nekaj časa zagorelo. Običajno so debelejši od običajnih uporov. Spodaj je diagram za različne vrste uporov:
Prednosti tega brez transformatorja pred napajanjem na osnovi transformatorja so naslednje: Je stroškovno učinkovit, lažji in manjši.
Opombe
- Naredite to na lastno odgovornost, izjemno nevarno je delo z električnim omrežjem brez ustreznih izkušenj in previdnostnih ukrepov. Pri gradnji tega kroga bodite previdni.
- Kondenzatorja X-Rated ne zamenjajte z običajnim, sicer bo počil.
- Če je potrebna več izhodne napetosti in izhodnega toka, uporabite drugačno vrednost X-ocenjenega kondenzatorja v skladu s tabelo.
- Uporabljajte samo upor z močjo 1 W ali več (5w) in Zenerjevo diodo.
- Varovalko z napetostjo 1 amper lahko zaradi varnosti uporabite tudi pred kondenzatorjem z oznako X, zaporedno s fazno črto.
- Namesto Zenerjeve diode se lahko za regulacijo napetosti uporablja tudi regulator napetosti IC.