Виробництво низьковольтного постійного струму від мережі змінного струму 220 В або 110 В є дуже корисним і необхідним у галузі електроніки. Низьковольтний постійний струм, як 5v, 6v, 9v, 12v, використовується в електронних схемах, світлодіодних лампах, іграшках та багатьох предметах побутової електроніки. Як правило, для їх живлення використовуються батареї, але їх потрібно час від часу замінювати, що не є економічно вигідним, а також забирає наш час та енергію. Отже, альтернативою є генерування постійного струму від мережі змінного струму, для якої доступно безліч адаптерів змінного струму, але яку схему вони використовують всередині?
Легкий і прямий підхід полягає у використанні понижуючого трансформатора для зниження змінного струму, але недоліки використання трансформатора полягають у тому, що вони дорогі за вартістю, важкі за вагою та великі за розміром. Ми вже розглянули цей тип перетворення змінного та постійного струму, використовуючи трансформатор у цій статті Схема зарядного пристрою стільникового телефону. Так, ми також можемо перетворити високовольтний змінний струм на низьковольтний постійний струм, не використовуючи трансформатор, це називається безтрансформаторним джерелом живлення. Основним компонентом ланцюга живлення без трансформатора є конденсатор, що падає напругою, або конденсатор, розрахований на X, які спеціально розроблені для мережі змінного струму. Цей конденсатор з номінальною напругою X підключений послідовно до фазної лінії змінного струму для зниження напруги. Цей тип трансформатора називається менш потужнимБлок живлення конденсатора.
Х-номінальний конденсатор
Як уже згадувалося, вони послідовно підключені до фазної лінії змінного струму для зниження напруги, вони доступні в номіналах 230 В, 400 В, 600 В змінного струму або вище.
Нижче наведена таблиця вихідного струму та вихідної напруги (без навантаження) різних значень конденсаторів з номінальною напругою X:
|
Код конденсатора |
Значення конденсатора |
Напруга |
Поточний |
|
104 тис |
0,1 мкФ |
4 v |
8 мА |
|
334 тис |
0,33 мкФ |
10 v |
22 мА |
|
474 тис |
0,47 мкФ |
12 ст |
25 мА |
|
684 тис |
0,68 мкФ |
18 ст |
100 мА |
|
105 тис |
1 мкФ |
24 v |
40 мА |
|
225 тис |
2,2 мкФ |
24 v |
100 мА |
Вибір конденсатора, що падає напругою, важливий, він базується на реактивному співвідношенні конденсатора та величині струму, що відводиться. Реактивність конденсатора визначається за формулою:
X = 1 / 2¶fC
X = Реакційна здатність конденсатора
f = частота змінного струму
C = ємність конденсатора з номінальною напругою X
Ми використовували 474k означає конденсатор 0,47 мкФ, а частота AV мережі становить 50 Гц, отже, реактивний опір X становить:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 Ом (приблизно)
Тепер ми можемо розрахувати струм (I) в ланцюзі:
I = V / X = 230/6775 = 34мА
Отже, так обчислюється реактивне струм і сила струму.
Пояснення схеми
Схема проста, конденсатор напруги 0,47 мкФ підключений послідовно до фазної лінії змінного струму, це неполяризовані конденсатори, тому його можна підключити з будь-якої сторони. Резистор 470 кОм підключений паралельно конденсатору, щоб розрядити накопичений струм у конденсаторі, коли ланцюг вимкнений, таким чином запобігаючи ураженню електричним струмом. Цей опір називається опором Блідера.
Подальший мостовий випрямляч (комбінація з 4 діодів) був використаний для видалення негативної половини компонента змінного струму. Цей процес називається Випрямленням. А конденсатор 1000 мкФ / 50 В був використаний для фільтрації, що означає видалення пульсацій в результаті хвилі. І нарешті, в якості регулятора напруги використовується діод стабілізатора потужністю 6,2 в / 1 Вт. Як ми знаємо, ця схема забезпечує приблизно Вихід 12 В (див. Таблицю вище), тому цей стабілітрон регулює його прибл. Напруга 6,2 в і поверніть назад додатковий струм. Різне значення стабілітрона також може бути використано для бажаної напруги, наприклад, 5.1v, 8v тощо. Для індикації та тестування підключений світлодіод. R3 (100 Ом) використовується як резистор, що обмежує струм.
Використовуйте резистор номіналом 1 Вт або вище (5 Вт), особливо резистор R4. В іншому випадку він згорить через деякий час. Зазвичай вони товщі, ніж звичайний резистор. Нижче наведена схема для різних типів резисторів:
Переваги цього безтрансформаторного джерела живлення перед трансформаторним джерелом живлення полягають у тому, що: він економічно вигідний, легший і менший.
Примітки
- Робіть це на власний ризик, надзвичайно небезпечно працювати з електромережею без належного досвіду та запобіжних заходів. Будьте гранично обережні під час побудови цієї схеми.
- Не замінюйте X-Rated конденсатор звичайним конденсатором, інакше він лопне.
- Якщо потрібно більше вихідної напруги та вихідного струму, тоді використовуйте інше значення X-Rated конденсатора, відповідно до таблиці.
- Використовуйте лише номінальний резистор потужністю 1 Вт або більше (5 Вт) і стабілітроновий діод.
- Запобіжник на 1 ампер також може бути використаний перед конденсатором з номіналом Х, послідовно з фазною лінією, для забезпечення безпеки.
- Для регулювання напруги замість стабілітрона також може використовуватися IC-регулятор напруги.