Stvaranje istosmjerne struje niskog napona iz mreže izmjeničnog napona 220v ili 110v vrlo je korisno i potrebno na polju elektronike. Niskonaponski istosmjerni istosmjerni struja, poput 5v, 6v, 9v, 12v, koristi se u elektroničkim sklopovima, LED žaruljama, igračkama i mnogim kućanskim elektroničkim uređajima. Obično se za njihovo napajanje koriste baterije, ali ih treba povremeno mijenjati, što nije isplativo, a također nam oduzima vrijeme i energiju. Dakle, alternativa je generiranje istosmjerne struje iz AC mreže, za koju postoji mnogo AC-DC adaptera, ali koji krug oni koriste u sebi?
Jednostavan i izravan pristup je korištenje silaznog transformatora za smanjivanje izmjeničnog napona, ali nedostaci korištenja transformatora su što su skupi po cijeni, teški u težini i veliki u veličini. O ovoj vrsti pretvorbe u izmjenični u istosmjerni već smo govorili, koristeći Transformer u ovom članku Krug punjača za mobitel. I da, također možemo pretvoriti visokonaponski izmjenični naizmjenični u istosmjerni istosmjerni napon, bez upotrebe transformatora, to se naziva napajanje bez transformatora. Glavna komponenta sklopa za napajanje bez transformatora je kondenzator za smanjenje napona ili kondenzator s oznakom X, koji su posebno dizajnirani za izmjeničnu mrežu. Ovaj kondenzator s ocjenom X povezan je u seriju faznih vodova izmjeničnog napona radi pada napona. Ova vrsta transformatora naziva se manje napajanjeNapajanje kondenzatora.
Kondenzator s ocjenom X
Kao što je spomenuto, povezani su u seriju s faznom linijom izmjeničnog napona za snižavanje napona, dostupni su u nazivima od 230 V, 400 V, 600 V AC ili više.
Ispod je tablica izlazne struje i izlaznog napona (bez opterećenja), različitih vrijednosti kondenzatora s ocjenom X:
|
Kod kondenzatora |
Vrijednost kondenzatora |
napon |
Trenutno |
|
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 |
Izbor kondenzatora za pad napona je važan, on se temelji na reaktancu kondenzatora i količini struje koja se povlači. Reaktancija kondenzatora daje se ispod formule:
X = 1 / 2¶fC
X = Reaktancija kondenzatora
f = frekvencija izmjeničnog napona
C = Kapacitet X nominalnog kondenzatora
Upotrijebili smo 474k, znači 0,47uF kondenzatora, a frekvencija AV mreže je 50 Hz, pa je reaktanc X:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 ohma (približno)
Sada možemo izračunati struju (I) u krugu:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Dakle, tako se izračunava reaktanc i struja.
Objašnjenje sklopa
Krug je jednostavan, kondenzator za smanjenje napona od 0,47uF povezan je u seriju s faznom linijom izmjeničnog napona, ovo su nepolarizirani kondenzatori pa se mogu spojiti s bilo koje strane. Otpornik od 470 k ohma spojen je paralelno s kondenzatorom, kako bi se ispraznila pohranjena struja u kondenzatoru kad je krug isključen, čime se sprječava električni udar. Taj se otpor naziva Bleeder otpor.
Daljnji mostovni ispravljač (kombinacija 4 diode) korišten je za uklanjanje negativne polovice komponente izmjeničnog napona. Taj se postupak naziva Ispravljanje. A kondenzator 1000uF / 50v korišten je za filtraciju, što znači uklanjanje mreškanja u rezultirajućem valu. I na kraju se kao regulator napona koristi Zener dioda od 6,2 v / 1w. Kao što znamo, ovaj sklop pruža cca. Izlaz 12v (vidi gornju tablicu), tako da ga ova Zener dioda regulira na približno 6,2 v napon i povrat natrag dodatne struje. Drugačija vrijednost Zener diode također se može koristiti za željeni napon poput 5.1v, 8v itd. LED je povezan za indikaciju i ispitivanje. R3 (100 ohma) koristi se kao otpornik za ograničavanje struje.
Upotrijebite otpornik snage 1 W ili više (5w), posebno otpornik R4. Inače će izgorjeti nakon nekog vremena. Obično su deblji od uobičajenih otpornika. Ispod je dijagram za različite vrste otpornika:
Prednosti ovog transformatora napajanje preko napajanja transformatora temelji su da: To je jeftin, lakši i manji.
Bilješke
- Napravite to na vlastiti rizik, izuzetno je opasno raditi s mrežom bez odgovarajućeg iskustva i predostrožnosti. Budite izuzetno oprezni dok gradite ovaj krug.
- Nemojte zamjenjivati X-Rated kondenzator normalnim kondenzatorom jer će u protivnom puknuti.
- Ako je potreban veći izlazni napon i izlazna struja, upotrijebite drugačiju vrijednost X-Rated kondenzatora, prema tablici.
- Koristite samo otpornik snage 1 W ili više (5w) i Zener diodu.
- Osigurač od 1 ampera također se može koristiti prije kondenzatora s oznakom X, u seriji s faznom linijom, u sigurnosne svrhe.
- IC regulator napona se također može koristiti umjesto Zener diode za regulaciju napona.