Generering af lavspændingsstrøm fra 220V eller 110V vekselstrøm er meget nyttigt og nødvendigt inden for elektronik. Lavspændings DC, som 5v, 6v, 9v, 12v, bruges i elektronikkredsløb, LED-pærer, legetøj og mange husholdningselektronikartikler. Generelt bruges batterier til at drive dem, men de skal udskiftes fra tid til anden, hvilket ikke er omkostningseffektivt og også tager vores tid og energi. Så alternativet er at generere jævnstrøm fra lysnettet, som der er mange vekselstrømsadaptere til rådighed, men hvilket kredsløb bruger de indeni?
Den nemme og ligefremme tilgang er at bruge nedadgående transformer til lav AC-strøm, men ulemperne ved at bruge transformer er, at de er dyre i omkostninger, tunge i vægt og store i størrelse. Vi har allerede dækket denne type AC til DC-konvertering ved hjælp af Transformer i denne artikel Cell Phone Charger Circuit. Og ja, vi kan også konvertere højspændingsstrøm til lavspændingsstrøm uden brug af transformeren, dette kaldes transformerfri strømforsyning. Hovedkomponenten i et transformerløst strømforsyningskredsløb er spændingsfaldende kondensator eller X-klassificeret kondensator, som er specielt designet til lysnettet. Denne X-klassificerede kondensator er tilsluttet i serie af faseledning af vekselstrøm for at tabe spændingen. Denne type transformer mindre strømforsyning kaldesKondensator strømforsyning.
X-klassificeret kondensator
Som nævnt er de forbundet i serie med faseledning af AC for at sænke spændingen, de fås i 230v, 400v, 600v AC eller højere ratings.
Nedenfor er tabellen for udgangsstrøm og udgangsspænding (uden belastning) for forskellige værdier af X-klassificerede kondensatorer:
|
Kondensatorkode |
Kondensatorværdi |
Spænding |
Nuværende |
|
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 |
Valg af spændingsfaldskondensator er vigtigt, det er baseret på kondensatorens reaktans og mængden af strøm, der skal trækkes tilbage. Kondensatorens reaktans er givet ved nedenstående formel:
X = 1/2¶fC
X = kondensatorens reaktans
f = frekvens af vekselstrøm
C = Kapacitans af X-nominel kondensator
Vi har brugt 474k betyder 0,47uF kondensator og frekvensen af AV-lysnettet er 50 Hz, så reaktansen X er:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10-6 = 6776 ohm (ca.)
Nu kan vi beregne strømmen (I) i kredsløbet:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Så sådan beregnes reaktansen og strømmen.
Forklaring af kredsløb
Kredsløbet er simpelt, spændingsfaldkondensator på 0,47 uF er forbundet i serie med faseledning af AC, dette er en ikke-polariseret kondensator, så den kan tilsluttes fra enhver side. En 470k ohm-modstand er forbundet parallelt med kondensatoren for at aflade den lagrede strøm i kondensatoren, når kredsløbet er slukket, hvilket forhindrer elektrisk stød. Denne modstand kaldes Bleeder-modstand.
Yderligere Bridge-ensretter (kombination af 4 dioder) er blevet brugt til at fjerne den negative halvdel af AC. Denne proces kaldes opretning. Og 1000uF / 50v kondensator er blevet brugt til filtrering, hvilket betyder at fjerne krusninger i resulteret bølge. Og endelig bruges en Zener-diode på 6,2 v / 1 w som spændingsregulator. Som vi ved, giver dette kredsløb ca. 12v output (se tabellen ovenfor), så denne Zener-diode regulerer den til ca. 6.2v spænding og strøm ekstra strøm tilbage. En anden værdi af Zener-diode kan også bruges til ønsket spænding som 5.1v, 8v osv. En LED er tilsluttet til indikation og testformål. R3 (100 ohm) bruges som en strømbegrænsende modstand.
Brug 1 Watt eller derover (5w) klassificeringsmodstand, især modstand R4. Ellers brænder det efter et stykke tid. De er normalt tykkere end normalt modstand. Nedenfor er diagrammet for forskellige modstande:
Fordelene ved denne transformerløse strømforsyning i forhold til transformatorbaseret forsyning er, at: Den er omkostningseffektiv, lettere og mindre.
Bemærkninger
- Gør det på egen risiko, det er ekstremt farligt at arbejde med lysnettet uden ordentlig erfaring og forsigtighed. Vær meget forsigtig, mens du bygger dette kredsløb.
- Udskift ikke X-Rated kondensator med normal kondensator, ellers brister den.
- Hvis der kræves mere udgangsspænding og udgangsstrøm, skal du bruge en anden værdi af X-nominel kondensator ifølge tabellen.
- Brug kun 1 watt eller derover (5w) klassificeringsmodstand og Zener-diode.
- En 1 ampere sikring kan også bruges før X-klassificeret kondensator, i serie med faselinje, af sikkerhedsmæssige årsager.
- IC-spændingsregulator kan også bruges i stedet for Zener-diode til spændingsregulering.