Pienjännitteen tuottaminen 220 V: n tai 110 V: n verkkovirrasta on erittäin hyödyllistä ja välttämätöntä elektroniikan alalla. Pienjännitetasapainoa, kuten 5v, 6v, 9v, 12v, käytetään elektroniikkapiireissä, LED-lampuissa, leluissa ja monissa kodinkoneiden tuotteissa. Yleensä paristoja käytetään niiden virtalähteeseen, mutta ne on vaihdettava aika ajoin, mikä ei ole kustannustehokasta ja vie myös aikaa ja energiaa. Joten vaihtoehto on tuottaa tasavirtavirta verkkovirrasta, johon on saatavana monia vaihtovirtalähteitä, mutta mitä piirejä he käyttävät sisällä?
Helppo ja suora lähestymistapa on käyttää alasuuntaista muuntajaa pienentämään vaihtovirtaa, mutta muuntajan käytön haittana on, että ne ovat kalliita, painavia ja kooltaan suuria. Olemme jo käsitelleet tämän tyyppisen vaihtovirta-DC-muunnoksen käyttämällä muuntajaa tässä artikkelissa Matkapuhelimen laturipiiri. Ja kyllä, voimme myös muuntaa suurjännitevirran matalajännitteiseksi tasavirtalähteeksi käyttämättä muuntajaa, tätä kutsutaan muuntajattomaksi virtalähteeksi. Muuntajattoman virransyöttöpiirin pääkomponentti on jännitepudotuskondensaattori tai X-mitoitettu kondensaattori, jotka on erityisesti suunniteltu verkkovirtaan. Tämä X-mitoitettu kondensaattori on kytketty sarjaan vaihtovirtajohtoa jännitteen pudottamiseksi. Tämän tyyppistä muuntajan virtalähdettä kutsutaanKondensaattorin virtalähde.
X-luokiteltu kondensaattori
Kuten edellä mainittiin, ne on kytketty sarjaan vaihtovirran vaihejohdolla jännitteen alentamiseksi, ja niitä on saatavana 230 V, 400 V, 600 V AC tai korkeammilla luokilla.
Alla on taulukko X-mitoitettujen kondensaattoreiden eri arvojen lähtövirrasta ja lähtöjännitteestä (ilman kuormaa):
Kondensaattorin koodi |
Kondensaattorin arvo |
Jännite |
Nykyinen |
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 |
Jännitteen pudottavan kondensaattorin valinta on tärkeä, se perustuu kondensaattorin reaktioon ja poistettavan virran määrään. Kondensaattorin reaktanssi lasketaan seuraavalla kaavalla:
X = 1 / 2ff
X = kondensaattorin reaktio
f = vaihtovirran taajuus
C = X-mitoitetun kondensaattorin kapasitanssi
Olemme käyttäneet 474k tarkoittaa 0,47uF kondensaattoria ja AV-verkon taajuus on 50 Hz, joten reaktanssi X on:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10-6 = 6776 ohmia (noin)
Nyt voimme laskea virran (I) piirissä:
I = V / X = 230/6775 = 34 mA
Joten reaktanssi ja virta lasketaan.
Piirin selitys
Piiri on yksinkertainen, 0,47uF: n jännitteen pudotuskondensaattori on kytketty sarjaan vaihtovirran vaihejohdon kanssa, tämä on polarisoimaton kondensaattori, joten se voidaan liittää mistä tahansa puolelta. 470k ohmin vastus on kytketty rinnakkain kondensaattorin kanssa purkaakseen kondensaattoriin tallennetun virran, kun piiri on kytketty pois päältä, estäen siten sähköiskut. Tätä vastusta kutsutaan Bleederin vastukseksi.
Lisäksi Bridge-tasasuuntaajaa (4 diodin yhdistelmä) on käytetty vaihtovirran negatiivisen puoliskomponentin poistamiseen. Tätä prosessia kutsutaan oikaisuksi. Ja 1000uF / 50v-kondensaattoria on käytetty suodattamiseen, mikä tarkoittaa aaltoilun poistamista tuloksena olevasta aallosta. Ja lopuksi Zener-diodia 6,2v / 1w käytetään jännitteen säätimenä. Kuten tiedämme, tämä piiri tarjoaa noin. 12 V: n lähtö (katso yllä oleva taulukko), joten tämä Zener-diodi säätää sitä noin. 6,2 V: n jännite ja virtaa ylimääräinen virta takaisin. Eri Zener-diodin arvoa voidaan käyttää myös halutulle jännitteelle, kuten 5,1 V, 8 V jne. LED on kytketty osoitusta ja testausta varten. R3: ta (100 ohmia) käytetään virtaa rajoittavana vastuksena.
Käytä vähintään 1 watin (5w) nimellisvastusta, erityisesti vastusta R4. Muuten se palaa jonkin ajan kuluttua. Ne ovat yleensä paksumpia kuin tavallisesti vastus. Alla on kaavio erityyppisille vastuksille:
Etuja tämän muuntajaton virtalähteen yli muuntaja perustuu tarjonta ovat, että: Se on kustannustehokas, kevyempiä ja pienempiä.
Huomautuksia
- Tee se omalla vastuullasi, mikä on erittäin vaarallista työskennellä verkkovirralla ilman asianmukaista kokemusta ja varotoimia. Ole erityisen varovainen rakentaessasi tätä virtapiiriä.
- Älä korvaa X-Rated-kondensaattoria normaalilla kondensaattorilla, muuten se räjähtää.
- Jos tarvitaan enemmän lähtöjännitettä ja lähtövirtaa, käytä X-Rated-kondensaattorin eri arvoa taulukon mukaan.
- Käytä vain 1 watin (5 watin) nimellisvastusta ja Zener-diodia.
- 1 ampeerin sulaketta voidaan käyttää turvallisuussyistä myös ennen X-mitoitettua kondensaattoria sarjassa vaihejohdon kanssa.
- IC-jännitesäädintä voidaan käyttää myös Zener-diodin sijasta jännitteen säätämiseen.