Generare una bassa tensione DC, dalla rete 220v o 110v AC, è molto utile e necessaria nel campo dell'elettronica. La corrente continua a bassa tensione, come 5v, 6v, 9v, 12v, viene utilizzata in circuiti elettronici, lampadine a LED, giocattoli e molti articoli di elettronica domestica. Generalmente le batterie vengono utilizzate per alimentarle, ma devono essere sostituite di volta in volta, il che non è conveniente e richiede anche tempo ed energia. Quindi l'alternativa è generare la CC dalla rete CA, per la quale sono disponibili molti adattatori CA-CC, ma quale circuiteria stanno usando all'interno?
L'approccio semplice e diretto consiste nell'utilizzare un trasformatore step-down per abbassare l'AC, ma gli svantaggi dell'utilizzo del trasformatore sono che sono costosi in termini di costi, pesanti e di grandi dimensioni. Abbiamo già trattato questo tipo di conversione da CA a CC, utilizzando Transformer in questo articolo Circuito caricabatterie per telefoni cellulari. E sì, possiamo anche convertire l'alta tensione CA in bassa tensione CC, senza utilizzare il trasformatore, questo è chiamato alimentatore senza trasformatore. Il componente principale di un circuito di alimentazione senza trasformatore è il condensatore di caduta di tensione o condensatore di classe X, progettato appositamente per la rete CA. Questo condensatore classificato X è collegato in serie della linea di fase di CA, per far cadere la tensione. Questo tipo di alimentatore senza trasformatore è chiamatoAlimentazione del condensatore.
Condensatore X-Rated
Come accennato, sono collegati in serie con la linea di fase di CA per abbassare la tensione, sono disponibili in 230 V, 400 V, 600 V CA o valori superiori.
Di seguito è riportata la tabella per la corrente di uscita e la tensione di uscita (senza il carico), di diversi valori dei condensatori classificati X:
|
Codice condensatore |
Valore del condensatore |
Voltaggio |
attuale |
|
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 |
La selezione del condensatore di caduta di tensione è importante, si basa sulla reattanza del condensatore e sulla quantità di corrente da prelevare. La reattanza del condensatore è data dalla seguente formula:
X = 1 / 2¶fC
X = reattanza del condensatore
f = frequenza di AC
C = capacità del condensatore nominale X.
Abbiamo usato 474k significa condensatore da 0,47uF e la frequenza della rete AV è 50 Hz, quindi la reattanza X è:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10-6 = 6776 ohm (circa)
Ora possiamo calcolare la corrente (I) nel circuito:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Ecco come vengono calcolate la reattanza e la corrente.
Spiegazione del circuito
Il circuito è semplice, il condensatore di caduta di tensione di 0.47uF è collegato in serie con la linea di fase di CA, questo è un condensatore non polarizzato in modo che possa essere collegato da qualsiasi lato. Un resistore da 470k ohm è collegato in parallelo al condensatore, per scaricare la corrente immagazzinata nel condensatore quando il circuito è spento, evitando così scosse elettriche. Questa resistenza è chiamata resistenza al Bleeder.
Ulteriore raddrizzatore a ponte (combinazione di 4 diodi) è stato utilizzato per rimuovere la metà componente negativa di AC. Questo processo è chiamato rettifica. E il condensatore 1000uF / 50v è stato utilizzato per la filtrazione, significa rimuovere le increspature nell'onda risultante. E infine un diodo Zener di 6.2v / 1w viene utilizzato come regolatore di tensione. Come sappiamo questo circuito fornisce ca. Uscita 12v (vedere la tabella sopra), quindi questo diodo Zener lo regola a ca. 6,2 V di tensione e restituire la corrente extra. Un valore diverso del diodo Zener può essere utilizzato anche per la tensione desiderata come 5.1v, 8v ecc. Un LED è collegato a scopo di indicazione e test. R3 (100 ohm) viene utilizzato come resistenza di limitazione della corrente.
Utilizzare un resistore da 1 Watt o superiore (5w), in particolare il resistore R4. Altrimenti brucerà dopo un po 'di tempo. Di solito sono più spessi del normale resistore. Di seguito è riportato il diagramma per diversi tipi di resistori:
I vantaggi di questo alimentatore senza trasformatore rispetto all'alimentazione basata su trasformatore sono i seguenti: È conveniente, più leggero e più piccolo.
Appunti
- Fallo a tuo rischio, è estremamente pericoloso lavorare con la rete CA senza un'adeguata esperienza e precauzione. Fare estrema attenzione durante la costruzione di questo circuito.
- Non sostituire il condensatore X-Rated con un normale condensatore, altrimenti scoppierà.
- Se sono necessarie più tensione di uscita e corrente di uscita, utilizzare un valore diverso del condensatore X-Rated, secondo la tabella.
- Utilizzare solo un resistore da 1 Watt o superiore (5w) e un diodo Zener.
- Un fusibile da 1 ampere può essere utilizzato anche prima del condensatore di classe X, in serie alla linea di fase, per scopi di sicurezza.
- Il regolatore di tensione IC può anche essere utilizzato al posto del diodo Zener per la regolazione della tensione.