Tạo điện áp thấp DC, từ nguồn điện AC 220v hoặc 110v, rất hữu ích và cần thiết trong lĩnh vực điện tử. DC điện áp thấp, như 5v, 6v, 9v, 12v, được sử dụng trong các mạch điện tử, bóng đèn LED, đồ chơi và nhiều mặt hàng điện tử gia dụng. Nói chung, pin được sử dụng để cung cấp năng lượng cho chúng, nhưng chúng cần được thay thế theo thời gian, điều này không hiệu quả về chi phí và còn tốn thời gian và năng lượng của chúng ta. Vì vậy, giải pháp thay thế là tạo DC từ nguồn AC, có rất nhiều bộ điều hợp AC-DC có sẵn, nhưng bên trong chúng đang sử dụng mạch điện nào?
Cách tiếp cận dễ dàng và đơn giản là sử dụng máy biến áp bậc xuống để hạ thấp AC, nhưng nhược điểm của việc sử dụng máy biến áp là chi phí đắt, trọng lượng nặng và kích thước lớn. Chúng tôi đã đề cập đến loại chuyển đổi AC sang DC này, sử dụng Biến áp trong bài viết này Mạch sạc điện thoại di động. Và vâng, chúng ta cũng có thể chuyển đổi điện áp cao AC thành điện áp thấp một chiều mà không cần sử dụng Biến áp, đây được gọi là bộ nguồn không biến áp. Thành phần chính của mạch cung cấp điện không biến áp là tụ điện giảm áp hoặc tụ điện định mức X, được thiết kế đặc biệt cho nguồn điện xoay chiều. Tụ điện định mức X này được mắc nối tiếp với pha của dòng điện xoay chiều, để giảm điện áp. Loại Biến áp ít cung cấp điện hơn được gọi làNguồn cung cấp tụ điện.
Tụ điện định mức X
Như đã đề cập, chúng được kết nối nối tiếp với dòng pha của AC để giảm điện áp xuống, chúng có sẵn ở các xếp hạng AC 230v, 400v, 600v hoặc cao hơn.
Dưới đây là bảng cho dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra (không có Tải), các giá trị khác nhau của tụ điện định mức X:
|
Mã tụ điện |
Giá trị tụ điện |
Vôn |
Hiện hành |
|
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 |
Lựa chọn tụ điện giảm điện áp là rất quan trọng, nó dựa trên phản ứng của tụ điện và lượng dòng điện được rút ra. Phản ứng của tụ điện được cho theo công thức dưới đây:
X = 1 / 2¶fC
X = Phản ứng của tụ điện
f = tần số của AC
C = Điện dung của tụ điện định mức X
Chúng tôi đã sử dụng 474k có nghĩa là tụ điện 0,47uF và tần số của nguồn AV là 50 Hz nên Phản ứng X là:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10 -6 = 6776 ohm (ước chừng)
Bây giờ chúng ta có thể tính dòng điện (I) trong mạch:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Vì vậy, đó là cách tính Reactance và Current.
Giải thích mạch
Mạch rất đơn giản, Tụ điện rơi 0,47uF mắc nối tiếp với dây Pha của AC, đây là tụ không phân cực nên có thể mắc từ bất kỳ phía nào. Một điện trở 470k ohm được kết nối song song với tụ điện, để xả dòng điện tích trữ trong tụ điện khi ngắt mạch, do đó ngăn ngừa điện giật. Kháng này được gọi là kháng Bleeder.
Bộ chỉnh lưu cầu hơn nữa (kết hợp 4 điốt) đã được sử dụng để loại bỏ thành phần nửa âm của AC. Quá trình này được gọi là Rectification. Và tụ điện 1000uF / 50v đã được sử dụng để lọc, có nghĩa là loại bỏ các gợn sóng trong kết quả. Và cuối cùng một diode Zener 6.2v / 1w được sử dụng làm bộ điều chỉnh điện áp. Như chúng ta biết mạch này cung cấp khoảng. Đầu ra 12v (xem bảng trên), vì vậy diode Zener này điều chỉnh nó ở mức xấp xỉ. Điện áp 6.2v và chảy ngược dòng phụ. Một giá trị khác của điốt Zener cũng có thể được sử dụng cho điện áp mong muốn như 5.1v, 8v, v.v. Một đèn LED được kết nối cho mục đích chỉ thị và thử nghiệm. R3 (100 ohm) được sử dụng như một điện trở hạn chế dòng điện.
Sử dụng điện trở định mức 1 Watt trở lên (5w), đặc biệt là điện trở R4. Nếu không, nó sẽ cháy sau một thời gian. Chúng thường dày hơn điện trở thông thường. Dưới đây là sơ đồ cho các loại điện trở:
Ưu điểm của nguồn cung cấp điện không biến áp này so với nguồn cung cấp dựa trên máy biến áp là: Nó tiết kiệm chi phí, nhẹ hơn và nhỏ hơn.
Ghi chú
- Hãy tự chịu rủi ro, cực kỳ nguy hiểm khi làm việc với nguồn điện AC mà không có kinh nghiệm và biện pháp phòng ngừa thích hợp. Hãy hết sức thận trọng khi xây dựng mạch này.
- Không thay tụ điện định mức X bằng tụ điện bình thường, nếu không nó sẽ nổ.
- Nếu cần nhiều điện áp đầu ra hơn và dòng điện đầu ra thì sử dụng giá trị khác của tụ điện định mức X, theo bảng.
- Chỉ sử dụng điện trở định mức 1 Watt trở lên (5w) và điốt Zener.
- Cũng có thể sử dụng cầu chì 1 ampe trước tụ điện định mức X, mắc nối tiếp với dây pha, vì mục đích an toàn.
- Bộ điều chỉnh điện áp IC cũng có thể được sử dụng thay cho diode Zener để điều chỉnh điện áp.