Cara Mengira Bekalan Kuasa Tanpa Transformer

Catatan ini menerangkan cara mengira nilai perintang dan kapasitor dalam litar bekalan kuasa tanpa transformer menggunakan formula mudah seperti undang-undang ohm.

Menganalisis Bekalan Kuasa Capaktif

Sebelum kita mempelajari formula untuk mengira dan mengoptimumkan nilai perintang dan kapasitor dalam bekalan kuasa tanpa transformer, adalah penting untuk meringkaskan standard terlebih dahulu reka bentuk bekalan kuasa tanpa transformer .

Merujuk kepada rajah, pelbagai komponen yang terlibat diberikan dengan fungsi khusus berikut:

C1 adalah kapasitor voltan tinggi nonopolar yang diperkenalkan untuk menjatuhkan arus elektrik mematikan ke had yang diinginkan mengikut spesifikasi beban. Oleh itu, komponen ini menjadi sangat penting kerana fungsi pengehadan arus utama yang ditetapkan.

D1 hingga D4 dikonfigurasikan sebagai rangkaian penerus jambatan untuk membetulkan AC turun dari C1, agar output sesuai dengan beban DC yang dimaksudkan.

Z1 diposisikan untuk menstabilkan output ke had voltan selamat yang diperlukan.

C2 dipasang ke tapis segala riak di DC dan untuk mewujudkan DC yang sangat bersih untuk beban yang disambungkan.

R2 mungkin pilihan tetapi disarankan untuk mengatasi lonjakan ON dari arus, walaupun lebih baik komponen ini mesti diganti dengan termistor NTC.

Menggunakan Undang-undang Ohm

Kita semua tahu bagaimana undang-undang Ohm berfungsi dan bagaimana menggunakannya untuk mencari parameter yang tidak diketahui ketika dua yang lain diketahui. Walau bagaimanapun, dengan jenis bekalan kuasa kapasitif yang mempunyai ciri khas dan dengan LED yang disambungkan kepadanya, mengira arus, penurunan voltan dan perintang LED menjadi sedikit membingungkan.

Cara Mengira dan Mengurangkan Parameter Voltan Semasa, dalam Bekalan Kuasa Transformer.

Setelah mengkaji corak yang relevan dengan teliti, saya merancang kaedah yang mudah dan berkesan untuk menyelesaikan masalah di atas, terutamanya apabila bekalan kuasa yang digunakan adalah tanpa transformer atau memasukkan kapasitor PPC atau reaktansi untuk mengawal arus.

Menilai Arus dalam Bekalan Kuasa Kapasitif

Lazimnya, a bekalan kuasa tanpa transformer akan menghasilkan output dengan nilai arus yang sangat rendah tetapi dengan voltan sama dengan arus AC yang digunakan (sehingga dimuat).

Sebagai contoh, bekalan kuasa 1 µF, 400 V (voltan kerosakan) apabila disambungkan ke bekalan elektrik 220 V x 1.4 = 308V (selepas jambatan) akan menghasilkan arus maksimum 70 mA dan bacaan voltan awal 308 Volt.

Walau bagaimanapun voltan ini akan menunjukkan penurunan yang sangat linear kerana outputnya dimuat dan arus diambil dari takungan '70 mA'.

Kita tahu bahawa jika beban memakan keseluruhan 70 mA bererti voltan jatuh hampir kepada sifar.

Sekarang kerana penurunan ini bersifat linear, kita hanya boleh membahagikan voltan keluaran awal dengan arus maksimum untuk mencari penurunan voltan yang berlaku untuk arus beban yang berlainan.

Oleh itu, membahagikan 308 volt dengan 70 mA memberikan 4.4V. Ini adalah kadar di mana voltan akan turun untuk setiap 1 mA arus yang ditambah dengan beban.

Ini menunjukkan jika beban memakan arus 20 mA, penurunan voltan akan menjadi 20 × 4,4 = 88 volt, jadi output sekarang akan menunjukkan voltan 308 - 62,8 = 220 volt DC (selepas jambatan).

Contohnya dengan a LED 1 watt disambungkan terus ke litar ini tanpa perintang akan menunjukkan voltan sama dengan penurunan voltan maju LED (3.3V), ini kerana LED tenggelam hampir semua arus yang tersedia dari kapasitor. Walau bagaimanapun voltan melintasi LED tidak turun menjadi sifar kerana voltan hadapan adalah voltan maksimum yang ditentukan yang boleh turun di atasnya.

Dari perbincangan dan analisis di atas, menjadi jelas bahawa voltan di mana-mana unit bekalan kuasa tidak penting sekiranya keupayaan penyampaian bekalan kuasa semasa 'relatif' rendah.

Sebagai contoh jika kita menganggap LED, ia dapat menahan arus 30 hingga 40 mA pada voltan yang hampir dengan 'penurunan voltan ke hadapan', namun pada voltan yang lebih tinggi arus ini boleh menjadi berbahaya bagi LED, jadi ini mengenai menjaga arus maksimum sama dengan had maksimum yang boleh diterima dengan selamat.

Mengira Nilai Perintang

Perintang untuk Beban : Apabila LED digunakan sebagai beban, disarankan untuk memilih kapasitor yang nilai reaktansinya hanya memungkinkan arus maksimum yang ditoleransi ke LED, dalam hal ini perintang dapat dihindari sepenuhnya.

Sekiranya nilai kapasitor besar dengan output arus yang lebih tinggi, maka mungkin seperti yang dibincangkan di atas, kita dapat memasukkan perintang untuk mengurangkan arus ke had yang boleh diterima.

Mengira Perintang Had Lonjakan : Perintang R2 dalam bentuk rajah di atas disertakan sebagai perintang penghad lonjakan ON. Pada dasarnya melindungi beban rentan dari arus lonjakan awal.

Semasa tempoh menghidupkan ON awal, kapasitor C1 bertindak seperti litar pintas yang lengkap, walaupun hanya untuk beberapa milisaat, dan mungkin membenarkan keseluruhan 220V melintasi output.

Ini mungkin cukup untuk melancarkan litar elektronik sensitif atau LED yang disambungkan dengan bekalan, yang juga termasuk diod zener penstabil.

Oleh kerana diod zener membentuk peranti elektronik pertama sejajar yang perlu dilindungi dari lonjakan awal, R2 dapat dikira sesuai dengan spesifikasi diod zener, dan maksimum arus zener , atau pembuangan zener.

Arus maksimum yang boleh diterima oleh zener untuk contoh kita ialah 1 watt / 12 V = 0,083 amp.

Oleh itu R2 hendaklah = 12 / 0.083 = 144 Ohm

Walau bagaimanapun, kerana arus lonjakan hanya untuk milisaat, nilai ini mungkin jauh lebih rendah daripada ini.

Di sini. kami tidak mempertimbangkan input 310V untuk pengiraan zener, kerana arus terhad kepada 70 mA oleh C1.

Oleh kerana R2 tidak dapat menyekat arus berharga untuk beban semasa operasi biasa, ia mestilah ideal NTC jenis perintang. NTC akan memastikan bahawa arus dibatasi hanya semasa tempoh pengaktifan awal, dan kemudian 70 mA penuh dibenarkan melepasi beban yang tidak terhad.

Mengira Resistor Pelepasan : Resistor R1 digunakan untuk melepaskan cas voltan tinggi yang tersimpan di dalam C1, setiap kali litar dicabut dari kabel.

Nilai R1 semestinya serendah mungkin untuk melepaskan cepat C1, namun menghilangkan haba minimum semasa dihubungkan dengan AC.

Oleh kerana R1 boleh menjadi perintang 1/4 watt, pelesapannya mestilah lebih rendah daripada 0.25 / 310 = 0.0008 amp atau 0.8 mA.

Oleh itu R1 = 310 / 0.0008 = 387500 Ohm atau 390 k lebih kurang.

Mengira Perintang LED 20 mA

Contoh: Dalam rajah yang ditunjukkan, nilai kapasitor menghasilkan maksimum 70 mA. arus yang cukup tinggi untuk mana-mana LED tahan. Menggunakan formula LED / perintang standard:

R = (voltan bekalan VS - voltan hadapan LED VF) / LED arus IL,
= (220 - 3.3) /0.02 = 10.83K,

Walau bagaimanapun, nilai 10.83K kelihatan sangat besar, dan secara terang-terangan akan menjatuhkan pencahayaan pada LED .... tidak kurang, pengiraannya benar-benar sah .... jadi adakah kita kehilangan sesuatu di sini ??

Saya rasa di sini voltan '220' mungkin tidak betul kerana pada akhirnya LED hanya memerlukan 3.3V .... jadi mengapa tidak menerapkan nilai ini dalam formula di atas dan periksa hasilnya? Sekiranya anda telah menggunakan diod zener, maka nilai zener dapat diterapkan di sini sebagai gantinya.

Ok, ini kita pergi lagi.

R = 3.3 / 0.02 = 165 ohm

Sekarang ini kelihatan lebih baik.

Sekiranya anda menggunakannya, katakanlah dioda zener 12V sebelum LED, formula dapat dikira seperti yang diberikan di bawah:

R = (voltan bekalan VS - voltan hadapan LED VF) / LED arus IL,
= (12 - 3.3) /0.02 = 435 Ohm,

Oleh itu nilai perintang untuk mengawal satu LED merah selamat sekitar 400 ohm.

Mencari Kapasitor Semasa

Dalam keseluruhan reka bentuk tanpa transformer yang dibahas di atas, C1 adalah komponen penting yang mesti dimensi dengan betul sehingga output semasa daripadanya dioptimumkan secara optimum mengikut spesifikasi beban.

Memilih kapasitor bernilai tinggi untuk beban yang lebih kecil boleh meningkatkan risiko arus lonjakan yang berlebihan memasuki beban dan merosakkannya lebih cepat.

Kapasitor yang dikira dengan betul sebaliknya memastikan lonjakan lonjakan terkawal dan pelesapan nominal mengekalkan keselamatan yang mencukupi untuk beban yang disambungkan.

Menggunakan Undang-undang Ohm

Besarnya arus yang mungkin dibenarkan secara optimum melalui bekalan kuasa tanpa transformer untuk beban tertentu dapat dikira dengan menggunakan hukum Ohm:

I = V / R

di mana I = arus, V = Voltan, R = Rintangan

Namun seperti yang dapat kita lihat, dalam formula di atas R adalah parameter ganjil kerana kita berurusan dengan kapasitor sebagai anggota pengehad semasa.

Untuk memecahkan ini, kita perlu mendapatkan kaedah yang akan menerjemahkan nilai had kapasitor semasa dari segi Ohms atau unit rintangan, supaya formula undang-undang Ohm dapat diselesaikan.

Mengira Reaksi Kapasitor

Untuk melakukan ini, pertama-tama kita mengetahui tindak balas kapasitor yang boleh dianggap sebagai setara rintangan perintang.

Formula untuk reaktansi adalah:

Xc = 1/2 (pi) fC

di mana Xc = reaktansi,

pi = 22/7

f = kekerapan

C = nilai kapasitor di Farads

Hasil yang diperoleh dari formula di atas adalah dalam Ohms yang boleh diganti secara langsung dalam undang-undang Ohm yang telah disebutkan sebelumnya.

Mari kita selesaikan contoh untuk memahami pelaksanaan formula di atas:

Mari kita lihat berapa banyak kapasitor 1uF yang dapat dihantar ke beban tertentu:

Kami mempunyai data berikut di tangan kami:

pi = 22/7 = 3.14

f = 50 Hz (frekuensi AC utama)

dan C = 1uF atau 0.000001F

Menyelesaikan persamaan reaktansi menggunakan data di atas memberikan:

Xc = 1 / (2 x 3.14 x 50 x 0.000001)

= 3184 ohm lebih kurang

Menggantikan nilai ketahanan setara ini dalam formula undang-undang Ohm kami, kami mendapat:

R = V / I

atau I = V / R

Dengan andaian V = 220V (kerana kapasitor dimaksudkan untuk bekerja dengan voltan utama.)

Kita mendapatkan:

Saya = 220/3184

= 0.069 amp atau 69 mA lebih kurang

Begitu juga kapasitor lain yang dapat dikira untuk mengetahui kapasiti atau penarafan arus maksimum mereka.

Perbincangan di atas menerangkan secara komprehensif bagaimana arus kapasitor dapat dikira dalam litar yang berkaitan, terutamanya dalam bekalan kuasa tanpa kapasiti transformer.

AMARAN: REKA BENTUK DI ATAS TIDAK TERPISAH DARIPADA INPUT UTAMA, SEBELUM UNIT SELURUH BOLEH DATANG DENGAN MAIN INPUT LETHAL, HATI-HATI DENGAN BERHATI-HATI DENGAN MENANGANI PADA KEDUDUKAN.