แหล่งจ่ายไฟไร้หม้อแปลง

การสร้างกระแสตรงแรงดันต่ำจากไฟ AC 220v หรือ 110v นั้นมีประโยชน์และจำเป็นมากในด้านอิเล็กทรอนิกส์ DC แรงดันต่ำเช่น 5v, 6v, 9v, 12v ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลอด LED ของเล่นและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือนจำนวนมาก โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่จะใช้ในการจ่ายไฟ แต่จำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นครั้งคราวซึ่งไม่คุ้มค่าและต้องใช้เวลาและพลังงานของเราด้วย ทางเลือกอื่นคือการสร้าง DC จากแหล่งจ่ายไฟ AC ซึ่งมีอะแดปเตอร์ AC-DC ให้เลือกมากมาย แต่พวกเขาใช้วงจรอะไรอยู่ข้างใน?

วิธีการที่ง่ายและตรงไปตรงมาคือการใช้หม้อแปลงแบบ step-down เพื่อลด AC ให้ต่ำลง แต่ข้อเสียของการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าคือมีราคาแพงมีน้ำหนักมากและมีขนาดใหญ่ เราได้กล่าวถึงการแปลง AC เป็น DC ประเภทนี้แล้วโดยใช้ Transformer ในบทความนี้วงจรชาร์จโทรศัพท์มือถือ และใช่เรายังสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้า AC สูงเข้าไปในแรงดันต่ำ DC โดยไม่ต้องใช้หม้อแปลงนี้เรียกว่าแหล่งจ่ายไฟ Transformerlessส่วนประกอบหลักของ วงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงคือตัวเก็บประจุแบบแรงดันตกหรือตัวเก็บประจุพิกัด Xซึ่งออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับไฟ AC ตัวเก็บประจุที่ได้รับการจัดอันดับ X นี้เชื่อมต่อเป็นชุดเฟสของ AC เพื่อลดแรงดันไฟฟ้า หม้อแปลงชนิดนี้เรียกว่าแหล่งจ่ายไฟน้อยกว่าแหล่งจ่ายไฟคาปาซิเตอร์

ตัวเก็บประจุ X-Rated

ตามที่กล่าวไว้พวกเขาเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเฟสไลน์ของ AC เพื่อลดแรงดันไฟฟ้ามีให้เลือกใช้ใน 230v, 400v, 600v AC หรือสูงกว่า

ด้านล่างนี้เป็นตารางสำหรับกระแสไฟฟ้าขาออกและแรงดันไฟฟ้าขาออก (โดยไม่ต้องโหลด) ของค่าต่าง ๆ ของตัวเก็บประจุที่ได้รับการจัดอันดับ X:

รหัสตัวเก็บประจุ	ค่าตัวเก็บประจุ	แรงดันไฟฟ้า	ปัจจุบัน
104k	0.1 ยูเอฟ	4 โวลต์	8 มิลลิแอมป์
334 พัน	0.33 ยูเอฟ	10 โวลต์	22 มิลลิแอมป์
474 พัน	0.47 ยูเอฟ	12 โวลต์	25 mA
684 พัน	0.68 ยูเอฟ	18 โวลต์	100 mA
105k	1 ยูเอฟ	24 โวลต์	40 มิลลิแอมป์
225 พัน	2.2 ยูเอฟ	24 โวลต์	100 mA

การเลือกตัวเก็บประจุแรงดันตกเป็นสิ่งสำคัญโดยขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุและปริมาณกระแสที่จะถอนออก ปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุได้รับจากสูตรด้านล่าง:

X = 1 / 2¶fC

X = ปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุ

f = ความถี่ของ AC

C = ความจุของตัวเก็บประจุอันดับ X

เราใช้ 474k หมายถึงตัวเก็บประจุ 0.47uF และความถี่ของสาย AV คือ 50 Hz ดังนั้น Reactance X คือ:

X = 1/2 * 3.14 * 50 * 0.47 * 10 ^-6 = 6776 โอห์ม (โดยประมาณ)

ตอนนี้เราสามารถคำนวณกระแส (I) ในวงจร:

ฉัน = V / X = 230/6775 = 34mA

นั่นคือวิธีการคำนวณปฏิกิริยาและกระแส

คำอธิบายวงจร

วงจรเป็นเรื่องง่ายตัวเก็บประจุลดแรงดันไฟฟ้า 0.47uF เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเฟสไลน์ของ AC ซึ่งเป็นตัวเก็บประจุที่ไม่ใช่โพลาไรซ์ดังนั้นจึงสามารถเชื่อมต่อจากด้านใดก็ได้ ตัวต้านทาน 470k โอห์มเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวเก็บประจุเพื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุเมื่อปิดวงจรจึงป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าช็อต ต้านทานนี้จะเรียกว่าความต้านทานเครื่องเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน

มีการใช้วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เพิ่มเติม (การรวมกันของไดโอด 4 ตัว) เพื่อลบองค์ประกอบครึ่งลบของ AC กระบวนการนี้เรียกว่า สัตยาบันและตัวเก็บประจุ 1000uF / 50v ถูกใช้สำหรับการกรอง หมายถึงการลบระลอกคลื่นที่เป็นผลลัพธ์ และในที่สุดก็ใช้ซีเนอร์ไดโอด 6.2v / 1w เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า อย่างที่เราทราบกันดีว่าวงจรนี้มีค่าประมาณ เอาต์พุต 12v (ดูตารางด้านบน) ดังนั้นซีเนอร์ไดโอดจึงควบคุมให้เป็นประมาณ แรงดันไฟฟ้า 6.2v และไหลกลับกระแสพิเศษ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ค่าไดโอด Zener ที่แตกต่างกันสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเช่น 5.1v, 8v เป็นต้น LED เชื่อมต่อเพื่อบ่งชี้และทดสอบ R3 (100 โอห์ม) ใช้เป็นตัวต้านทาน จำกัด กระแส

ใช้ตัวต้านทานพิกัด 1 วัตต์ขึ้นไป (5w) โดยเฉพาะตัวต้านทาน R4 มิฉะนั้นจะไหม้หลังจากเวลาผ่านไป มักจะหนากว่าตัวต้านทานปกติ ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพสำหรับตัวต้านทานประเภทต่างๆ:

ข้อดีของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงนี้เหนือแหล่งจ่ายที่ใช้หม้อแปลงคือประหยัดค่าใช้จ่ายเบาและเล็กลง

หมายเหตุ

• ทำให้เป็นความเสี่ยงของคุณเองซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งที่จะทำงานกับสายไฟ AC โดยปราศจากประสบการณ์และความระมัดระวัง โปรดใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งในขณะที่สร้างวงจรนี้
• อย่าแทนที่ตัวเก็บประจุแบบ X-Rated ด้วยตัวเก็บประจุปกติมิฉะนั้นจะระเบิด
• หากต้องการแรงดันไฟฟ้าขาออกและกระแสไฟฟ้าขาออกมากขึ้นให้ใช้ค่าตัวเก็บประจุ X-Rated ที่แตกต่างกันตามตาราง
• ใช้ตัวต้านทานพิกัด 1 วัตต์ขึ้นไป (5w) และซีเนอร์ไดโอดเท่านั้น
• นอกจากนี้ยังสามารถใช้ฟิวส์ 1 แอมแปร์ก่อนตัวเก็บประจุพิกัด X ในอนุกรมกับเฟสเพื่อความปลอดภัย
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า IC สามารถใช้แทนซีเนอร์ไดโอดเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้