Capacitive Power Supply Circuit

Salah satu masalah utama yang harus diselesaikan dalam desain sirkuit elektronik adalah produksi tegangan rendah DC power supply dari Mains untuk daya sirkuit. Metode konvensional adalah penggunaan transformator step-down untuk mengurangi 230 V AC ke tingkat yang diinginkan dari tegangan rendah AC. Yang paling sederhana, menghemat ruang dan metode biaya rendah adalah penggunaan Voltage menjatuhkan Capacitor seri dengan garis fase.

Pemilihan kapasitor menjatuhkan dan desain sirkuit memerlukan pengetahuan teknis dan pengalaman praktis untuk mendapatkan tegangan dan arus yang diinginkan. Kapasitor biasa tidak akan melakukan pekerjaan karena perangkat akan dihancurkan oleh arus deras dari listrik. Listrik paku akan membuat lubang di dielektrik dan kapasitor akan gagal untuk bekerja. X-rated kapasitor yang ditentukan untuk digunakan dalam AC listrik diperlukan untuk mengurangi tegangan AC.

Skema Capacitor Power Supply Circuit

catu daya kapasitor mengungkapkan tata letak PCB

X Nilai kapasitor 400 Volt

Sebelum memilih menjatuhkan kapasitor, perlu untuk memahami prinsip kerja dan pengoperasian menjatuhkan kapasitor. The X dinilai kapasitor dirancang untuk 250, 400, 600 VAC. Versi tegangan yang lebih tinggi juga tersedia. The Impedance Efektif (Z), Rectance (X) dan frekuensi listrik (50 - 60 Hz) adalah parameter penting yang harus dipertimbangkan saat memilih kapasitor. Reaktansi (X) dari kapasitor (C) di frekuensi listrik (f) dapat dihitung dengan rumus:

X = 1 / (2 ¶ fC)

Misalnya reaktansi kapasitor 0.22μF berjalan di frekuensi 50Hz listrik akan:

X = 1 / {2 ¶ x 50 x 0,22 x (1 / 1.000.000)} = 14.475,976 ohm 0r 14,4 Kilo ohm.

Rectance kapasitor 0,22 UF dihitung sebagai X = 1 / 2Pi * f * C
Dimana f adalah frekuensi 50 Hz induk dan C adalah nilai kapasitor di Farads. Itu adalah 1 microfarad adalah 1 / 1.000.000 Farad. Oleh karena itu 0,22 microfarad adalah 0,22 x 1 / 1.000.000 Farad. Oleh karena itu rectance kapasitor muncul sebagai 14.475,97 ohm atau 14,4 K Ohms.To mendapatkan saat ini saya membagi listrik Volt dengan rectance dalam kilo ohm.That adalah 230 / 14.4 = 15,9 mA.
Impedansi efektif (Z) dari kapasitor ditentukan dengan mengambil resistansi beban (R) sebagai parameter penting. Impedansi dapat dihitung dengan rumus:

Z = √ R + X

Misalkan arus dalam rangkaian adalah saya dan Mains tegangan V maka persamaan muncul seperti:

I = V / X

Persamaan akhir sehingga menjadi:

I = 230 V / 14. 4 = 15,9 mA.

Oleh karena itu jika kapasitor 0,22 UF dinilai untuk 230 V digunakan, dapat memberikan sekitar 15 mA arus ke sirkuit. Tapi ini tidak cukup untuk banyak sirkuit. Oleh karena itu dianjurkan untuk menggunakan kapasitor 470 nF dinilai untuk 400 V untuk sirkuit tersebut untuk memberikan arus yang dibutuhkan.
X Rated AC kapasitor - 250V, 400V, 680V AC

Tabel yang menunjukkan jenis kapasitor X dinilai dan tegangan output dan arus tanpa beban

Pembetulan
Dioda digunakan untuk perbaikan harus memiliki cukup tegangan puncak inverse (PIV). Tegangan puncak terbalik adalah tegangan maksimum dioda dapat menahan ketika reverse bias. 1N4001 diode dapat menahan hingga 50 Volt dan 1N4007 memiliki toleransi dari 1000 Volt. Karakteristik penting dari tujuan umum penyearah dioda diberikan dalam tabel.


Jadi pilihan yang sesuai adalah 1N4007 rectifier diode. Biasanya dioda silikon memiliki drop tegangan maju dari 0,6 V. Nilai arus (Forward saat) dioda penyearah juga bervariasi. Sebagian besar umum dioda tujuan rectifier di seri 1N memiliki 1 ampere nilai sekarang.
DC Smoothing
Sebuah Smoothing Capacitor digunakan untuk menghasilkan riak bebas DC. Smoothing kapasitor juga disebut Filter kapasitor dan fungsinya adalah untuk mengkonversi setengah gelombang / output gelombang penuh rectifier menjadi halus DC. Kekuatan rating dan kapasitansi dua aspek penting yang harus dipertimbangkan saat memilih perataan kapasitor. The power rating harus lebih besar dari tegangan output beban off dari catu daya.
Nilai kapasitansi menentukan jumlah riak yang muncul dalam output DC ketika beban membutuhkan arus. Sebagai contoh, sebuah gelombang penuh diperbaiki DC output yang diperoleh dari 50Hz listrik AC yang beroperasi sirkuit yang menggambar 100 mA saat ini akan memiliki riak 700 mV puncak ke puncak di filter kapasitor dinilai 1000 UF.
Riak yang muncul dalam kapasitor berbanding lurus dengan arus beban dan berbanding terbalik dengan nilai kapasitansi. Lebih baik untuk menjaga riak di bawah 1,5 V puncak puncak ke-bawah kondisi beban penuh. Jadi kapasitor bernilai tinggi (1000 UF atau 2200 UF) dinilai 25 volt atau lebih harus digunakan untuk mendapatkan keluaran DC bebas riak. Jika riak kelebihan itu akan mempengaruhi fungsi sirkuit khususnya RF dan IR sirkuit.
Peraturan tegangan
Zener dioda digunakan untuk menghasilkan output DC diatur. Sebuah dioda Zener dirancang untuk beroperasi di wilayah breakdown terbalik. Jika dioda silikon reverse bias, titik mencapai di mana arus balik yang tiba-tiba meningkat. Tegangan di mana hal ini terjadi dikenal sebagai "Avalanche atau Zener" nilai dioda. Dioda Zener khusus dibuat untuk mengeksploitasi efek avalanche untuk digunakan dalam 'tegangan Reference' regulator.
Sebuah dioda Zener dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan tetap dengan melewatkan arus terbatas melalui itu dengan menggunakan resistor seri (R). Tegangan keluaran Zener tidak serius terpengaruh oleh R dan output tetap sebagai tegangan referensi yang stabil. Tapi membatasi resistor R adalah penting, tanpa yang dioda Zener akan hancur. Bahkan jika tegangan suplai bervariasi, R akan mengambil tegangan berlebih. Nilai R dapat dihitung dengan rumus:

R = Vin - Vz / Iz

Dimana Vin adalah tegangan input, output tegangan Vz dan Iz arus melalui Zener
Dalam kebanyakan sirkuit, Iz disimpan serendah 5mA. Jika suplai tegangan 18V, tegangan yang akan turun di R untuk mendapatkan output 12V adalah 6volts. Jika arus Zener maksimum yang diizinkan adalah 100 mA, maka R akan melewati maksimum yang diinginkan arus keluaran ditambah 5 mA.
Jadi nilai R muncul sebagai:

R = 18 - 12/105 mA = 6/105 x 1000 = 57 ohm

Peringkat Kekuatan Zener juga merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan saat memilih dioda Zener. Menurut rumus P = IV. P adalah daya dalam watt, saya saat ini di Amps dan V, tegangan. Jadi disipasi daya maksimum yang dapat diizinkan dalam Zener adalah tegangan Zener dikalikan dengan arus yang mengalir melalui itu. Sebagai contoh, jika 12V Zener melewati 12 V DC dan 100 mA saat ini, disipasi daya yang akan 1,2 Watt. Jadi Zener diode dinilai 1.3W harus digunakan.
Indikator LED
Indikator LED digunakan sebagai indikator daya. Penurunan tegangan yang signifikan (sekitar 2 volt) terjadi di LED ketika melewati depan saat ini. Tetes tegangan maju berbagai LED ditunjukkan pada Tabel.

Sebuah LED yang khas dapat melewati 30 -40 mA saat ini tanpa merusak perangkat. Yang normal saat ini yang memberikan kecerahan yang cukup untuk standar Red LED adalah 20 mA. Tapi ini mungkin 40 mA untuk Blue and White LED. Sebuah resistor membatasi saat ini diperlukan untuk melindungi LED dari kelebihan arus yang mengalir melalui itu. Nilai seri ini resistor harus dipilih secara hati-hati untuk mencegah kerusakan LED dan juga untuk mendapatkan kecerahan yang cukup pada 20 mA saat ini. The resistor yang membatasi arus dapat dipilih dengan menggunakan rumus:

R = V / I

Dimana R adalah nilai resistor dalam ohm, V adalah tegangan suplai dan I adalah arus yang diijinkan di Amps. Untuk khas Red LED, drop tegangan 1,8 volt. Jadi jika tegangan suplai 12 V (Vs), jatuh tegangan LED adalah 1,8 V (Vf) dan arus yang diijinkan adalah 20 mA (Jika) maka nilai resistor seri akan
Vs - Vf / Jika = 12-1,8 / 20 mA = 10,2 / 0,02 A = 510 Ohm.
Sebuah nilai yang sesuai tersedia resistor 470 Ohm. Namun disarankan untuk menggunakan 1 K resistor untuk meningkatkan kehidupan LED meskipun akan ada sedikit penurunan kecerahan. Karena LED mengambil 1,8 volt, tegangan output akan 2 volt kurang dari nilai Zener. Jadi jika rangkaian membutuhkan 12 volt, maka perlu untuk meningkatkan nilai Zener 15 volt. Tabel yang diberikan di bawah ini adalah penghisab siap memilih membatasi resistor untuk berbagai versi LED pada tegangan yang berbeda.

Circuit Diagram
Diagram di bawah ini adalah power supply transformator sederhana kurang. Berikut 225 K (2.2uF) 400 volt X dinilai kapasitor digunakan untuk menjatuhkan 230 volt AC. Resistor R2 adalah resistor pemeras yang menghapus saat disimpan dari kapasitor ketika sirkuit dicabut. Tanpa R2, ada kesempatan untuk shock fatal jika sirkuit disentuh. Resistor R1 melindungi sirkuit dari lonjakan arus pada daya. Sebuah penyearah gelombang penuh yang terdiri dari D1 melalui D4 digunakan untuk memperbaiki AC tegangan rendah dari kapasitor C1 dan C2 menghilangkan riak dari DC. Dengan desain ini, sekitar 24 volt pada 100 mA saat ini akan tersedia di output.This 24 volt DC dapat diatur untuk tegangan output yang diperlukan dengan menggunakan cocok Zener 1 watt. Lebih baik untuk menambahkan sekering pengaman di baris fase dan MOV di fase dan garis netral sebagai ukuran keamanan jika ada lonjakan tegangan atau arus pendek di listrik.

Perhatian: Pembangunan bentuk power supply hanya disarankan untuk orang-orang yang berpengalaman atau kompeten dalam menangani listrik AC. Jadi jangan coba-coba sirkuit ini jika Anda tidak berpengalaman dalam menangani tegangan tinggi.

Kelemahan dari catu daya Capacitor termasuk

• Tidak ada isolasi galvanik dari Mains.So jika bagian power supply gagal, dapat membahayakan gadget.
• Arus keluaran yang rendah. Dengan power supply Capacitor. Output maksimum yang tersedia saat ini akan 100 mA atau less.So itu tidak ideal untuk menjalankan beban induktif berat saat ini.
• Tegangan dan arus tidak akan stabil jika input AC bervariasi.

Hati-hati
Hati-hati harus diambil saat pengujian power supply menggunakan resistor menjatuhkan. Jangan sentuh pada setiap poin di PCB karena beberapa poin di induk potensial. Bahkan setelah mematikan sirkuit, hindari menyentuh titik-titik di sekitar menjatuhkan kapasitor untuk mencegah sengatan listrik. Sangat hati-hati harus diambil untuk membangun sirkuit untuk menghindari arus pendek dan kebakaran. Jarak yang cukup harus diberikan antara komponen.
Nilai tinggi smoothing kapasitor akan meledak, jika terhubung dalam polaritas terbalik. Menjatuhkan kapasitor non-terpolarisasi sehingga dapat terhubung baik jalan memutar. Unit catu daya harus diisolasi dari bagian yang tersisa dari rangkaian menggunakan isolator. Rangkaian harus ditempatkan dalam kasus logam tanpa menyentuh setiap bagian dari PCB dalam kasus logam. Kasus logam harus dibumikan dengan benar.