วิธีการแปลง AC เป็น DC

28

ฉันกำลังออกแบบวงจรที่ต้องการเอาต์พุต 5VDC @ 1A ฉันกำลังพยายามใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดผนังเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าลงไปที่ระดับ 12VAC ขั้นตอนต่อไปคือไดโอดบริดจ์และตัวเก็บประจุแบบกระเพื่อม

สมการแรงดันไฟฟ้าระลอกคือ:

V_{R ผม พี พี ล. อี} = \frac{ผม}{2 ฉ C}

$V_{ripple} = \frac{I}{2fC}$

I = load current (1A)
f = AC frequency (60Hz)
C = Filter Capacitor (? uF)

หากฉันเลือก C ที่ 1,000 uF แรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมคือ 8.3 V! ฉันต้องเพิ่มความจุมากขึ้นเพื่อลดแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมหรือไม่? มีวิธีอื่นในการแปลง AC เป็น DC หรือไม่

— โรเบิร์ต
แหล่งที่มา

6

คุณสามารถช่วยตัวเองสะพานไดโอดและแก้ไขถ้าคุณใช้หม้อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงกำแพงแทนหม้อแปลง AC ผนัง คุณยังคงต้องการตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้ได้ 5V ที่เสถียรแม้ว่าหม้อแปลงผนังเกือบทั้งหมดจะไม่ได้รับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและหม้อแปลงผนัง '5V' จะมีแนวโน้มมากขึ้นที่จะให้คุณอยู่ระหว่าง 5V ถึง 9V

— davr

3

ผมใช้ 2000 F / A เป็นนิ้วหัวแม่มือกฎของ (บางครั้งมากขึ้นขึ้นอยู่กับโปรแกรม)

μ

$\mu$

— stevenvh

ทำไมไม่ซื้อเพียงอันเดียว ทำไมต้องคิดค้นล้อใหม่

— ทิม Spriggs

41

1,000 µF ที่แรงดันไฟฟ้านี้ไม่ใหญ่มาก คุณถูก จำกัด ด้วยขนาดหรืออะไรบางอย่าง?

ในการกำจัดระลอกคลื่นอย่างสมบูรณ์และสร้าง 5 V คุณจะต้องเพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าหลังจากตัวเก็บประจุ

12 V _RMS = 17 V _Peakซึ่งลบไดโอดสองหยดลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสุดที่คุณจะเห็นที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแส: 17 - 1.1 - 1.1 = 14.8 V. ดังนั้นจึงไม่มีการคุกคามเกินขีด จำกัด อินพุต ของตัวควบคุม (อินพุต 35 V)

หากระลอกเป็น 8.3 โวลต์แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะเปลี่ยนแปลงจาก 6.5 V ถึง 15 V นี่เป็นเพียงสูงพอที่จะป้อนเข้าไปในเครื่องควบคุมโดยไม่หลุดออกจากกฎระเบียบเนื่องจาก 7805 มีประมาณ 1.5 V ที่ 1 A ( ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ) ใช่คุณควรใช้ตัวเก็บประจุที่สูงขึ้นเล็กน้อย (หรือตัวเก็บประจุหลายตัวพร้อมกันหากมีปัญหาเรื่องพื้นที่)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่ ( ที่มา: Alan Marshall )

นี่คือคำแนะนำสำหรับแต่ละขั้นตอนของวงจรไฟ

นอกจากนี้:

แรงดันไฟฟ้าของสายไฟฟ้าในชีวิตจริงนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละเต้าเสียบและความถี่จะแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ คุณจำเป็นต้องคำนวณเงื่อนไขของสายต่ำ / โหลดสูงเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ลดลงต่ำกว่าข้อกำหนดรวมถึงเงื่อนไขของสายสูง / โหลดต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าไม่เกินขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าอินพุตของตัวควบคุม นี่คือค่าที่แนะนำโดยทั่วไป:

JP: 85 VAC ถึง 110 VAC (+ 10%, -15%), 50 และ 60 Hz
สหรัฐอเมริกา: 105 VAC ถึง 132 VAC (+ 10%), 60 Hz
สหภาพยุโรป: 215 VAC ถึง 264 VAC (+ 10%), 50 Hz

— endolith
แหล่งที่มา

1

แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่เห็นที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสจะลดลง 2 ไดโอด (รวม 2.2 V) น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ป้อนเข้า

— Robert

8

Endolith มีวิธีการที่ยอดเยี่ยม ฉันต้องการที่จะบันทึกสิ่งหนึ่งใช้ความร้อน หากคุณกำลังจะใส่ 1 แอมป์ผ่านตัวควบคุมเชิงเส้นให้ใช้แผ่นระบายความร้อนมันมีพลังมากขึ้นในการกระจายมากกว่าที่ผู้คนรู้

— Kortuk

3

จุดด่วน: 2 diode drops ไม่จำเป็นต้องเป็น 2.2v แรงดันไฟฟ้าตกของทางแยก PN นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมันและประเภทของสารกึ่งตัวนำที่เกี่ยวข้อง พวกเขายังจะแตกต่างกันระหว่างอุปกรณ์ประเภทเดียวกัน ใจเช่นกันว่า 7805 นั้นดีตราบใดที่มันมีมากกว่าสองหรือสามโวลต์ของห้องหัวเพื่อควบคุมสิ่งต่อไปนี้การป้อนข้อมูลที่สูงขึ้น แต่ยิ่งมีอำนาจมากขึ้นในการกระจาย ในขณะที่ค่อนข้างซับซ้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมาก

— wackyvorlon

1

1N4004 แผ่นข้อมูลรายการ 1.1 V หล่นสำหรับ 1 A ของปัจจุบันและ KBP005 bridge rectifier แสดงรายการ 1.0 V สำหรับ 1.0 A ดังนั้นมันจึงเป็นค่าทั่วไป

— endolith

2

บางครั้งคุณยังเห็นไดโอดใน 7805, ขั้วบวกกับอินพุตเพื่อที่จะยึดเอาท์พุทจากการไปสูงกว่าอินพุต (มาก) จำเป็นต้องใช้หรือไม่จำเป็นอย่างไร?

— JustJeff

19

สิ่งที่เป็นอยู่ในปัจจุบันคืออะแดปเตอร์จ่ายไฟแบบสลับเป็นชุดสินค้าที่นอกจากว่าคุณต้องการได้รับการออกแบบเพื่อการเรียนรู้เพียงซื้อมา Digikey มีจำนวนน้อยกว่า $ 10 ในปริมาณเดียว ( นี่คือหนึ่งจาก CUI ) และจะให้การควบคุม DC output ที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมความปลอดภัยและการรับรอง EMI / RFI ทั้งหมด

— เจสันเอส
แหล่งที่มา

ฉันใช้ CUI ตลอดเวลา! นอกจากนี้ยังมี PCB mount version หากคุณมี AC ที่บอร์ดของคุณอยู่แล้ว

— Kevin Vermeer

8

หากตัวเก็บประจุของคุณมีขนาดใหญ่พอที่จะกระเพื่อมลง Vdc ของคุณจะอยู่ที่ประมาณ 15V ตามที่แสดงโดย Endolith ลองพิจารณาว่ามันลดลงเล็กน้อยภายใต้การโหลดและใช้ 12V เป็นตัวอย่าง หากเอาต์พุตต้องเป็น 5V ตัวควบคุมควรใช้ 7V ที่ 1A ซึ่งหมายความว่ามันจะสามารถกระจายพลังงาน 7W อย่างต่อเนื่อง อาจมีหรือไม่มีปัญหาก็ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันของคุณ

ทำไมคุณไม่ใช้อะแดปเตอร์แปลงไฟ? วันนี้มีเราเตอร์สวิตช์เครือข่ายฮับฮาร์ดไดรฟ์ ฯลฯ ที่ใช้ 5V อุปกรณ์จ่ายไฟของพวกเขามักจะไม่ใหญ่กว่าจากนั้นเป็นหม้อแปลงผนังปกติมีประสิทธิภาพมากขึ้นและแรงดันเอาท์พุทจะถูกควบคุมอย่างดี

— icabrindus
แหล่งที่มา

7

อีกวิธีคือการเพิ่มโช้ก (ตัวเหนี่ยวนำ) ในซีรีย์ก่อนที่ฝาปิดฟิลเตอร์สุดท้าย บางอย่างเช่น 100 uH จะทำโลกที่ดี คอยล์ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันเช่นเดียวกับหมวกต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า รวมสองอย่างเข้าด้วยกันและคุณจะได้ตัวกรองที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

คุณมีข้อผิดพลาดในสมการ Vripple ของคุณ เมื่อคุณใช้สะพานคลื่นแบบเต็มความถี่ของคุณไม่ใช่ 60 เฮิร์ต แต่เป็น 120

— bobdole369
แหล่งที่มา

ฉันมี "2 *" เพื่อชดเชยสะพานเต็ม

— Robert

คุณมีเว็บไซต์ที่อธิบายวิธีการทำให้หายใจไม่ออก?

— Robert

ค้นหาสิ่งต่างๆเช่นฟิลเตอร์กรองความถี่สูงพวกเขาใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิกิริยารีแอคทีฟจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ในขณะที่ปฏิกิริยารีแอกทีฟลดลง

— wackyvorlon

ตัวเหนี่ยวนำต้านทานการเปลี่ยนแปลงของกระแส แต่จำไว้ว่าวงจรของคุณอาจต้องการเปลี่ยนกระแสอย่างรวดเร็ว เมื่อคุณเปลี่ยนกระแสที่จำเป็นสำหรับวงจรตัวเหนี่ยวนำจะต้องทิ้งกระแสไฟฟ้าที่ใดที่หนึ่ง

— Kellenjb

1

ควรวางตัวเหนี่ยวนำก่อนสะพานไดโอดไม่ใช่หลังจากตัวควบคุม หากมีขนาดใหญ่พอจะสามารถเพิ่มมุมการนำไฟฟ้า PTX เป็น 360 องศาและลดการไหลของจุดสูงสุดในปัจจุบันและหุบเขาให้เป็นแนวราบ แต่คุณสูญเสียแรงดันไฟฟ้าบ้าง ดูคู่มือนักออกแบบวิทยุ pp. 1162, 1182 & ff

— user207421

4

สมการ Vripple ของคุณเป็นเพียงการประมาณและดีต่อระลอกคลื่นเล็กน้อย

หาสมการที่ดีกว่าหรือแก้มันด้วยกราฟิคแล้วคุณจะเห็นระลอกคลื่นของคุณไม่มากเท่าที่คุณคิด

— SiliconFarmer
แหล่งที่มา

จุดดีเกี่ยวกับข้อ จำกัด ของสมการนั้น!

— Robert

1

นี่คือสมการที่ค่อนข้างดีกว่าสำหรับกรณีที่ Vripple มีขนาดใหญ่ นี่เป็นแง่ร้ายน้อยกว่า Vripple = I / (2fC) แต่ก็ยังมองโลกในแง่ร้ายสำหรับค่า Vripple <1/2 * Vpeak แทนที่จะสมมติว่าไม่มีคลื่นไซน์เพิ่มขึ้นที่ t = 1/2 * f, ประมาณเอาท์พุทของวงจรเรียงกระแสด้วยสามเหลี่ยมแทนคลื่นไซน์ (เพื่อทำให้คณิตศาสตร์ง่ายขึ้น) การแก้สมการทั้งสองเพื่อดูว่าแรงดันไฟฟ้าตกของตัวเก็บประจุสกัดกั้นคลื่นสามเหลี่ยมที่เพิ่มขึ้นเพื่อรับ: Vt = Vp * (4fCVp / I -1) / (4fCVp / I +1) f = 60, C = 1000, Vp = 14.8 , I = 1 Vt = 8.3 โวลต์ซึ่งสูงกว่าแรงดันตกคร่อม 7805 ของ 5v + 1.5v

— SiliconFarmer

3

หากคุณไม่ต้องการไปเปลี่ยนเส้นทางหม้อแปลง 5 หรือ 6 โวลต์ที่มีฝาปิดจำนวนมาก และตัวควบคุมการเลื่อนออกที่ต่ำจะช่วยให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น คุณต้องทำการคำนวณบางอย่างเพื่อให้ได้ค่าและดูว่ามันสมเหตุสมผลหรือไม่

— russ_hensel
แหล่งที่มา