AC til DC-omformerkrets

I den moderne tiden jobber nesten alle husholdningselektronikker på likestrøm (DC), men vi får vekselstrøm (AC) fra kraftproduksjonsanlegg via overføringslinjer fordi vekselstrøm kan overføres mer effektivt enn likestrøm til lavere kostnader. Så hvert apparat som fungerer på DC har og AC til DC-omformerkrets. Vi har tidligere bygd en 5v mobiltelefonlader som også har en AC-DC omformerkrets.

Det er hovedsakelig to typer omformere som er mye brukt til AC-DC-samtaleformål.

Den ene er den tradisjonelle transformatorbaserte lineære omformeren som bruker en enkel diodebro, kondensator, spenningsregulator. Simple Diode Bridge kan konstrueres enten med en enkelt halvlederenhet som DB107 eller med 4 uavhengige dioder som 1N4007. Den andre typen omformer er SMPS eller Switch mode strømforsyning som bruker høyfrekvent liten transformator og en bryterregulator for å gi DC-utgang.

I dette prosjektet vil vi diskutere tradisjonell transformatorbasert design som bruker enkle dioder og kondensator for å konvertere vekselstrøm til likestrøm og en valgfri spenningsregulator for å regulere utgangsspenningen. Prosjektet vil være en AC-DC-omformer som bruker Transformer med en inngangsspenning på 230V og en utgang på 12V 1A.

Komponenter kreves

1.Transformator med 1A 13V vurdering

2,4 stk 1N4007 Dioder

3.En 1000uF elektrolytisk kondensator med 25V-klassifisering.

4. Få enkeltstrengede ledninger

5. brødbrett

6.LDO eller en lineær spenningsregulator i henhold til spesifikasjonen (her LM2940 brukt).

7.Et multimeter for å måle spenningen.

Kretsdiagram og forklaring

Skjematisk for denne AC-DC-omformerkretsen er enkel. Den transformatoren blir brukt til å trappe ned den 230V til 13V AC.

Fire generelle likeretterdioder 1N4007 brukes her for å gjenopprette AC-inngangen. 1N4007 har en maksimal repeterende revers spenning på 1000V med en gjennomsnittlig rettet fremoverstrøm på 1A. Disse fire diodene brukes til å konvertere 13V AC-utgang over transformatoren. Diodene brukes til å lage en broomformer som er en viktig del av AC til DC-konverteringskretsen. For å lære mer om Bridge likeretterkrets, følg lenken.

Filterkondensator, C1 tilsettes etter broomformeren for å glatte ut utgangsspenningen.

Den LDO, IC1 er også koblet for å regulere utgangsspenningen.

Arbeid av AC til DC Converter Circuit

En nedtrappingstransformator brukes til å konvertere høyspenning AC til lavspenning AC. Transformatoren er PCB-montert, og den er en 1-ampere 13-volts transformator. Imidlertid, under belastningen, faller transformatorspenningen omtrent 12,5-12,7 volt.

Den vesentlige delen av kretsen er en diodebro som består av fire dioder. Dioden er en elektronisk halvlederenhet som konverterer vekselstrøm til likestrøm.

Strømmen i diodebroen kan sees på bildet nedenfor.

Her blokkerer to dioder D2 og D4 den negative toppen av vekselstrømmen og får strømmen til å gå i den ene retningen. Dette er en full bro likeretter som betyr at diode broen korrigerer både den positive og negative toppen av vekselstrømssignalet.

Den store kondensatoren C1 blir ladet under konverteringen og jevner ut utgangsspenningen. Men på sluttresultatet er dette ikke en regulert spenningsutgang. Her gjøres spenningsreguleringen av LDO, LM2940, som er IC1 i skjematisk.

LDO, LM2940 er en 3-pins enhet i TO220-pakken. LDO står for lav frafallsspenning. Pin-diagrammet kan vises i bildet nedenfor.

Noen spenningsregulatorer har begrensninger på inngangsspenningen som kreves for å gi garantert spenningsregulering over regulatorens utgang. I få lineære regulatorer betegnes det at det krever minimum 2 volt forskjell mellom inngangsspenning og utgangsspenning, det vil si for regulert 12 volt utgang, regulatoren krever minst 14 volt inngangsspenning for garantert 12 volt regulert utgangsspenning. Generelt krever LDO-er (Low Dropout Voltage regulators) svært minimale spenningsforskjeller mellom inngang og utgang. For LM2940-datablad er det minst 0,5 volt forskjell mellom inngangen og utgangen. Vi brukte en LDO-regulator med fast spenning fra Texas Instruments. LM2940, som har 12 volt utgangseffekt.

Resultatet kan sees perfekt på bildet nedenfor.

Sjekk fullstendig arbeid i videoen gitt på slutten.

Transformatorbasert AC til DC-omformer er veldig vanlig der det kreves høyspenning AC til DC-konvertering. Det er oftest i forsterkeranlegg, forskjellige strømadaptere, loddestasjoner, testutstyr etc.

Begrensninger for transformatorbasert AC-DC Converter Circuit

Transformatorbasert AC til DC-konvertering er et vanlig valg der DC er nødvendig, men det har visse ulemper.

1.I alle situasjoner der inngangsstrømmen har muligheter til å svinge, eller hvis vekselstrømmen synker betydelig, blir også utgangsspenningen over transformatoren falt. Så en 230V AC til 12V DC-omformer kan ikke drives av 110V AC-ledning. For å løse dette problemet er det gitt en ekstra innstilling for forskjellige inngangsspenningsnivåer.

2. Til tross for at det ikke har et universelt inngangsspenningsområde, er det et kostbart valg, da transformatoren selv koster mer enn 60% av den totale produksjonskostnaden for omformerkretsen.

3. en annen begrensning er lav konverteringseffektivitet. Transformatoren får varme opp og kaster bort unødvendig energi.

4. Transformeren er tunge ting som unødvendig øker vekten på produktet.

5. På grunn av transformatoren kreves det større plass inne i produktet for å passe omformerkretsen eller i det minste transformatoren.

For å overvinne disse begrensningene er SMPS eller strømforsyning i brytermodus å foretrekke.