Как преобразовать AC в DC

28

Я разрабатываю схему, которая должна вывести 5 В постоянного тока при 1A. Я пытаюсь использовать настенный трансформатор, чтобы понизить напряжение до 12 В переменного тока. Следующим шагом является диодный мост и пульсирующий конденсатор.

Уравнение пульсации напряжения:

V_{r i p p l e} = \frac{I}{2 f C}

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

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

Если я выберу C 1000 мкФ, пульсации напряжения будут 8,3 В! Мне действительно нужно увеличить емкость, чтобы снизить пульсации напряжения? Есть ли другой способ преобразования переменного тока в постоянный?

— Роберт
источник

6

Вы можете сэкономить диодный мост и выпрямление, если будете использовать настенный трансформатор постоянного тока вместо настенного трансформатора переменного тока. Вам все равно понадобится стабилизатор напряжения для получения стабильного напряжения 5 В, хотя почти все настенные трансформаторы НЕ регулируются по напряжению, а настенный трансформатор 5 В, скорее всего, даст вам напряжение от 5 до 9 В.

— Davr

3

Я использую 2000 F / A как эмпирическое правило (иногда больше, зависит от приложения)

μ

$\mu$

— stevenvh

Почему бы просто не купить? Зачем изобретать велосипед?

— Тим Сприггс

41

1000 мкФ при этом напряжении не очень большие. Вы ограничены по размеру или что-то?

Чтобы полностью избавиться от пульсации и выдать 5 В, необходимо добавить регулятор напряжения после конденсатора.

12 В _RMS = 17 В _пик , который, минус два диода капли, пик напряжения постоянного тока вы увидите на выходе выпрямителей: 17 - 1,1 - 1,1 = 14,8 В. Таким образом , нет никакой угрозы превышения пределов входных регулятора (вход 35 В).

Если пульсация составляет 8,3 В, то напряжение постоянного тока будет варьироваться от 6,5 В до 15 В. Этого едва достаточно для подачи в регулятор без потери регулирования, поскольку 7805 имеет падение напряжения примерно 1,5 В при 1 А ( в зависимости от температуры). Так что да, вы должны использовать немного более высокий конденсатор (или несколько конденсаторов параллельно, если пространство является проблемой).

введите описание изображения здесь ( Источник: Алан Маршалл )

Вот руководство к каждой стадии цепи электропитания.

Также:

Реальные напряжения в линиях электропередач варьируются от одной розетки к другой, а частота зависит от страны. Вам необходимо рассчитать состояние низкой линии / высокой нагрузки, чтобы убедиться, что оно не опускается ниже нормы, а также состояние высокой линии / низкой нагрузки, чтобы убедиться, что оно не превышает предел входного напряжения регулятора. Это обычно рекомендуемые значения:

JP: 85 В переменного тока до 110 В переменного тока (+ 10%, -15%), 50 и 60 Гц
США: от 105 до 132 В переменного тока (+ 10%), 60 Гц
ЕС: 215 В переменного тока до 264 В переменного тока (+ 10%), 50 Гц

— эндолиты
источник

1

Пиковое напряжение, видимое на выходе выпрямителя, будет на 2 диодных падения (всего 2,2 В) меньше, чем входное пиковое напряжение.

— Роберт

8

Эндолит обладает исключительным подходом. Я хотел бы отметить одну вещь, использовать теплоотвод. Если вы собираетесь провести 1 ампер через линейный регулятор, используйте радиатор, рассеивать мощность будет гораздо больше, чем думают люди.

— Кортук

3

Подсказка: 2 диодных разряда не обязательно должны быть 2.2v. Падение напряжения PN-перехода очень сильно зависит от его конструкции и типа используемых полупроводников. Они даже будут различаться среди устройств одного типа. Имейте в виду также, что 7805 в порядке, если в нем есть больше, чем два или три вольт места для регулировки. Однако, чем выше вход, тем больше энергии он должен рассеивать. Переключение регуляторов, хотя и несколько сложнее, чрезвычайно эффективно.

— wackyvorlon

1

В техническом паспорте 1N4004 указано падение на 1,1 В для 1 А тока и мостовые выпрямители KBP005 на 1,0 В для 1,0 А, так что это типичное значение.

— Эндолит

2

Вы также иногда видите диод через 7805, анод к входу, чтобы ограничить выход (намного) выше, чем вход - насколько это необходимо / ненужно?

— JustJeff

19

Дело в том, что в наши дни адаптеры для импульсных источников питания являются таким товаром, что, если вы действительно не хотите изучать дизайн, просто купите его. У Digikey есть несколько моделей стоимостью менее 10 долларов США ( в том числе от CUI ), которые дадут вам регулируемый выход постоянного тока с высокой эффективностью, в комплекте со всеми сертификатами безопасности и EMI / RFI.

— Джейсон С
источник

Я использую CUI все время! Существуют также версии для монтажа на печатной плате, если на вашей плате уже есть AC

— Кевин Вермеер

8

Если ваш конденсатор достаточно большой, чтобы подавить пульсации, ваш Vdc будет около 15 В, как показывает Эндолит. Давайте рассмотрим, что он немного падает под нагрузкой, и в качестве примера используем 12В. Если выходное напряжение должно быть 5 В, то для регулятора должно быть 7 В при 1 А, что означает, что он должен иметь возможность непрерывно рассеивать 7 Вт мощности. В зависимости от вашего приложения, это может или не может быть проблемой.

Почему бы вам просто не использовать адаптер переключения питания? В эти дни есть много маршрутизаторов, сетевых коммутаторов / концентраторов, жестких дисков и т. Д., Которые используют 5V. Их источники питания обычно не больше обычного настенного трансформатора, более эффективны, а выходное напряжение хорошо регулируется.

— icabrindus
источник

7

Другой метод заключается в добавлении дросселя (индуктора) последовательно перед окончательной крышкой фильтра. Что-то вроде 100 эээ сделало бы мир добра. Катушка противостоит изменениям тока, так же, как крышка сопротивляется изменениям напряжения. Соедините их вместе, и вы получите гораздо более эффективный фильтр.

У вас есть ошибка в вашем уравнении Вриппла. Поскольку вы используете двухполупериодный мост, ваша частота составляет не 60 Гц, а 120.

— bobdole369
источник

У меня было "2 *", чтобы компенсировать полный мост.

— Роберт

У вас есть веб-сайт, который описывает метод удушения?

— Роберт

Посмотрите на такие вещи, как фильтры верхних частот, они используют тот факт, что индуктивное сопротивление увеличивается с частотой, а емкостное сопротивление уменьшается.

— wackyvorlon

Индуктор сопротивляется изменениям тока, но имейте в виду, что ваша цепь может захотеть быстро изменить ток. Когда вы меняете ток, необходимый для цепи, катушка индуктивности должна где-то сбросить ток.

— Kellenjb

1

Индуктор должен быть установлен перед диодным мостом, а не после регулятора. Если он достаточно велик, он может увеличить угол проводимости PTX до 360 градусов и уменьшить пики выходного тока и впадины до плоского состояния. Но вы теряете некоторое напряжение. См. Справочник радио-дизайнера, стр. 1162, 1182 и след.

— user207421

4

Ваше уравнение Вриппла является лишь приблизительным и подходит только для небольшого количества пульсации.

Найдите лучшее уравнение или решите его графически, и вы увидите, что ваша пульсация не так велика, как вы думаете.

— SiliconFarmer
источник

Хороший вопрос об ограничениях этого уравнения!

— Роберт

1

Вот несколько лучшее уравнение для случаев, когда Vripple велик. Это менее пессимистично, чем Vripple = I / (2fC), но все же пессимистично для значений Vripple <1/2 * Vpeak. Вместо того, чтобы предполагать, что при t = 1/2 * f нет восходящей синусоидальной волны, аппроксимируйте выход выпрямителя треугольниками вместо синусоидальной волны (чтобы упростить математику) Решив два уравнения, чтобы увидеть, когда падение напряжения на конденсаторе пересекает восходящую треугольную волну, получить: Vt = Vp * (4fCVp / I -1) / (4fCVp / I +1) f = 60, C = 1000, Vp = 14,8 , I = 1 Вт = 8,3 Вольт, что значительно выше 7805 выходных напряжений 5 В + 1,5 В.

— SiliconFarmer

3

Если вы не хотите идти по пути переключения, используйте трансформатор на 5 или 6 вольт с большим количеством цоколя. и регулятор низкого отсева очень помог бы. Вы должны сделать некоторые вычисления, чтобы получить значения и посмотреть, являются ли они разумными.

— russ_hensel
источник