Как преобразовать переменный ток в постоянный

Я разрабатываю схему, которая должна выводить 5 В постоянного тока при 1 А. Я пытаюсь использовать настенный трансформатор для снижения напряжения до 12 В переменного тока. Следующим шагом является диодный мост и конденсатор пульсаций.

Уравнение напряжения пульсаций:

В р я п п л е знак равно я 2 ф С 

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

Если я выберу C 1000 мкФ, напряжение пульсаций составит 8,3 В! Мне действительно нужно поставить больше емкости, чтобы снизить пульсации напряжения? Есть ли другой способ преобразования переменного тока в постоянный?

Вы можете сэкономить на диодном мосту и выпрямлении, если будете использовать настенный трансформатор постоянного тока вместо настенного трансформатора переменного тока. Вам все равно понадобится регулятор напряжения, чтобы получить стабильные 5 В, хотя почти все настенные трансформаторы НЕ регулируются по напряжению, а настенный трансформатор «5 В», скорее всего, даст вам где-то между 5 В и 9 В.
я использую 2000 мю F/A как эмпирическое правило (иногда больше, зависит от приложения)
Почему бы просто не купить один? Зачем изобретать велосипед?

Ответы (6)

1000 мкФ при таком напряжении не так уж и много. Вы ограничены в размерах или что-то в этом роде?

Чтобы полностью избавиться от пульсаций и выдать 5 В, нужно после конденсатора добавить стабилизатор напряжения.

12 В RMS = 17 В Пиковое , что, за вычетом двух падений на диоде, представляет собой пиковое постоянное напряжение, которое вы увидите на выходе выпрямителей: 17 - 1,1 - 1,1 = 14,8 В. Таким образом, нет угрозы превышения входных ограничений. 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, чтобы подавать на регулятор без выхода из режима регулирования, поскольку у 7805 падение напряжения составляет около 1,5 В при 1 А ( в зависимости от температуры). Так что да, вам следует использовать конденсатор чуть большей емкости (или несколько конденсаторов параллельно, если не хватает места).

введите описание изображения здесь( Источник: Алан Маршалл )

Вот руководство по каждому этапу цепи питания.

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 упадет ниже нормы, а также условие высокой линии/низкой нагрузки, чтобы убедиться, что оно не превышает предел входного напряжения регулятора. Это обычно рекомендуемые значения:

  • JP: от 85 В до 110 В переменного тока (+10%, -15%), 50 и 60 Гц
  • США: от 105 В до 132 В переменного тока (+10%), 60 Гц
  • ЕС: от 215 В до 264 В переменного тока (+10%), 50 Гц
Пиковое напряжение на выходе выпрямителя будет на 2 падения на диоде (всего 2,2 В) меньше входного пикового напряжения.
Endolith использует исключительный подход. Хочу отметить один момент, ИСПОЛЬЗУЙТЕ РАДИАТОР. Если вы собираетесь подать 1 ампер через линейный регулятор, используйте радиатор, рассеиваемая мощность гораздо больше, чем люди думают.
Упс. Включение диодных капель меняет ответ. Допустил ли я другие ошибки?
Быстрый момент: 2 диодных падения не обязательно 2,2 В. Падение напряжения на PN-переходе очень сильно зависит от его конструкции и типа используемых полупроводников. Они даже будут различаться для устройств одного типа. Имейте в виду также, что 7805 хорош, пока у него есть более двух или трех вольт запаса для регулирования. Однако чем выше входное напряжение, тем больше мощности он должен рассеивать. Импульсные регуляторы хоть и несколько сложнее, но гораздо эффективнее.
В техническом описании 1N4004 указано падение 1,1 В для 1 А тока, а для мостового выпрямителя KBP005 указано 1,0 В для 1,0 А, так что это типичное значение.
иногда вы также видите диод на 7805, анод на вход, чтобы зафиксировать выход (намного) выше, чем вход - насколько это необходимо/ненужно?
См. стр. 11 на сайте national.com/ds/LM/LM340.pdf и стр. 38 на сайте st.com/stonline/books/pdf/docs/2143.pdf Прочтите таблицы данных! :) Я также вижу перевернутые диоды на выходе, чтобы он не уходил под землю.
@rdeml: Вы можете купить выпрямители напряжения с общим падением напряжения 0,5 В, к сожалению, моя коробка с деталями уже упакована и готова к переезду, или я могу дать вам номер детали.

Дело в том, что в наши дни импульсные адаптеры питания являются таким товаром, что, если вы действительно не хотите углубляться в дизайн для учебных целей, просто купите его. У Digikey есть несколько штук стоимостью менее 10 долларов в единичном количестве ( вот один из CUI ), и они предоставят вам регулируемый выход постоянного тока с высокой эффективностью, в комплекте со всеми сертификатами безопасности и EMI / RFI.

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

Если ваш конденсатор достаточно большой, чтобы уменьшить пульсации, ваше постоянное напряжение будет около 15 В, как показано Endolith. Учтем, что он немного падает под нагрузкой, на примере 12В. Если на выходе должно быть 5 В, регулятор должен принимать 7 В при 1 А, что означает, что он должен иметь возможность непрерывно рассеивать мощность 7 Вт. В зависимости от вашего приложения это может быть или не быть проблемой.

Почему бы вам просто не использовать импульсный адаптер питания? В наши дни существует множество маршрутизаторов, сетевых коммутаторов/концентраторов, корпусов для жестких дисков и т. д., которые используют 5 В. Их блоки питания обычно не больше обычного настенного трансформатора, более эффективны, а выходное напряжение хорошо регулируется.

Другой метод заключается в последовательном добавлении дросселя (индуктора) перед последней крышкой фильтра. Что-то вроде 100 мкГн принесет много пользы. Катушка сопротивляется изменениям тока, точно так же, как колпачок сопротивляется изменениям напряжения. Соедините их вместе, и вы получите гораздо более эффективный фильтр.

У вас ошибка в уравнении Врипла. Поскольку вы используете полноволновой мост, ваша частота не 60 Гц, а 120.

У меня была "2*", чтобы компенсировать полный мост.
У вас есть веб-сайт, описывающий метод удушения?
Посмотрите на такие вещи, как фильтры верхних частот, они используют тот факт, что индуктивное сопротивление увеличивается с частотой, а емкостное сопротивление уменьшается.
Катушка индуктивности сопротивляется изменениям тока, но имейте в виду, что в вашей схеме может потребоваться быстрое изменение тока. Когда вы изменяете ток, необходимый для цепи, индуктор должен будет куда-то сбрасывать ток.
Катушка индуктивности должна располагаться перед диодным мостом, а не после регулятора. Если он достаточно большой, он может увеличить угол проводимости PTX до 360 градусов и уменьшить пики и провалы выходного тока до плоских. Но вы теряете некоторое напряжение. См. Справочник радиоконструктора, стр. 1162, 1182 и далее.

Ваше уравнение Врипла является лишь приближением и годится только для небольших пульсаций.

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

Хорошая мысль об ограничениях этого уравнения!
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 восходящая синусоида отсутствует, аппроксимируйте выходной сигнал выпрямителя треугольниками вместо синусоиды (для упрощения математических расчетов). Решая два уравнения, чтобы увидеть, когда падающее напряжение конденсатора пересекает восходящую треугольную волну, получаем: Vt = Vp * (4fCVp/I -1) / (4fCVp/I +1) f=60, C=1000, Vp=14,8 , I = 1 Vt = 8,3 вольта, что значительно превышает падение напряжения 7805 5v + 1,5v.

Если вы не хотите идти по пути переключения, используйте трансформатор на 5 или 6 вольт с большим количеством конденсаторов. а регулятор с малым падением напряжения очень поможет повысить эффективность. Вы должны сделать некоторые расчеты, чтобы получить значения и посмотреть, являются ли они разумными.

Как преобразовать переменный ток в постоянный
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v