خانه / پروژه ها / آنالوگ / منبع تغذیه بدون ترانس (با امپدانس خازنی)

منبع تغذیه بدون ترانس (با امپدانس خازنی)

به منظور تبدیل برق متناوب شهری به ولتاژ مستقیم با مقدار کم راههای مختلفی وجود دارد، از جمله منابع تغذیه سوییچینگ، ترانس و پل دیودی و همچنین منابع تغذیه بدون ترانس. منابع تغذیه بدون ترانس از لحاظ اندازه و حجم از مدارات ترانسی و سوییچینگ بسیار کوچکتر بوده و از لحاظ هزینه نیز بسیار ارزانتر می باشند. اما این منابع از برق شهری ایزوله نیستند و بایستی از تماس مستقیم بدن با مدار، حتی در قسمت های ولتاژ کم جلوگیری کرد تا باعث برق گرفتگی نشود. از این منابع تغذیه معمولا برای ایجاد ولتاژهای مستقیم با جریان چند ده میلی آمپر و جهت مدارات میکروکنترولری، دیجیتال، شارژ باتری، ال ای دی و … استفاده می شود. در این پست نحوه طراحی و محاسبات مربوط به این نوع منبع تغذیه به صورت مختصر تشریح خواهد شد و یک نمونه عملی هم محاسبه و ساخته شده است.

مجددا تأکید می شود که خروجی این مدار از برق شهر ایزوله نمی باشد و تماس بدن با هر قسمت از مدار، حتی قسمت های کم ولتاژ ممکن است باعث برق گرفتگی شود.

مدار این منبع تغذیه به شکل زیر می باشد که مدار و محاسبات مربوطه به اختصار تشریح خواهد شد.

در این مدار از خازن جهت امپدانس ورودی استفاده شده است که این امر باعث تحویل جریان بیشتر در خروجی می شود. همچنین نسبت به امپدانس مقاومتی تلفات خیلی کمتری داشته و گرما تولید نمی کند.

خازن C1 باستی از نوع پلی استر باشد و با توجه به اینکه به برق شهری متصل است باید خازن با ولتاژ 400 ولت در نظر گرفته شود. مقاومت R1 به منظور شارژ نرم خازن استفاده شده است. انتخاب دیود زنر نیز بستگی به ولتاژ دلخواه خروجی دارد.

با فرض زنر معلوم (Vz)، خازن معلوم (C1) و ولتاژ سینوسی با پیک (Vp) با فرکانس (f)، فرمول محاسبه مقاومت ورودی R1، جریان خروجی، توان تلف شده در مقاومت R1 و توان تلف شده در زنربه ترتیب به صورت زیر می باشد.

با کد زیر که در نرم افزار متلب نوشته شده نیز میتوان مقادیر بالا را محاسبه نمود.

برای نمونه محاسبات برای مدار با خازن یک میکرو فاراد، ولتاژ زنر 15 ولت که به برق شهری 220 ولت با فرکانس 50 هرتز متصل شده است انجام می شود که نتایج به صورت زیر به دست می آید.

R1=1000; Iout=40mA; PR1=1.5W; Pzener=0.6W

پس مقاوت یک کیلو اهم 3 وات، دیود 15 ولت یک وات انتخاب می شود.

مدار بالا با قطعات انتخاب شده طبق شکل های زیر ساخته شده است.

قطعات مورد استفاده
روی برد مونتاژ شده
پشت برد مونتاژ شده
برد پس از اتصال به برق شهری
استفاده از برد به عنوان منبع تغذیه یک ساعت دیجیتال

به منظور حصول اطمینان از تخلیه خازن نیز می توان یک مقاومت یک مگا اهم با خازن موازی کرد.

۶ نظر

  1. من همین مدار رو ساختم یه دقیقه بعد مقاومت ۱ کیلویی اونقدر گرم شد که سوخت

    • از این مدار چقدر جریان کشیدید؟ طبق محاسباتی که انجام شده و در این پست آورده شده حداکثر ۴۰ میلی آمپر جریان میده، بیشتر جریان بکشید میسوزه

  2. امیرمحمد محمدی

    مدار امتحان شده؟
    منظورم اینه که درست کار می کنه؟

  3. سلام مهندس
    خیلی مچکر از بابت سخاوت و طبع بلندتون که فرمول رو درج کردید
    گاهی اوقات دیده میشه عمدتا خازن رو با مقاومت موازی میبندن قبل از پل دیود در ورودی تفاوتش چیه با نوع سری که شما انجام دادید

    • در پاراگراف آخر در مورد اون مقاومت توضیح دادم، اون یک مقاومت اضافی هست و با مقداری زیاد و معمولا در حد مگا اهم که جهت اطمینان از تخلیه ی خازن، با خازن به صورت موازی بسته میشه.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*