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.

۱۹ 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.

  4. سلام.ببخشید بازنر ۳٫۳ ویا۴٫۷ ولت چند میلی آمپر میشه جریان کشید؟

  5. سلام. وقتتون بخیر.
    ببخشید من در زمینه الکترونیک مبتدی هستم.
    میشه تا ۲ آمپر جریان با این مدار تولید کرد؟

  6. سلام آقای مهندس
    من یه سوال داشتم خیلی ازتون ممنون میشم اگه جواب بدین. من خروجی یه منبع تغذیه سوئیچینگ ۱۲ولت ۱۰اپری رو به یه ماژول شارژر متصل کردم برای باتری ماشین . ولتاژ سوئیچینگ رو با پتانسیومتری که داره به ۱۴/۲ ولت برای شارژ رسوندم و ماژولو روی ۱۳/۵ولت تنظیم کردم که وقتی ولتاژ باتری به اون رسید شارژ کردن رو متوقف کنه . ولی مشکل اینجاست که وقتی ماژول ولتاژ رو به باتری متصل میکنه افت ولتاژ روی بار ایجاد نمیشه و ولتاژ خروجی سوئیچینگ روی ۱۴/۲پایدار میمونه که ماژول سریع شارژ کردن رو متوقف میکنه و دوباره ولتاژ باتری افت میکنه بازم ولتاژو وصل میکنه و این رو هی تکرار میکنه که اگه اشتباه نکنم مشکل به خاطر امپدانس خروجی سوئیچینگ هست چون مدار با منابع ترانسفرماتوری خروجی که به بار متصل میشه افت ولتاژ داره تا زمانی که کم کم باتری شارژ بشه و ولتاژ دوسر باتری بیاد بالا تا به محدوده قطع شارژ برسه . حالا راه حل این مشکل چیه باید چیکار کنم که این افت ولتاژ در خروجی سوئیچینگ ایجاد بشه . خواهشمندم اگه میشه راهنماییم کنین . خیلی ممنون. و ببخشید که متن این همه طولانی شد .گفتم کامل توضیح داده باشم

    • سلام
      برای کنترل وضعیت شارژ باید جریان رو کنترل کنید نه ولتاژ
      ولتاژ ثابت میمونه، جریان در ابتدای شارژ زیاد هست و بعد از شارژ شدن رفته رفته کم میشه
      وقتی از حدی کمتر شد باید شارژ رو متوقف کنید
      البته با جریان زیاد هم نباید شارژ بشه، باتری آسیب می‌بیند
      باید جریان رو محدود کنید

  7. سلام.
    من این مدارو‌ بستم، از مقاومت ۱ کیلو ۵ وات‌ هم در مدار استفاده کردم، به خروجی مدار چیزی وصل نکردم.
    چرا مقاومت ۱ کیلو‌ داغ میشه؟

    • مقدار مقاومت ۱۰۰۰ اهم اشتباه است برا همین داغ میشه در اکثر مدارات تغذیه خازنی مقاومت ۵ تا ۱۰۰ اهم ۱ وات قرار میدن
      اگر به عکس تغذیه ساعت دقت کنید مقاومت ۲۲ اهم ۱وات هست نه ۱۰۰۰ اهم ۳ وات

  8. من برای کار میکرو کنترلر و السی دی کاراکتری و یه سری سنسور میخوام ایا مناسبه؟ و میشه همین مدار رو با رگولاتور ساخت؟

  9. سلام. ممنون از مدارتون. آیا با موازی کردن چند خازن پلی استر مثلا ۳ تا ۱ میکروفاراد و طبق فرمول هایی که قرار دادید و محاسبه مجدد ، میشه به جریان های بالاتر دست یافت؟ بنظر میاد بشود چون جریان تقسیم می شود

  10. سلام آقای مهندس
    فرمول R1 را چطور بدست آوردید.؟لطفا فقط راهنمایی کنید.

جوابی بنویسید

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

*