Pembangkit DC tegangan rendah, dari sumber listrik AC 220v atau 110v, sangat berguna dan diperlukan dalam bidang elektronika. DC tegangan rendah, seperti 5v, 6v, 9v, 12v, digunakan di sirkuit elektronik, lampu LED, mainan, dan banyak barang elektronik rumah tangga. Umumnya baterai digunakan untuk menyalakannya, tetapi perlu diganti dari waktu ke waktu, yang tidak hemat biaya dan juga menyita waktu & energi kita. Jadi alternatifnya adalah menghasilkan DC dari sumber listrik AC, yang banyak tersedia adaptor AC-DC, tetapi sirkuit apa yang mereka gunakan di dalamnya?
Pendekatan yang mudah dan lurus ke depan adalah dengan menggunakan trafo step-down untuk menurunkan AC, tetapi kerugian menggunakan trafo adalah biayanya mahal, beratnya berat dan ukurannya besar. Kami telah membahas jenis konversi AC ke DC ini, menggunakan Transformer dalam artikel ini Rangkaian Pengisi Daya Ponsel. Dan ya, kita juga bisa mengubah AC tegangan tinggi menjadi DC tegangan rendah, tanpa menggunakan Transformer, ini disebut power supply Transformerless. Komponen utama rangkaian catu daya Transformerless adalah kapasitor Pengurang tegangan atau kapasitor pengenal X, yang dirancang khusus untuk sumber listrik AC. Kapasitor pengenal X ini dihubungkan dalam rangkaian garis Fase AC, untuk menjatuhkan tegangan. Jenis catu daya kurang Transformer disebutCatu Daya Kapasitor.
Kapasitor X-Rated
Seperti yang disebutkan, mereka terhubung secara seri dengan saluran fase AC untuk menurunkan tegangan, mereka tersedia dalam peringkat 230v, 400v, 600v AC atau lebih tinggi.
Di bawah ini adalah tabel untuk arus keluaran dan tegangan keluaran (tanpa Beban), dari berbagai nilai kapasitor X-rated:
|
Kode Kapasitor |
Nilai kapasitor |
Tegangan |
Arus |
|
104k |
0,1 uF |
4 v |
8 mA |
|
334k |
0,33 uF |
10 v |
22 mA |
|
474k |
0,47 uF |
12 v |
25 mA |
|
684k |
0,68 uF |
18 v |
100 mA |
|
105k |
1 uF |
24 v |
40 mA |
|
225k |
2.2 uF |
24 v |
100 mA |
Pemilihan kapasitor penurun tegangan adalah penting, ini didasarkan pada Reaktansi Kapasitor dan jumlah arus yang akan ditarik. Reaktansi kapasitor diberikan oleh rumus di bawah ini:
X = 1 / 2¶fC
X = Reaktansi Kapasitor
f = frekuensi AC
C = Kapasitansi kapasitor pengenal X.
Kami telah menggunakan 474k berarti kapasitor 0.47uF dan frekuensi sumber AV adalah 50 Hz sehingga Reaktansi X adalah:
X = 1/2 * 3.14 * 50 * 0.47 * 10 -6 = 6776 ohm (perkiraan)
Sekarang kita dapat menghitung arus (I) di sirkuit:
I = V / X = 230/6775 = 34mA
Jadi begitulah Reaktansi dan Arus dihitung.
Penjelasan Sirkuit
Rangkaiannya sederhana, Kapasitor dropping tegangan 0.47uF dihubungkan secara seri dengan saluran Fase AC, ini adalah kapasitor non-polarisasi sehingga dapat dihubungkan dari sisi mana pun. Sebuah resistor 470k ohm dihubungkan secara paralel dengan Kapasitor, untuk melepaskan arus yang tersimpan di kapasitor ketika rangkaian dimatikan, sehingga mencegah sengatan listrik. Resistensi ini disebut resistensi Bleeder.
Selanjutnya penyearah jembatan (kombinasi 4 dioda) telah digunakan untuk menghilangkan setengah komponen negatif dari AC. Proses ini disebut Rektifikasi. Dan kapasitor 1000uF / 50v telah digunakan untuk Filtrasi, artinya menghilangkan riak pada gelombang yang dihasilkan. Dan terakhir dioda Zener 6.2v / 1w digunakan sebagai pengatur tegangan. Seperti yang kita ketahui sirkuit ini menyediakan kira-kira. Output 12v (lihat tabel di atas), jadi dioda Zener ini mengaturnya menjadi kira-kira. 6.2v tegangan dan aliran kembali arus ekstra. Nilai yang berbeda dari dioda Zener juga dapat digunakan untuk tegangan yang diinginkan seperti 5.1v, 8v, dll. Sebuah LED dihubungkan untuk indikasi dan tujuan pengujian. R3 (100 ohm) digunakan sebagai resistor pembatas arus.
Gunakan resistor rating 1 Watt atau lebih (5w), terutama resistor R4. Kalau tidak, itu akan terbakar setelah beberapa waktu. Mereka biasanya lebih tebal dari resistor biasa. Di bawah ini adalah diagram untuk berbagai jenis resistor:
Keuntungan dari catu daya tanpa trafo ini dibandingkan catu daya berbasis trafo adalah: Hemat biaya, lebih ringan dan lebih kecil.
Catatan
- Buatlah dengan risiko Anda sendiri, sangat berbahaya bekerja dengan sumber listrik AC tanpa pengalaman dan tindakan pencegahan yang tepat. Berhati-hatilah saat membangun sirkuit ini.
- Jangan mengganti kapasitor X-Rated dengan kapasitor normal, jika tidak maka akan meledak.
- Jika lebih banyak tegangan keluaran dan arus keluaran diperlukan maka gunakan nilai kapasitor X-Rated yang berbeda, sesuai dengan tabel.
- Hanya gunakan resistor pengenal 1 Watt atau lebih (5w) dan dioda Zener.
- Sekring 1 ampere juga dapat digunakan sebelum kapasitor pengenal X, secara seri dengan saluran fasa, untuk tujuan keselamatan.
- Regulator tegangan IC juga dapat digunakan sebagai pengganti dioda Zener untuk pengaturan tegangan.