ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป DC แหล่งจ่ายไฟ แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็กโดยใช้หม้อแปลงแบบ step-down แหล่งจ่ายไฟสลับโหมดหรือหม้อแปลงลดขั้นตอนแปลง AC ที่สูงขึ้นเพื่อลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากนั้นเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่ำที่ต้องการ กระบวนการนี้มีข้อเสียเปรียบหลักคือต้นทุนจะสูงและต้องใช้พื้นที่มากขึ้นในระหว่างการผลิตและการออกแบบผลิตภัณฑ์ ดังนั้นเพื่อเอาชนะข้อเสียเหล่านี้จึงใช้แหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง ไม่ใช่แค่แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์เท่านั้น บทความนี้อธิบายถึงแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงที่มี 12V
Transformerless Power Supply คืออะไร?
คำจำกัดความ: แหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงจะแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุต AC สูง (120V หรือ 230V) เป็นเอาต์พุต DC แรงดันไฟฟ้าต่ำที่ต้องการ (3V หรือ 5V หรือ 12V) โดยมีเอาต์พุตกระแสต่ำเป็นมิลลิแอมป์ ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์พลังงานต่ำเช่น LED หลอดไฟของเล่นและเครื่องใช้ในครัวเรือน ประหยัดค่าใช้จ่ายและต้องการพื้นที่น้อย
หลักการทำงาน
พื้นฐาน หลักการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง คือ วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า ที่แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่ำที่ต้องการโดยไม่ต้องใช้ หม้อแปลงไฟฟ้า และตัวเหนี่ยวนำ แนวคิดทั้งหมดของแหล่งจ่ายไฟนี้เกี่ยวข้องกับการแก้ไขการแบ่งแรงดันการควบคุมและการ จำกัด การไหลเข้า วงจรพื้นฐานของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงแสดงไว้ด้านล่าง
แผนภาพวงจรพื้นฐานของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง
แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว (120V หรือ 230V) จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่ำ (12V หรือ 3V หรือ 5V) ไดโอดใช้เพื่อแก้ไขและควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต้องการ ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับ AC จะ จำกัด การไหลของกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเนื่องจากรีแอคแตนซ์ มันควบคุมการไหลของกระแสให้เป็นค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับประเภทของมัน
โดยทั่วไปจะใช้ตัวเก็บประจุระดับ X ในแหล่งจ่ายไฟนี้ ตัวต้านทานใช้เพื่อกระจายพลังงานส่วนเกินในรูปของความร้อนและกระแสไฟฟ้า ไดโอดใช้ในการปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำ DC วงจรเรียงกระแสสะพาน วงจรจะขจัดแรงดันไฟฟ้าเชิงลบและทำให้แรงดันไฟฟ้าสูงสุดคงที่โดยกระบวนการแก้ไข ซีเนอร์ไดโอดใช้เพื่อขจัดระลอกคลื่นและควบคุมแรงดันไฟฟ้า LED เชื่อมต่อเพื่อทดสอบวงจร
การก่อสร้าง / ออกแบบแหล่งจ่ายไฟ Transformerless
การสร้างแหล่งจ่ายไฟนี้ง่ายมาก ใช้ตัวเก็บประจุแบบไม่โพลาไรซ์ 225k / 400v ในซีรีย์ที่มีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหลักและเชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 470k / 1W แบบขนานเพื่อปล่อยกระแส (ปิดวงจร) และป้องกันการช็อต ตัวเก็บประจุจะรักษาการไหลของกระแสให้มีค่าคงที่เนื่องจากรีแอกแตนซ์ เนื่องจากปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุสูงกว่าความต้านทานของตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุพิกัด X ใช้เพื่อลดการไหลของกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานคือ 250V ถึง 600V
วงจรเรียงกระแสสะพานที่มีไดโอด 4 ตัวเพื่อวัตถุประสงค์ในการแก้ไข ใช้ AC เป็น DC (220VAC ถึง 310VDC) ตัวเก็บประจุ C2 470μF / 100V ใช้สำหรับการกรอง จะขจัดระลอกคลื่นออกจากแรงดันขาออกที่ได้รับและรักษาแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ใช้ซีเนอร์ไดโอดเป็นตัวควบคุมเพื่อแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต้องการ (5V หรือ 3V หรือ 12V) ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ตัวต้านทาน R3 220Ώ / 1W ใช้สำหรับการ จำกัด การไหลเข้าและทำหน้าที่เป็นตัวต้านทาน จำกัด กระแส
แผนภาพวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง
แผนภาพวงจรของแหล่งจ่ายไฟนี้แสดงไว้ด้านล่าง
แผนภาพวงจรจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง
แหล่งจ่ายไฟประเภทนี้จะแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงต่ำโดยไม่ต้องใช้หม้อแปลงและตัวเหนี่ยวนำใด ๆ ส่วนใหญ่จะใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานต่ำ การใช้แหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงช่วยลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และใช้พื้นที่น้อยลงในระหว่างการผลิตและการออกแบบ มีขนาดเล็กและน้ำหนักน้อยเมื่อเทียบกับอุปกรณ์จ่ายไฟที่ใช้หม้อแปลงหรือสวิตช์ ข้อเสียเปรียบหลักของประเภทนี้คือไม่มีการแยกระหว่างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงเข้ากับเอาต์พุตและส่งผลให้เกิดความล้มเหลวและปัญหาด้านความปลอดภัยของวงจร
ประเภทของแหล่งจ่ายไฟ Transformerless
มีให้เลือกสองประเภทซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้
แหล่งจ่ายไฟแบบ Resistive Transformerless
ตัวต้านทานถูกใช้กับตัวต้านทานการลดแรงดันไฟฟ้าเพื่อปล่อยพลังงานส่วนเกินเป็นความร้อน มัน จำกัด กระแสเกินเนื่องจากความต้านทาน ตัวต้านทานการลดแรงดันไฟฟ้าจะกระจายพลังงาน ใช้ตัวต้านทานที่มีกำลังสองเท่าเนื่องจากมีการกระจายพลังงานมากขึ้น
แหล่งจ่ายไฟแบบ Capacitive Transformerless
มีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากการกระจายความร้อนและการสูญเสียพลังงานต่ำ ในประเภทนี้ตัวเก็บประจุพิกัด X ที่มี 230V หรือ 600V หรือ 400V จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับสายไฟเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าและทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุแบบปล่อยแรงดันไฟฟ้า
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างประเภทตัวต้านทานและตัวเก็บประจุคือพลังงานส่วนเกินจะกระจายไปเป็นความร้อนทั่วตัวต้านทานแรงดันตกและในขณะที่อยู่ในประเภทคาปาซิทีฟแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินจะลดลงทั่วตัวต้านทานแรงดันตกโดยไม่มีการกระจายความร้อนและการสูญเสียพลังงาน
Transformerless Power Supply 12v
แผนภาพด้านบนแสดงถึงแหล่งจ่ายไฟ 12V แบบไม่ใช้หม้อแปลง ไม่มีอะไรนอกจากการแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้า 12V DC ด้วยการใช้งาน ตัวเก็บประจุ , ตัวต้านทาน, วงจรเรียงกระแสสะพานและซีเนอร์ไดโอด จากรูปด้านบน C1 ใช้เป็นตัวเก็บประจุระดับ X เพื่อปล่อยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูง วงจรเรียงกระแสสะพาน (D1, D2, D3, D4) แปลง AC เป็น DC โดยวิธีการแก้ไข แปลง 230V AC เป็น 310V DC สูงเนื่องจาก Peak RMS ในสัญญาณ AC ตัวเก็บประจุ C2 จะขจัดระลอกคลื่นจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้รับ
ตัวต้านทาน R1 จะลบกระแสไฟฟ้าที่เก็บไว้เมื่อปิดวงจร ตัวต้านทาน R2 จำกัด การไหลของกระแสเกินและใช้สำหรับการ จำกัด การไหลเข้า ก ซีเนอร์ไดโอด ใช้เพื่อลบแรงดันไฟฟ้าผกผันสูงสุดปรับเสถียรภาพและควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเอาต์พุตเป็น 12V LED เชื่อมต่อกับวงจรเพื่อตรวจสอบว่าทำงานหรือไม่ วงจรทั้งหมดถูกล้อมรอบด้วยเคสกันกระแทกเพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อตและความเสียหาย เพื่อวัตถุประสงค์ในการแยกจากแหล่งจ่ายไฟ AC หลักสามารถเชื่อมต่อหม้อแปลงแยกขนาดเล็กที่อินพุตของแหล่งจ่ายได้
การใช้งาน
การใช้งานของแหล่งจ่ายไฟ Transformerless 12v รวมถึงแอพพลิเคชั่นที่ใช้พลังงานต่ำและต้นทุนต่ำเช่น
- ที่ชาร์จมือถือ
- หลอด LED
- ของเล่นอิเล็กทรอนิกส์
- ไฟฉุกเฉิน
- วงจรแบ่งแรงดันและวงจรควบคุม
- เครื่องรับโทรทัศน์
- ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล
- ระบบโทรคมนาคม
- ระบบสื่อสารดิจิทัลเป็นต้น
ดังนั้นนี่คือทั้งหมดเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟ 12V - นิยามทฤษฎีการก่อสร้างประเภทและการใช้งาน นี่คือคำถามสำหรับคุณ 'ข้อดีและข้อเสียของแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลงคืออะไร
