La generación de CC de baja tensión, a partir de la red eléctrica de 220v o 110v AC, es muy útil y necesaria en el campo de la electrónica. La CC de bajo voltaje, como 5v, 6v, 9v, 12v, se usa en circuitos electrónicos, bombillas LED, juguetes y muchos artículos electrónicos domésticos. Generalmente, las baterías se utilizan para alimentarlas, pero deben reemplazarse de vez en cuando, lo que no es rentable y también requiere nuestro tiempo y energía. Entonces, la alternativa es generar la CC a partir de la red de CA, para lo cual hay muchos adaptadores CA-CC disponibles, pero ¿qué circuitos están usando en su interior?
El enfoque fácil y directo es usar un transformador reductor para reducir la CA, pero las desventajas de usar un transformador son que son costosos, pesados y de gran tamaño. Ya hemos cubierto este tipo de conversión de CA a CC, usando Transformador en este artículo Circuito de cargador de teléfono celular. Y sí, también podemos convertir la CA de alto voltaje en CC de bajo voltaje, sin usar el transformador, esto se llama fuente de alimentación sin transformador. El componente principal de un circuito de fuente de alimentación sin transformador es un condensador de caída de voltaje o un condensador de clasificación X, que están especialmente diseñados para la red de CA. Este condensador clasificado X está conectado en serie de la línea de fase de CA, para reducir el voltaje. Este tipo de fuente de alimentación sin transformador se llamaFuente de alimentación del condensador.
Condensador clasificado X
Como se mencionó, están conectados en serie con la línea de fase de CA para reducir el voltaje, están disponibles en 230 V, 400 V, 600 V CA o clasificaciones superiores.
A continuación se muestra la tabla para la corriente de salida y el voltaje de salida (sin la carga), de diferentes valores de condensadores con clasificación X:
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Código del condensador |
Valor del condensador |
voltaje |
Actual |
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104k |
0,1 uF |
4 v |
8 mA |
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334k |
0,33 uF |
10 v |
22 mA |
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474k |
0,47 uF |
12 v |
25 mA |
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684k |
0,68 uF |
18 v |
100 mA |
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105k |
1 uF |
24 v |
40 mA |
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225k |
2,2 uF |
24 v |
100 mA |
La selección del condensador de caída de voltaje es importante, se basa en la reactancia del condensador y la cantidad de corriente a extraer. La reactancia del condensador viene dada por la siguiente fórmula:
X = 1/2¶fC
X = Reactancia del condensador
f = frecuencia de CA
C = Capacitancia del capacitor clasificado X
Hemos utilizado 474k significa un condensador de 0.47uF y la frecuencia de la red AV es de 50 Hz, por lo que la Reactancia X es:
X = 1/2 * 3,14 * 50 * 0,47 * 10-6 = 6776 ohmios (aprox.)
Ahora podemos calcular la corriente (I) en el circuito:
Yo = V / X = 230/6775 = 34 mA
Así es como se calcula la reactancia y la corriente.
Explicación del circuito
El circuito es simple, el condensador de caída de voltaje de 0.47uF está conectado en serie con la línea de fase de CA, este es un condensador no polarizado por lo que se puede conectar desde cualquier lado. Una resistencia de 470k ohmios está conectada en paralelo al condensador, para descargar la corriente almacenada en el condensador cuando el circuito está apagado, evitando así descargas eléctricas. Esta resistencia se llama resistencia de purga.
Se ha utilizado un rectificador de puente adicional (combinación de 4 diodos) para eliminar la mitad negativa del componente de CA. Este proceso se llama Rectificación. Y el condensador 1000uF / 50v se ha utilizado para la filtración, lo que significa eliminar las ondulaciones en la onda resultante. Y finalmente se utiliza un diodo Zener de 6.2v / 1w como regulador de voltaje. Como sabemos, este circuito proporciona aprox. Salida de 12v (consulte la tabla anterior), por lo que este diodo Zener la regula a aprox. Voltaje de 6.2v y refluye la corriente adicional. También se puede usar un valor diferente de diodo Zener para el voltaje deseado, como 5.1v, 8v, etc. Se conecta un LED para fines de indicación y prueba. R3 (100 ohmios) se utiliza como resistencia limitadora de corriente.
Utilice una resistencia nominal de 1 vatio o superior (5 vatios), especialmente la resistencia R4. De lo contrario, se quemará después de un tiempo. Suelen ser una resistencia más gruesa que la habitual. A continuación se muestra el diagrama para diferentes tipos de resistencias:
Las ventajas de esta fuente de alimentación sin transformador sobre la fuente basada en transformador son las siguientes: Es rentable, más ligera y más pequeña.
Notas
- Hágalo bajo su propio riesgo, es extremadamente peligroso trabajar con la red de CA sin la experiencia y las precauciones adecuadas. Tenga mucho cuidado al construir este circuito.
- No reemplace el capacitor de clasificación X con un capacitor normal, de lo contrario explotará.
- Si se requiere más voltaje de salida y corriente de salida, use un valor diferente de capacitor con clasificación X, de acuerdo con la tabla.
- Utilice únicamente una resistencia de 1 vatio o superior (5 vatios) y un diodo Zener.
- También se puede utilizar un fusible de 1 amperio antes del condensador con clasificación X, en serie con la línea de fase, por motivos de seguridad.
- El regulador de voltaje IC también se puede usar en lugar del diodo Zener para regular el voltaje.