Comment convertir AC en DC

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Je suis en train de concevoir un circuit qui doit produire 5VDC @ 1A. J'essaie d'utiliser un transformateur mural pour abaisser la tension à 12VAC. L'étape suivante est le pont de diodes et le condensateur d'ondulation.

L'équation de tension d'ondulation est:

V_{r i p p l e} = \frac{I}{2 f C}

$V_{ripple} = \frac{I}{2fC}$

I = load current (1A)
f = AC frequency (60Hz)
C = Filter Capacitor (? uF)

Si je choisis un C de 1000 uF, la tension d'ondulation est de 8,3 V! Dois-je vraiment mettre plus de capacité pour abaisser la tension d'ondulation? Existe-t-il une autre méthode de conversion AC en DC?

— Robert
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Vous pourriez vous épargner le pont de diodes et la rectification si vous utilisiez un transformateur mural DC au lieu d'un transformateur mural AC. Cependant, vous auriez toujours besoin d'un régulateur de tension pour obtenir un 5V stable, presque tous les transformateurs muraux ne sont PAS régulés en tension, et un transformateur mural `` 5V '' vous donnera plus probablement entre 5V et 9V.

— davr

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J'utilise 2000

F / A en règle générale (parfois plus, dépend de l'application)

μ

$\mu$

— stevenvh

Pourquoi ne pas simplement en acheter un? Pourquoi réinventer la roue?

— Tim Spriggs

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1000 µF à cette tension n'est pas terriblement grand. Êtes-vous limité par la taille ou quelque chose?

Pour se débarrasser complètement de l'ondulation et produire 5 V, vous devez ajouter un régulateur de tension après le condensateur.

12 V _RMS = 17 V _crête , qui, moins les deux chutes de diodes, est la tension DC crête que vous verrez à la sortie des redresseurs: 17 - 1,1 - 1,1 = 14,8 V. Il n'y a donc aucune menace de dépasser les limites d'entrée du régulateur (entrée 35 V).

Si l'ondulation est de 8,3 V, la tension continue variera de 6,5 V à 15 V. C'est juste à peine assez élevé pour alimenter le régulateur sans abandonner la régulation, car le 7805 a une perte d'environ 1,5 V à 1 A ( en fonction de la température). Alors oui, vous devez utiliser un condensateur légèrement supérieur (ou plusieurs condensateurs en parallèle, si l'espace est un problème).

entrez la description de l'image ici ( Source: Alan Marshall )

Voici un guide pour chaque étape du circuit d'alimentation.

Également:

Les tensions réelles des lignes électriques varient d'une prise à l'autre et la fréquence varie selon les pays. Vous devez calculer la condition de ligne basse / charge élevée pour vous assurer qu'elle ne tombe pas en dessous de la régulation, ainsi que la condition de ligne haute / charge faible pour vous assurer qu'elle ne dépasse pas la limite de tension d'entrée du régulateur. Ce sont les valeurs généralement recommandées:

JP: 85 VAC à 110 VAC (+ 10%, -15%), 50 et 60 Hz
États-Unis: 105 VAC à 132 VAC (+ 10%), 60 Hz
EU: 215 VAC à 264 VAC (+ 10%), 50 Hz

— endolith
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La tension de crête observée à la sortie du redresseur sera inférieure de 2 gouttes de diode (2,2 V au total) à la tension de crête d'entrée.

— Robert

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Endolith a une approche exceptionnelle. Je voudrais noter une chose, UTILISER UN PUITS DE CHALEUR. Si vous allez mettre 1 ampli dans un régulateur linéaire, utilisez un dissipateur de chaleur, c'est beaucoup plus de puissance à dissiper que les gens ne le pensent.

— Kortuk

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Point rapide: 2 gouttes de diode ne sont pas nécessairement 2.2v. La chute de tension d'une jonction PN dépend beaucoup de sa construction et du type de semi-conducteurs impliqués. Ils varient même selon les appareils du même type. Gardez également à l'esprit que le 7805 est bien tant qu'il dispose de plus de deux ou trois volts de marge pour se réguler. Plus l'entrée est élevée, cependant, plus elle doit dissiper de puissance. La commutation des régulateurs, bien que quelque peu plus complexe, est énormément plus efficace.

— wackyvorlon

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La fiche technique 1N4004 répertorie une chute de 1,1 V pour 1 A de courant et le pont redresseur KBP005 répertorie 1,0 V pour 1,0 A, c'est donc une valeur typique.

— endolith

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vous voyez parfois aussi une diode à travers le 7805, une anode à l'entrée, de manière à empêcher la sortie d'aller (beaucoup) plus haut que l'entrée - dans quelle mesure cela serait-il nécessaire / inutile?

— JustJeff

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Le fait est que de nos jours, les adaptateurs d'alimentation à découpage sont un produit de base, à moins que vous ne vouliez vraiment entrer dans la conception à des fins d'apprentissage, achetez-en un. Digikey en a quelques-uns qui sont inférieurs à 10 $ en quantités uniques (en voici un de CUI ) et vous donnera une sortie CC régulée, à haute efficacité, avec toutes les certifications de sécurité et EMI / RFI.

— Jason S
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J'utilise CUI tout le temps! Il existe également des versions à montage sur CI, si vous avez déjà une CA sur votre carte.

— Kevin Vermeer

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Si votre condensateur est assez grand pour réduire l'ondulation, votre Vdc sera d'environ 15V comme indiqué par Endolith. Considérons qu'il baisse un peu sous charge et prenons 12V comme exemple. Si la sortie doit être de 5 V, le régulateur devrait prendre 7 V à 1 A, ce qui signifie qu'il devrait être capable de dissiper en continu 7 W de puissance. Selon votre application, cela peut ou non être un problème.

Pourquoi n'utilisez-vous pas simplement un adaptateur d'alimentation à découpage? De nos jours, il y a beaucoup de routeurs, de commutateurs / concentrateurs de réseau, de boîtiers de disques durs, etc. qui utilisent 5V. Leurs alimentations ne sont généralement pas plus grandes qu'un transformateur mural ordinaire, sont plus efficaces et la tension de sortie est bien régulée.

— icabrindus
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Une autre méthode consiste à ajouter une inductance (inductance) en série avant le bouchon du filtre final. Quelque chose comme 100 uH ferait du bien. Une bobine résiste aux changements de courant, tout comme un capuchon résiste aux changements de tension. Mettez les deux ensemble et vous obtenez un filtre beaucoup plus efficace.

Vous avez une erreur dans votre équation Vripple. Comme vous utilisez un pont pleine onde, votre fréquence n'est pas de 60 Hz, mais de 120.

— bobdole369
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J'avais un "2 *" pour compenser le pont complet.

— Robert

Avez-vous un site Web qui décrit la méthode d'étranglement?

— Robert

Recherchez des éléments comme les filtres passe-haut, ils profitent du fait que la réactance inductive augmente avec la fréquence, tandis que la réactance capacitive diminue.

— wackyvorlon

Une inductance résiste bien aux changements de courant, mais gardez à l'esprit que votre circuit peut vouloir changer de courant rapidement. Lorsque vous modifiez le courant nécessaire pour le circuit, l'inductance devra décharger le courant quelque part.

— Kellenjb

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L'inductance doit être placée avant le pont de diodes, pas après le régulateur. S'il est suffisamment grand, il peut augmenter l'angle de conduction PTX à 360 degrés et réduire à plat ses pics et vallées de courant de sortie. Mais vous perdez un peu de tension. Voir le manuel du concepteur radio, p. 1162, 1182 et suivants.

— user207421

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Votre équation Vripple n'est qu'une approximation et n'est bonne que pour de petites quantités d'ondulation.

Trouvez une meilleure équation ou résolvez-la graphiquement, et vous verrez que votre ondulation n'est pas autant que vous le pensez.

— SiliconFarmer
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Bon point sur les limites de cette équation!

— Robert

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Voici une équation un peu meilleure pour les cas où Vripple est grand. C'est moins pessimiste que Vripple = I / (2fC), mais c'est toujours pessimiste pour les valeurs de Vripple <1/2 * Vpeak. Au lieu de supposer qu'il n'y a pas de sinusoïde montant à t = 1/2 * f, approximez la sortie du redresseur avec des triangles au lieu de sinusoïdale (pour faciliter les calculs). Résoudre les deux équations pour voir quand la tension descendante du condensateur intercepte l'onde triangulaire montante, pour obtenir: Vt = Vp * (4fCVp / I -1) / (4fCVp / I +1) f = 60, C = 1000, Vp = 14.8 , I = 1 Vt = 8,3 volts, ce qui est bien au-dessus de la tension de décrochage 7805 de 5v + 1,5v.

— SiliconFarmer

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Si vous ne voulez pas passer par la voie de commutation, un transformateur 5 ou 6 volts avec beaucoup de capuchon. et un régulateur à faible taux d'abandon contribuerait beaucoup à l'efficacité. Vous devez faire quelques calculs pour obtenir les valeurs et voir si elles sont raisonnables.

— russ_hensel
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