تقریباً هر مدار و دستگاه الکترونیکی به ولتاژهای DC پایین بین 3.3 ولت تا 12 ولت نیاز دارد که بیشتر اوقات از 30 ولت بالاتر نیست. برای تولید ولتاژ DC پایین از شبکه AC ما از مدارهای رگولاتور و ترانسفورماتور کاهنده و یکسو کننده استفاده می کنیم، بسته به مشخصات ترانسفورماتور کاهنده هزینه مدار AC – DC متفاوت است.
اگر مداری را طراحی کنیم که به DC خالص نیاز ندارد، اما فقط به وسایل DC نیاز دارد، میتوانیم از منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور ساخته شده با خازن درجه X استفاده کنیم. این می تواند منبع DC تقریبا خالص را از شبکه AC تامین کند.
سازوکار مدار
این منبع تغذیه بدون ترانسفورماتور برای تولید منبع تغذیه 6 ولت DC طراحی شده است، این مدار ورودی AC را بین 200 تا 300 ولت دریافت می کند، خازن X-Rated C1 (474k/400V) به صورت سریال با خط فاز شبکه AC از طریق فیوز و مقاومت R2 به موازات متصل می شود. خازن C1 برای تخلیه انرژی زمانی که منبع AC وجود ندارد، بین فیوز و خازن C1 MOV (وریستور اکسید فلز) متصل شده است تا مدار را از نوسان برق و افزایش ولتاژ محافظت کند.
یکسو کننده پل با استفاده از چهار دیود 1N4007 ساخته شده و خروجی یکسوساز متصل به خازن فیلتر C2 است و سپس ولتاژ DC با استفاده از دیود زنر (6.2 ولت / 1 وات) تنظیم شده است. LED قرمز متصل به خط DC خروجی وجود منبع DC را نشان می دهد. ما می توانیم سطوح مختلف ولتاژ DC را با جایگزینی دیودهای زنر با رتبه های مختلف بدست آوریم.
هنگام اعمال منبع تغذیه AC به این مدار خازن درجه ایکس، منبع AC را با خاصیت راکتانس خازنی به AC ولتاژ پایین کاهش می دهد، منبع AC ولتاژ پایین توسط عناصریکسو کننده پل یکسو شده و به منبع DC تبدیل می شود، سپس خروجی DC فیلتر شده و توسط خازن تنظیم می شود. دیود زنر در پایان خروجی را در 6.2 ولت نگه میدارد.
MOV (Metal Oxide Varistor)
این عنصر یک دستگاه وابسته به ولتاژ است و برای محافظت از اجزای مدار الکترونیکی در برابر نوسانات برق ناخواسته تولید شده توسط عوامل مختلف طراحی شده است. این وریستور از تغییرات ولتاژ بالا محافظت می کند و مانع از تغییرات ناگهانی ولتاژ می شود.
خازن X-Rated
خازن X-Rated همچنین به عنوان خازن افت ولتاژ و خازن فیلتر خط برق نیز شناخته می شود که بیشتر برای کاهش منبع AC از طریق ویژگی راکتانس خازنی استفاده می شود. این عنصر هیچ قطبی ندارد و از این رو می توانیم آن را در هر جهتی متصل کنیم.
مقادیر خازن با رتبه X بر حسب uF
ولتاژ خروجی و جریان X-Rated خازن هنگام اتصال به شبکه AC بدون بار.
توجه
این مدار شامل ولتاژ بالا است که می تواند شوک کشنده ای ایجاد کند، با احتیاط بسیار کار کنید.