AC ke DC tanpa trafo. Bagaimana cara kerjanya?

24

Saya membongkar senter buatan China dan menemukan mereka menggunakan kapasitor hanya untuk menurunkan tegangan daripada transformator. Mereka menggunakannya untuk mengisi baterai timbal-asam kecil.

Pertanyaan saya adalah bagaimana kapasitor sendiri dapat digunakan untuk membawa 220 V ke 6 atau 12 V?

Pandangan atas

Tampilan bawah

Ryu_hayabusa
sumber
3
Google ini "Catu daya AC ke DC Transformerless"
Roh
3
Lihat catu daya kapasitif .
Rev1.0
@Roh Saya mencari yang lainnya.
Ryu_hayabusa
3
Nasty design- Saya tidak melihat resistor seri sama sekali. Setidaknya mereka menempatkan resistor pemeras (tersembunyi di balik tutup di foto atas) di kapasitor.
Spehro Pefhany
Saya baru saja membeli RV dan manual mengatakan 6V riak normal pada rangkaian pengisian baterai 12V. Barang yang benar-benar murah, seperti charger ini.
BSEE

Jawaban:

18

Kapasitor adalah impedansi dan pada (katakanlah) 50 Hz, kapasitor 1 uF akan memiliki impedansi 3183 ohm - jika Anda menempatkan kapasitor ini langsung di seberang AC (pada 220 V), arus yang akan mengalir sekitar 70 mA.

OK, jadi tidak langsung di seberang pasokan AC karena memberi makan penyearah jembatan dan baterai tetapi akan memberikan sumber arus yang cukup layak untuk mengisi baterai. Tegangan dibatasi oleh baterai itu sendiri.

Ketahuilah bahwa tipe sirkuit ini tidak terisolasi dari AC yang masuk dan melepasnya tidak apa-apa asalkan Anda tidak menyalakannya saat masih dipreteli — voltasenya mematikan.

Berikut ini sesuatu seperti rangkaian yang digunakannya:

masukkan deskripsi gambar di sini

Andy alias
sumber
tutup biaya dalam setengah siklus sehingga saat ini mungkin ~~~ dua kali lipat dari yang Anda hitung pada 220 VAC. Tidak?
Russell McMahon
@RussellMcMahon puncak arus bisa sekitar 1,5 x kurasa tapi ini implementasi yang jelek tanpa rangkaian nyata sehingga ada banyak dugaan di sini.
Andy alias
Dalam rangkaian yang Anda berikan sebagai contoh, mengapa kita membutuhkan C1kapasitor (ini memiliki beberapa impedansi, sehingga tegangan tertinggal saat ini, tetapi mengapa?). Juga: mengapa kita perlu dioda Zener itu D2? Bukankah penyearah jembatan cukup?
tigrou
1
@tigrou, kapasitor bertindak sebagai pembatas arus untuk zener dan zener bertindak untuk membatasi tegangan dc puncak - tanpa zener, tegangan DC akan menjadi tegangan AC puncak.
Andy alias
@tigrou Dalam skenario ini mungkin tidak ada zener TAPI baterai bertindak sebagai penjepit yang menjadikan pasokan sumber arus konstan.
Russell McMahon
15

Sirkuit tersangka:

Rangkaian ini mungkin sesuai dengan Andy Aka tetapi dari foto, ia tidak memiliki R1 seri tegangan tinggi, zener, sekering dan mungkin bukan tutup keluaran C2 (yang MUNGKIN dengan baterai).

Ini adalah lampu "universal" karena tutup pengenal 400V mungkin dapat bertahan hidup pada 230 VAC, tetapi baterai akan mendidih dua kali lebih cepat saat menggunakan 230 VAC.

R1 yang hilang dimaksudkan untuk memberikan penurunan tegangan tetapi, yang lebih penting, untuk memberikan perlindungan lonjakan. Jika ada pin steker listrik yang terbuka ketika listrik dilepas, menyentuhnya keduanya akan memberi Anda akses tubuh langsung ke 20 mili-Joule yang dapat disimpan dalam kapasitor. Tidak cukup untuk digunakan sebagai defibrillator tetapi cukup untuk memastikan bahwa Anda tidak pernah menyentuhnya secara sukarela lagi saat diisi [tanyakan kepada saya bagaimana saya tahu :-)]. Tidak mungkin membunuh dengan syok topi tunggal. Bisa. Kejang otot atau gerakan lengan yang tidak disengaja akibat syok dapat menyebabkan lengan Anda berhadapan dengan benda-benda terdekat dengan kecepatan dan kekuatan.

Dioda tampaknya 1N4007, jadi mereka telah melakukan sesuatu dengan benar :-).

Sekering yang hilang dimaksudkan untuk membantu jika tutupnya tidak memiliki nilai AC seperti yang Anda harapkan dan gagal pendek atau perkiraannya. Dioda IN4007 mungkin akan membuat OKish standins.

Resistor 330 Ohm mungkin digunakan untuk menyalakan LED daya.

Baterai (tampaknya) digunakan sebagai penjepit tegangan.
Jika baterai 6V maka

sayaL.ED≈≈ =VbSebuaht-VL.EDRL.ED=6.5-2330= ≈14mSEBUAH

tidak apa-apa.

Kapasitor adalah (berlabel) 1.5 uF (155 = 15000000 = 1.500.000 NF)
Ini adalah "besar".
Arus dari sumber listrik 110V adalah sekitar 100 mA.

sayaL.ED≈ =110×1.4142π×2fC≈ =100mSEBUAHE&OE

Tentang dua kali lipat pada 230 VAC. 2f digunakan sebagai muatan kapasitor dalam setengah siklus utama dan kemudian membalik ke arah lain pada setengah siklus berikutnya.

Pengisi baterai yang dicurigai:

Kapasitas baterai tidak diketahui tetapi dari foto saya meragukan itu di atas sekitar 500 mAh.
Jika baterainya 500 mAh, baterai akan terisi daya sekitar C / 5 dan jika dibiarkan pengisian dalam semalam akan direbus dengan baik sebelum pagi, KECUALI ada regulator level atas.

Jika baterai 6V, maka tidak diketahui untuk menghubungkan rangkaian dua LED putih secara seri pada baterai tanpa resistor seri. Hal ini membuat hidup menjadi sangat menarik bagi LED tetapi bekerja lebih baik daripada mereka memiliki hak untuk itu.

masukkan deskripsi gambar di sini

Kapasitor tersangka:

Kapasitor diberi label sebagai nilai 400V DC.
CL21 berarti poliester yang dilapisi logam.
Ini MUNGKIN akan menjadi pabrikan yang dinilai sebagai kapasitor Y2 atau X1Y @, yang seharusnya ada dalam aplikasi ini, tetapi sebenarnya potnya beruntung bahkan jika ia mengklaim diberi peringkat yang tepat dalam jenis peralatan ini. Pandangan tentang "Alibaba" menunjukkan banyak topi yang mirip secara visual (yang tidak boleh disamakan dengan "mirip secara elektrik" dan BEBERAPA dari ini diklaim memiliki peringkat X1Y2, tetapi sebagian besar tidak. Lihat beberapa referensi di akhir untuk minat.


Pelajaran:

Beberapa pelajaran menarik dapat dipelajari dari perangkat semacam itu.
Lampu LED, mengisi baterai dan pergi keluar pintu dengan harga murah yang bagus.
Mungkin tidak akan membunuh siapa pun.
Apa yang tidak disukai?
:-(


Alibaba - MPE 1,5 uF, 400V atau serupa:

http://www.alibaba.com/product-detail/CBB-film-capacitor-1-5uF-400V_1344932478.html
Tidak ada peringkat X atau menyebutkan peringkat AC
No X atau menyebutkan peringkat AC No X atau menyebutkan AC No X atau menyebutkan AC
No X peringkat atau penyebutan lembar spesifikasi AC.
Tidak ada peringkat X - menyebutkan AC tanpa kualifikasi dalam cetakan kecil
Contoh "nyata"
Dan BANYAK lagi.

PERINGATAN: SEMUA bagian dari sirkuit ini dan peralatan yang ditenagai olehnya harus dianggap potensial AC setiap saat terhubung ke Listrik AC. Dalam hal ini sakelar hidup / mati dan bagian logam apa pun adalah bahaya sengatan listrik.

Russell McMahon
sumber
Tutup film poliester biasanya "menyembuhkan diri sendiri" dalam arti bahwa jika Anda tidak membatasi arus, mereka dapat meledak dalam waktu singkat (dengan biaya pengurangan kecil dalam kapasitansi). Philips digunakan untuk memuji 'fitur' itu.
Spehro Pefhany
2
@SpehroPefhany Ya. Jika Anda membelinya dari produsen terkenal yang diketahui melalui rantai pasokan yang dapat dilacak maka mereka mungkin adalah apa yang Anda pikir Anda beli, mungkin memiliki peringkat yang Anda harapkan dan di sisi lain dari dalam foto mungkin memiliki sertifikasi dan komentar tentang peringkat AC dan X1Y2 dll. | Sedangkan jika Anda mendapatkannya di dalam perangkat yang mengambil jalan pintas yang satu ini tidak mungkin 'cukup yakin' [tm]. | Tapi, saya tahu Anda tahu itu :-).
Russell McMahon
0

Kapasitor Film Polyester BUKAN kapasitor DC, kapasitor AC dan dapat digunakan untuk memberi makan kedua kaki panas. Mereka digunakan untuk banyak hal, termasuk sirkuit step down yang murah, sirkuit smoothing, sebagai kapasitor yang dijalankan motor, dan penggunaan kap mesin yang dijalankan sendiri berarti kapasitor AC. Hanya karena sesuatu dinilai pada WVDC tidak berarti tutupnya tidak dapat digunakan dengan ac, ini hanya memberi kita "tegangan kerja menggunakan daya DC". Alasan tutup ini dinilai dengan DC adalah karena mereka dapat digunakan di sirkuit frekuensi tinggi, tetapi perhitungan harus digunakan untuk menentukan tegangan pada frekuensi AC yang akan digunakan sebelum menetapkan tutup apa pun yang memiliki peringkat AC. Jika cp dirancang untuk penggunaan frekuensi tinggi, Anda TIDAK akan melihat peringkat ac, hanya WVDC dan ini tidak berarti hanya untuk penggunaan dc. Setiap kapasitor penyembuh diri bipolar atau kapasitor film poli, mika, atau tutup logam semuanya dinilai dalam tegangan kerja DC karena variabel lain diperlukan untuk menilai ini dengan tegangan AC. Berikut adalah rumus yang benar untuk mencari tahu apa yang bisa mereka tangani di lingkungan dunia nyata ac, dan alasan mengapa hal ini terjadi.

Untuk aplikasi tertentu, daya yang dihamburkan dalam sebuah kapasitor dapat dihitung dari rumus P = i² R, di mana P = daya dalam watt, i = arus rms melalui kapasitor dan R = Equivalent Series Resistance (ESR) dari kapasitor. Kemudian i = 2 pie fCE, di mana f = frekuensi dalam Hertz, C = kapasitansi dalam Farads dan E = tegangan rms yang diterapkan. Akhirnya R = d / (2 pie fC), di mana d = faktor disasi. Menggabungkan ketiga persamaan ini, rumus daya final yang diperoleh adalah P = 2 pie fCE²d.

Hal ini diperlukan untuk menentukan nilai kapasitansi dan faktor disipasi, dengan asumsi kita mengetahui tegangan dan frekuensi yang diterapkan. Perhatikan nilai-nilai ini tipikal dan akan bervariasi dari satu produsen ke yang lain. Perubahan tutup karena tegangan juga dapat dimodifikasi oleh pabrikan untuk memenuhi persyaratan aplikasi yang diberikan.

Setelah koreksi faktor kapasitansi dan disipasi di atas dilakukan berdasarkan tegangan dan frekuensi sirkuit, konsumsi daya aktual dalam kapasitor dapat dihitung dari rumus P = 2 pie fCE²d. Perhatikan bahwa nilai kapasitansi dan frekuensi secara langsung mempengaruhi daya untuk tegangan yang diberikan. Inilah sebabnya mengapa tidak mungkin untuk menetapkan peringkat AC generik (atau faktor yang berlaku untuk peringkat DC) untuk kapasitor. Hanya ketika nilai-nilai ini diketahui (seperti dalam aplikasi daya nilai tetap 60Hz) hal ini dapat dilakukan.

Kapasitor AC dapat digunakan untuk sarana pembatas arus secara seri, dan jika Anda menggunakan kapasitor 100 uF 350vac melalui hot line AC pada frekuensi terukurnya, ini akan menghasilkan output hanya 4 atau 4,5 amp karena penutup hanya dapat memungkinkan energi ini melalui karena berfungsi dengan cara yang sangat spesifik dalam seri. Jika ac dihubungkan melalui topi "dc" elektrolitik yang terpolarisasi, tutupnya akan meledak ketika gelombang berosilasi atau tidak akan melakukan apa pun dan tidak membiarkan energi untuk lewat sementara tutup ac tidak.

Menempatkan tutup secara paralel dengan sadapan motor secara harfiah memulihkan daya reaktif atau ggl belakang yang dibangun oleh motor selama posisi koil terbuka yang mengenai dalam rotasi itu dan ketika melakukannya, medan magnet yang melewati koil menghasilkan listrik dalam tegangan yang jauh lebih tinggi Kisaran yang merupakan bagian dari 2 hal. Motor akan menghasilkan daya untuk periode kecil ini sementara topi segera mengumpulkannya dan membuangnya ke koil berikutnya yang terhubung dengan komutator, membuang pulsa konvensional pada arus yang sangat tinggi, menyebabkan pengurangan ampli yang digunakan, juga, hasilnya akan memutar motor sedikit lebih cepat. Kapasitor DC, atau topi terpolarisasi elektrolitik tidak dapat digunakan dalam skenario ini, mereka akan menyebabkan ledakan atau kebakaran .. jauhi mereka, mereka dibuat terlalu murah dengan kertas tipis,

Dezeinstein
sumber
2
Dinding teks dan cukup banyak tidak terkait dengan pertanyaan awal yang sudah dijawab. Apakah ada yang hilang dalam jawaban Andy dan Russels?
winny
Juga, motor apa? Pertanyaannya adalah tentang senter.
Dmitry Grigoryev