Catu Daya Tanpa Transformer:Dasar-Dasar Umum, Cara Kerja, dan Persyaratan Dijelaskan

Umumnya, produk elektronik memiliki trafo step-down yang memungkinkan catu daya DC mengubah tegangan listrik AC menjadi tegangan DC (seringkali kecil). Prosesnya melibatkan konversi AC yang lebih tinggi ke AC yang lebih rendah, kemudian ke DC tegangan rendah, menggunakan transformator mode sakelar. Sementara prosesnya cukup dalam jangka panjang, itu bisa mahal dan besar karena juga akan membutuhkan ruang yang lebih besar selama desain dan pembuatan produk. Oleh karena itu, alternatif yang lebih murah dan lebih baik yang harus Anda perhatikan adalah catu daya tanpa transformator. Selain sebagai catu daya mode sakelar, perangkat ini lebih murah dan ukurannya kecil. Selain itu, Anda dapat menggunakannya di berbagai komponen elektronik seperti peralatan rumah tangga.

Apa itu Catu Daya Tanpa Transformer?

Seperti namanya, rangkaian catu daya tanpa trafo tidak menggunakan induktor atau trafo saat menyediakan DC rendah dari Arus Bolak-balik tegangan tinggi. Ia bekerja dengan membuat kapasitor tegangan tinggi menjatuhkan arus primer AC (120V atau 230V) ke level arus rendah (12V, 5V, atau 3V).

Tingkat yang lebih rendah cocok karena memastikan fungsi optimal untuk beban yang terhubung atau sirkuit elektronik. Dengan demikian, Anda harus mendapatkan catu daya tanpa transformator untuk sirkuit saat menggunakan sirkuit listrik yang membutuhkan arus rendah (seperti beberapa miliampere) atau di sirkuit mikroprosesor.

Rangkaian transformerless memiliki prinsip kerja yang melibatkan pembatasan arus masuk, pembagian tegangan suplai, pengaturan, dan penyearahan – yang akan dibahas dalam struktur catu daya.

Keuntungan dan Kerugian Catu Daya Tanpa Transformator

Seperti halnya peralatan teknologi lainnya, catu daya tanpa transformator memiliki kelebihan dan kekurangan.

Keuntungan

• Pertama, murah.
• Kemudian, membutuhkan lebih sedikit ruang sehingga membuatnya tidak terlalu besar, dibandingkan dengan aplikasi berbasis transformator yang kacau dan berbobot.
• Juga, Anda dapat menggunakannya di komponen elektronik berdaya rendah.

Kekurangan

• Pertama, pembuangan panas berlebih oleh catu daya tanpa transformator resistif menurunkan tegangan keluaran akhir sehingga mengurangi efisiensinya.
• Sayangnya, arus keluaran maksimum yang bisa Anda dapatkan adalah sekitar 1 ampere. Ini tidak menguntungkan untuk beban induktif atau resistif saat ini yang membutuhkan 20 A atau 30 A untuk beroperasi.
• Sekali lagi, rangkaian tidak memiliki isolasi dari suplai input sehingga berisiko untuk ditangani (tidak ada isolasi antara pintu keluar dan masuk). Selain itu, sedikit kerusakan atau pelepasan komponen dari sirkuit akan menghancurkan seluruh perangkat.
• Terakhir, pengaturan dan output rendah tidak cocok untuk sistem yang lebih kompleks seperti pada perangkat keselamatan atau medis.

Untungnya, desain rangkaian daya tanpa transformator yang kami jelaskan memiliki berbagai tahap penstabilan setelah penyearah jembatan. Dengan cara ini, risiko menjadi rendah.

Pengantar Diagram Sirkuit Catu Daya Tanpa Transformator

https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_power_supply#/media/File:Capacitive_Power_Supply.png

(diagram rangkaian catu daya tanpa transformator)

Diagram rangkaian ditunjukkan di atas dari fungsi rangkaian catu daya transformerless dengan mengubah tegangan AC tinggi menjadi tegangan DC rendah tanpa induktor atau transformator. Di bagian selanjutnya, kita akan menguraikan cara kerja sirkuit.

Struktur/ Desain Catu Daya Tanpa Transformator

Beberapa tindakan pencegahan yang harus Anda lakukan sebelum membuat rangkaian catu daya transformerless meliputi;

• Pertama dan terpenting, bekerja dengan tegangan input AC tanpa pengetahuan dan pengalaman yang berkualitas sangat berbahaya. Oleh karena itu, tangani sirkuit dengan sangat hati-hati.
• Kedua, gunakan dioda Zener atau resistor dengan rating hanya 1 Watt atau lebih (5w).
• Ketiga, jika Anda tidak memiliki dioda Zener, Anda dapat menggunakan IC regulator tegangan untuk mengatur tegangan.
• Juga, jangan coba-coba mengganti kapasitor berperingkat-X dengan kapasitor lain. Alasannya adalah kapasitor lain akan meledak.
• Selanjutnya, untuk alasan keamanan, Anda dapat menggunakan sekering 1 Amp sebelum kapasitor nilai-X dan secara seri dengan garis fasa.
• Tempatkan komponen secukupnya.
• Selain itu, hindari menyentuh bagian mana pun dari kapasitor yang jatuh meskipun Anda telah mematikan sirkuit untuk mencegah kejutan.
• Terakhir, gunakan nilai kapasitor nilai-X yang berbeda jika produk memerlukan lebih banyak arus keluaran dan tegangan keluaran.

Komponen

Komponen rangkaian daya tanpa transformator meliputi;

• R1:resistor 1-Ω, 5W.
• R2:resistor 10-Ω; beban di sini tidak boleh kurang dari 10 .
• R3:resistor 470-kΩ, 1W.
• R4:resistor 1-Ω, 5W.
• R5:sekering 200-mA.
• Kapasitor penurun tegangan/ kapasitor nilai-X (komponen utama) – tersedia dalam Arus Bolak-balik 230V, 400V, 600V, atau bahkan lebih tinggi.

(jenis kapasitor).

• C1:33.000 – F kapasitor elektrolit terpolarisasi, 25 VL.
• C2 dan C3:Kapasitor non-terpolarisasi terbuat dari poliester 400 V, 10 F.
• D1:Dioda 1N4007.
• D2:Dioda Zener 12-V, 3-W.
• H3 sampai H13:1N4007.

Desain transformerless yang ideal

1. Kapasitor C1 mengurangi arus tinggi dari sumber listrik 120V atau 220V ke beban DC keluaran yang lebih rendah. Jadi, satu mikrofarad dari C1 menghasilkan arus sekitar 50mA ke beban keluaran.
2. Resistor R1 menyediakan jalur pelepasan tegangan tinggi C1 saat Anda mencabut rangkaian dari input listrik. Hal ini karena C1 dapat menyimpan tegangan tinggi yaitu, 120V atau 220V, dan menyebabkan kejutan tegangan tinggi ketika Anda menyentuh pin steker dalam keadaan terlepas. R1 akan melepaskan tegangan tinggi dengan cepat.
3. Dioda D1 ke D4 berfungsi sebagai penyearah jembatan yang mengubah AC arus rendah dari C1 menjadi DC arus rendah. C1 tidak membatasi tegangan hingga 50mA tetapi membatasi arus. Dengan kata lain, DC pada output penyearah jembatan adalah nilai puncak 220V. Perhitungannya sebagai berikut;

220 x 1,41 =310V DC. Kami akan berakhir dengan sekitar 310 V, dengan 50 mA pada output jembatan.

4. Namun, 310V terlalu tinggi untuk tegangan rendah kecuali saat digunakan dalam relai. Dengan demikian, Anda akan menggunakan peringkat dioda Zener yang benar untuk memindahkan 310V DC ke tingkat rendah yang diinginkan, misalnya, 24V, 12V, dan lain-lain.

(jenis dioda Zener)

5. Resistor R2 adalah resistor pembatas arus. Meskipun C1 bertindak sebagai pembatas arus, ketika Anda langsung menerapkan input AC ke sirkuit, C1 berfungsi sebagai korsleting dalam hitungan milidetik. Dalam beberapa milidetik saat sakelar hidup, input tegangan AC tinggi 220V memasuki rangkaian daya. Sayangnya, level tegangan tinggi dapat merusak beban keluaran DC.

Cara yang lebih baik untuk mengatasi situasi ini adalah dengan memperkenalkan NTC. Namun dalam kasus ini, kami menggunakan R2 sebagai pembatas.

Kapasitor filter adalah C2. Sebagian besar, ini bekerja dengan menghaluskan riak 100Hz dari jembatan yang awalnya Anda perbaiki ke DC yang lebih bersih.

Jenis Catu Daya Tanpa Transformator

Catu daya tanpa transformator tersedia dalam dua jenis utama, dan kami akan membahasnya secara rinci.

Contohnya adalah;

1. Suplai daya tanpa transformator resistif

Dengan catu daya resistif, Anda menggunakan resistor melintasi resistor penurunan tegangan untuk mengurangi panas dalam bentuk energi. Karena pengurangan panas, ada hambatan yang membatasi arus berlebih. Umumnya, resistor penurunan tegangan menghilangkan daya panas.

Hal yang perlu diperhatikan – sebagian besar, Anda akan menemukan beberapa aplikasi menggunakan resistor dengan daya pengenal ganda. Itu karena ia menghamburkan lebih banyak energi jika dibandingkan dengan jenis catu daya tanpa transformator lainnya.

2. Supply Daya Tanpa Transformator Kapasitif

Tipe kedua, catu daya kapasitif, beroperasi pada kehilangan daya yang rendah, dan menghilangkan panas, sehingga lebih efisien.

Struktur; Di sini, kapasitor nilai-X memiliki koneksi seri 230V, 400V, dan 600V. Kemudian, listrik bertindak sebagai kapasitor penjatuh dan berfungsi untuk menjatuhkan tegangan.

Perbedaan antara catu daya transformerless resistif dan kapasitif

Terutama, kedua jenis itu berbeda. Ada kurang hingga nol kehilangan energi dan pembuangan panas di rangkaian catu daya kapasitif karena resistor penurun tegangan menurunkan tegangan berlebih. Sebaliknya, tipe resistif akan menghilangkan energi ekstra sebagai panas melintasi resistor penurun tegangan.

Suplai Daya Tanpa Transformator 12v

Kami akan menggunakan diagram di atas untuk membahas tipe ketiga ini, catu daya transformerless 12V.

Prinsip tindakan; menggunakan dioda Zener, penyearah jembatan, kapasitor, dan resistor untuk mengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan 12 DC.

• C1 bertindak sebagai kapasitor nilai-X yang akan menurunkan tegangan AC yang ditinggikan.
• D1, D2, D3, dan D4, yang merupakan dioda penyearah jembatan, mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) melalui penyearah. Penyearahan menghasilkan konversi 230V AC menjadi 310V DC tinggi karena RMS Puncak dalam sinyal AC.
• Ketiga, kapasitor C2 menghilangkan riak yang diperoleh tegangan DC.
• Kemudian, resistor R1 menghapus arus tersimpan yang muncul saat Anda mematikan sirkuit. Di sisi lain, resistor R2, digunakan untuk membatasi arus masuk, membatasi aliran arus berlebih.
• Selanjutnya, dioda Zener menghilangkan tegangan terbalik puncak kemudian melanjutkan untuk menstabilkan dan mengatur tegangan DC keluaran ke 12V yang diperlukan.
• Untuk memastikan berfungsi atau tidak, Anda menghubungkan LED ke sirkuit.
• Terakhir, Anda menutup sirkuit sepenuhnya dengan bahan tahan goncangan untuk mencegah kerusakan dan sengatan listrik. Selain itu, Anda dapat menghubungkan trafo isolasi kecil di input catu daya untuk mengisolasinya dari catu AC utama.

6. Aplikasi Catu Daya Tanpa Transformator

Seringkali, catu daya tanpa transformator memiliki berbagai aplikasi dalam komponen elektronik berbiaya rendah dan berdaya rendah seperti;

• Konverter analog ke digital,
• Sistem dalam telekomunikasi,
• Sistem komunikasi digital,
• Sirkuit pada rangkaian regulator dan pembagi tegangan,
• Mainan elektronik,
• Pengisi daya ponsel,
• bohlam LED, dan

(strip LED putih untuk tegangan 12V dan 24V dengan dapat disesuaikan)

• Lampu darurat.

Kesimpulan

Singkatnya, rangkaian catu daya tanpa transformator adalah pengganti yang solid untuk catu daya berbasis transformator. Hal ini dalam hal bulkiness, biaya, dan ukuran. Meskipun menghasilkan arus yang rendah, sirkuit tanpa trafo telah menguntungkan peralatan listrik dengan kebutuhan tegangan yang lebih rendah.

Karena memiliki spesifikasi dalam prosedur, yang terbaik adalah mengambil tindakan pencegahan ekstra selama momen DIY Anda. Membaca artikel ini akan mencerahkan Anda dan menyoroti langkah-langkah yang diperlukan. Namun, jika Anda memiliki pertanyaan atau pemikiran yang tertunda, jangan ragu untuk menghubungi kami. Sebuah solusi untuk kebutuhan Anda adalah solusi untuk dunia teknologi.