Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo: Solusi Teruji untuk Hemat Biaya dan Ruang

Secara umum, trafo penurun tegangan atau sumber daya listrik mode switch mengubah tegangan AC jaringan tinggi menjadi tegangan AC rendah. Selanjutnya, proses dikonversi lebih lanjut menjadi tegangan DC rendah yang diinginkan. Meski proses ini efisien, biayanya mahal dan membutuhkan lebih banyak ruang saat merancang atau memproduksi sebuah produk. Untuk mengatasi tantangan tersebut, kita menggunakan sumber daya listrik tanpa trafo. Kali ini, kita akan membahas lebih dalam tentang sumber daya listrik tanpa trafo, termasuk jenis kerjanya serta beberapa desain rangkaian sederhana yang dapat Anda coba.

Trafo penurun tegangan

Apa Itu Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo?

Seperti namanya, sumber daya listrik tanpa trafo menghasilkan tegangan DC rendah dari tegangan AC tinggi tanpa menggunakan trafo atau induktor.

(Induktor)

Prinsip Kerja

Prinsip kerja sumber daya listrik tanpa trafo adalah mengonversi tegangan AC fasa satu tinggi menjadi tegangan DC rendah. Konsepnya menggunakan rangkaian pembagi tegangan yang bekerja tanpa induktor atau trafo. Selain itu, rangkaian sumber daya listrik ini mencakup proses seperti pembatasan arus inrush, pembagian tegangan, regulasi, dan penyebaran.

Bagaimana Rangkaian Di Atas Bekerja:

• Kita bertujuan untuk mengonversi tegangan AC fasa satu tinggi (230V/120V) menjadi tegangan DC rendah yang diperlukan (5V/3V/12V).
• Dioda menyebarkan dan mengatur tegangan AC tinggi menjadi tegangan DC rendah.
• Selanjutnya, kapasitor (yang tersambung seri dengan AC) membatasi aliran AC karena reaktansinya. Dengan cara ini, arus aliran mencapai nilai tertentu menurut jenis sumber daya listrik tanpa trafo. Selalu disarankan menggunakan kapasitor ber rating X dalam sumber daya listrik.
• Selain itu, resistor membantu dalam pembuangan arus berlebih dan panas.
• Kemudian, penyeberak jembatan menghilangkan tegangan dalam rangkaian, dan melalui proses penyebaran, menstabilkan tegangan puncak.
• Terakhir, menghubungkan lampu LED untuk menguji fungsi rangkaian.

Jenis Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo

Dua jenis dasar sumber daya listrik tanpa trafo adalah:

Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo Resistif

Sumber daya listrik tanpa trafo resistif menggunakan resistor penurun tegangan. Resistansinya juga membantu dalam mengeluarkan panas berlebih. Seringkali, resistor daya ber rating ganda disarankan karena mampu membuang lebih banyak daya.

Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo Kapasitif

Sebaliknya, sumber daya listrik tanpa trafo kapasitif memiliki kehilangan daya dan pembuangan panas yang rendah. Di sini, kapasitor ber rating X (400V, 230V, atau 600V) adalah kapasitor penurun tegangan, dan itu menurunkan tegangan berlebih.

Keuntungan dan Kerugian Menggunakan Rangkaian Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo

Keuntungan

• Pertama, desainnya murah dan cocok untuk aplikasi daya rendah dibandingkan rangkaian berbasis trafo.
• Kedua, itu lebih ringkas dan kompak, sehingga membutuhkan lebih sedikit ruang.

Kerugian

• Rangkaian sumber daya listrik tanpa trafo tidak dapat menghasilkan arus keluaran tinggi (1 Ampere). Oleh karena itu, itu hanya mendukung aplikasi yang membutuhkan arus kurang dari atau sama dengan 1 Ampere.
• Kemudian, tidak ada isolasi rangkaian dari potensi AC jaringan, yang berbahaya bagi pengendali.
• Selain itu, pembuangan panas berlebih mengganggu tegangan keluaran.
• Terakhir, itu mengizinkan lonjakan tegangan yang pada akhirnya dapat merusak sirkuit sumber daya dan sirkuit yang diberi daya.

Untungnya, contoh rangkaian di bawah ini memberikan solusi untuk beberapa tantangan tersebut. Jadi, teruslah membaca.

Empat Rangkaian Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo Sederhana yang Dijelaskan

Desain Dasar Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo

Desain rangkaian dasar sumber daya listrik tanpa trafo

Operasi dan desain rangkaian

• C1 mengurangi tegangan AC tinggi (120V atau 220V jaringan) menjadi DC yang lebih rendah untuk beban DC keluaran yang lebih baik.
• Kedua, setiap kali Anda mencabut rangkaian dari input jaringan, R1 memberikan jalur pengosongan untuk tegangan tinggi C1. Dengan demikian, Anda mencegah kekuatan tegangan dari pin steker ketika C1 tidak ada dalam sumber daya listrik utama.
• Kemudian, D1 hingga D4 adalah penyeberak jembatan. Mereka mengonversi AC rendah dari C1 menjadi DC rendah.
• Tegangan DC yang dihasilkan sekarang terlalu tinggi untuk sebagian besar perangkat daya rendah selain relai. Dioda Zener akan menyingkirkan tegangan tinggi menjadi nilai yang direkomendasikan sesuai kebutuhan Anda.
• Selanjutnya, kita memiliki R2 sebagai resistor pembatas arus. C1 hanya menawarkan rangkaian pendek untuk milidetik pada aplikasi pertama input AC jaringan. Beberapa milidetik ini mengizinkan arus AC tinggi masuk ke rangkaian tetapi dapat merusak beban keluaran. R2, oleh karena itu, mencegah kerusakan.
• Terakhir, C2 bertindak sebagai kapasitor filter. Ini menghasilkan gerombolan 100Hz halus dari penyeberak jembatan menjadi DC yang lebih bersih.

Meningkatkan Menjadi Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo Terstabilisasi Tegangan

Di sini, kita akan mengubah rangkaian sumber daya listrik kapasitif menjadi sumber daya listrik tanpa trafo terstabilisasi tegangan variabel atau bebas lonjakan.

Rangkaian untuk meningkatkan menjadi sumber daya listrik tanpa trafo terstabilisasi tegangan

Desain/operasi rangkaian

• Dioda IN4007 menyebarkan tegangan jaringan sementara kapasitor 10uF/400V menyaringnya. Kemudian, tegangan puncak yang dihasilkan, disebarkan dari jaringan, mencapai 310V.
• Dasar TIP122 (Anda juga dapat menggunakan MJE13005) mengonfigurasi jaringan pembagi tegangan, sehingga memelihara tegangan keluaran yang diperlukan. Selain itu, Anda dapat mencapai 12V dengan mengatur potensiometer 10k di seluruh ground/emitter TIP122.
• Kapasitor 220uF/50V menciptakan tegangan nol sementara di dasar untuk mematikan jika OFF dalam rangkaian yang menyala.
• Selanjutnya, dalam periode switch ON, induktor, melalui gulungan, membatasi arus inrush dari masuk ke rangkaian. Selain itu, itu menyediakan resistensi tinggi, sehingga mencegah kerusakan terjadi.

Kesimpulan; Anda juga dapat menggunakan regulator tegangan, IC7805, untuk mencapai tegangan penurun yang terlampir atau 5V.

Rangkaian Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo Deteksi Titik Nol

Proyek ketiga kami terutama berlaku untuk sumber daya listrik tanpa trafo kapasitif untuk deteksi titik nol. Itu karena kapasitor bertindak seperti rangkaian pendek untuk beberapa milidetik ketika menerima tegangan pasokan. Setelah itu, itu diisi dan kembali ke tingkat keluaran yang ditentukan.

Desain dan Operasi Rangkaian

Rangkaian sumber daya listrik tanpa trafo titik nol

Titik Nol di Jaringan AC

Potensi jaringan AC mencakup siklus tegangan yang naik dan turun dari nol ke maksimum atau sebaliknya dengan polaritas.

Jadi, ketika tegangan jaringan mendekati puncak siklus, itu memiliki arus dan tegangan tinggi. Menyalakan sumber daya listrik kapasitif menyebabkan tegangan tinggi menembus beban DC dan sumber daya listrik.

Sebaliknya, pada titik nol jaringan, jaringan mendapatkan tegangan dan arus lemah saat mendekati fasa nol. Oleh karena itu, menyalakan perangkat sekarang aman dan tidak akan mengalami lonjakan arus.

Secara singkat, menyalakan sumber daya listrik kapasitif saat input AC melewati titik nol fasa mencegah lonjakan arus.

Bagaimana Cara Kerjanya

• Menyalakan daya awalnya memelihara triac dalam keadaan mati karena tidak ada driver gerbang. Selain itu, beban yang terhubung ke jaringan jembatan tetap dalam keadaan mati.
• Kemudian, alirkan tegangan dari output kapasitor 105V/400V melalui pin 1/2 IC Octo-coupler untuk mencapai IR LED. Respons cahaya IR LED membantu dalam memantau dan memproses input. Oleh karena itu, ketika rangkaian mendeteksi siklus AC mendekati titik titik nol, saktil internal beralih.
• Terakhir, itu memicu triac, sehingga memelihara keadaan menyala pada unit sampai Anda menyalakan/mematikan lagi.

Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo Penggesetan menggunakan IC 555

Solusi akhir melibatkan penggunaan IC 555 dalam mode monostable untuk mengatur lonjakan masuk. Selanjutnya, IC 555 menggabungkan konsep rangkaian penggesetan titik nol.

IC timer 555

Definisi Penggesetan Titik Nol

Gelombang sinus di jaringan AC dimulai dari titik potensial nol. Kemudian, itu bertambah secara bertahap ke titik tegangan puncak (120 atau 220). Setelah itu, itu kembali ke titik nol awal. Kita menyebut siklus ini sebagai siklus positif.

Jadi, setelah siklus positif, gelombang akan menurun dan melalui proses di atas lagi. Namun, itu dalam arah negatif sampai mencapai titik nol. Bergantung pada kebutuhan utilitas jaringan, siklus rangkaian dapat terjadi 50 hingga 60 kali per detik.

Saat gelombang memasuki rangkaian, setiap titik tanpa nol mengganggu lonjakan saktil ON. Alasan segera adalah karena arus tinggi gelombang. Beban harus menghadapi saktil ON selama titik nol untuk menghindari masalah apa pun. Dengan cara itu, kenaikan bertahap tidak akan menimbulkan bahaya.

Rangkaian sumber daya listrik tanpa trafo penggesetan menggunakan IC555

Operasi Rangkaian

Dari diagram rangkaian di atas:

• Empat dioda 1N4007 beroperasi sebagai konfigurasi penyeberak jembatan standar, dengan junti katoda menghasilkan gerombolan 100 Hz.
• Pembagi potensial 47k/20K menurunkan frekuensi 100 Hz, yang kemudian mencapai relai positif IC555. Potensial menerima regulasi, kemudian C1 dan D1 menyaringnya.
• Melalui resistor 100k, dasar Q1 juga menerima potensial.
• Ketika AC jaringan melebihi (+) 0,6, Q1 mempertahankan keadaan OFF. Namun, gelombang AC yang turun di bawah (+) 0,6 Volt menyala Q1. Selain itu, itu menyuntikkan pin2 dan menghasilkan output positif pada pin3 IC.
• Setelah itu, output IC menyala beban dan SCR dan mempertahankan keadaan sampai periode MMV berlalu. Kemudian, siklus baru dimulai.
• Waktu ON yang stabil menghasilkan arus tambahan ke beban, berkontribusi pada lampu LED yang terang. Anda juga dapat mengubah preset 1M untuk mengatur waktu ON monostable Anda. Rangkaian IC555 mendapat pembatasan pada AC mendekati nol, sehingga tidak ada lonjakan tegangan dalam waktu ON.

Aplikasi Sumber Daya Listrik Tanpa Trafo

Aplikasi sumber daya listrik tanpa trafo terutama mencakup perangkat biaya rendah dan daya rendah seperti:

• Konverter analog ke digital,
• Lampu LED,

(Lampu LED)

• Sistem komunikasi digital,
• Charger ponsel,
• Mainan elektronik,
• Penerima TV,
• Lampu darurat,

(Lampu darurat)

• Sistem telekomunikasi, dan
• Rangkaian regulator dan pembagi tegangan.

Kesimpulan

Secara menyeluruh, rangkaian sumber daya listrik tanpa trafo tanpa ragam telah menggantikan sumber daya listrik berbasis trafo. Produksi arus rendahnya bermanfaat untuk aplikasi tegangan rendah. Selain itu, itu murah dan kompak.

Artikel ini menguraikan cara di mana Anda dapat membuat rangkaian sumber daya listrik tanpa trafo Anda sendiri dengan langkah-langkah yang diperlukan. Namun, jika Anda masih ingin bertanya lebih lanjut, silakan hubungi kami.