Como converter AC para DC

Estou projetando um circuito que precisa produzir 5VDC @ 1A. Estou tentando usar um transformador de parede para reduzir a tensão para 12VAC. O próximo passo é a ponte de diodos e o capacitor ripple.

A equação da tensão de ondulação é:

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

Se eu escolher um C de 1000 uF, a tensão de ondulação é 8,3 V! Eu realmente preciso colocar mais capacitância para diminuir a tensão de ondulação? Existe outro método de conversão de CA para CC?

1000 µF nesta voltagem não é muito grande. Você está limitado por tamanho ou algo assim?

Para se livrar completamente da ondulação e produzir 5 V, é necessário adicionar um regulador de tensão após o capacitor.

12 V _RMS = 17 V de _pico , que, menos as duas quedas de diodo, é a tensão de pico de DC que você verá na saída dos retificadores: 17 - 1,1 - 1,1 = 14,8 V. Portanto, não há ameaça de exceder os limites de entrada do regulador (entrada de 35 V).

Se a ondulação for de 8,3 V, a tensão DC variará de 6,5 V a 15 V. Isso é apenas alto o suficiente para alimentar o regulador sem cair fora da regulação, uma vez que o 7805 tem queda de 1,5 V a 1 A ( dependendo da temperatura). Portanto, sim, você deve usar um capacitor um pouco mais alto (ou vários capacitores em paralelo, se houver problema).

( Fonte: Alan Marshall )

Aqui está um guia para cada estágio do circuito da fonte de alimentação.

Além disso:

As tensões da linha de energia da vida real variam de uma tomada para a seguinte e a frequência varia de acordo com o país. Você precisa calcular a condição de linha baixa / carga alta para garantir que não caia abaixo da regulação, bem como a condição de linha alta / carga baixa para garantir que não exceda o limite de tensão de entrada do regulador. Estes são os valores geralmente recomendados:

• JP: 85 VCA a 110 VCA (+ 10%, -15%), 50 e 60 Hz
• EUA: 105 VCA a 132 VCA (+ 10%), 60 Hz
• UE: 215 VCA a 264 VCA (+ 10%), 50 Hz

O fato é que hoje em dia a troca de adaptadores de fonte de alimentação é um item tão comum que, a menos que você realmente queira entrar no design para fins de aprendizado, basta comprar um. O Digikey tem alguns que estão abaixo de US $ 10 em quantidades únicas ( aqui está um da CUI ) e fornecerá saída DC regulada, com alta eficiência, completa com todas as certificações de segurança e EMI / RFI.

Se o seu capacitor for grande o suficiente para diminuir a ondulação, seu Vcc será em torno de 15V, conforme mostrado pelo Endolith. Vamos considerar que cai um pouco sob carga e usar 12V como exemplo. Se a saída precisar ser de 5V, o regulador deve levar 7V a 1A, o que significa que deve poder dissipar continuamente 7W de potência. Dependendo do seu aplicativo, isso pode ou não ser um problema.

Por que você não usa apenas um adaptador de energia de comutação? Atualmente, existem muitos roteadores, switches / hubs de rede, gabinetes de disco rígido etc. que usam 5V. Suas fontes de alimentação geralmente não são maiores que um transformador de parede comum, são mais eficientes e a tensão de saída é bem regulada.

Outro método é adicionar um afogador (indutor) em série antes da tampa do filtro final. Algo como 100 uH faria um mundo de bem. Uma bobina resiste a mudanças de corrente, assim como uma tampa resiste a mudanças de tensão. Coloque os dois juntos e você terá um filtro muito mais eficaz.

Você tem um erro na sua equação Vripple. Como você está usando uma ponte de onda completa, sua frequência não é de 60 hz, mas 120.

Sua equação Vripple é apenas uma aproximação e só é boa para pequenas quantidades de ondulação.

Encontre uma equação melhor ou resolva-a graficamente, e você verá que sua ondulação não é tanto quanto você pensa.

Se você não quiser seguir a rota de comutação, um transformador de 5 ou 6 volts com muita tampa. e um regulador de abandono baixo ajudaria bastante a eficiência. Você precisa fazer alguns cálculos para obter os valores e verificar se são razoáveis.