Esta fonte de alimentação funciona apenas como projetada (fornece uma tensão indiscutivelmente constante) consumindo uma energia constante da rede elétrica CA. É uma fonte de corrente CA, em oposição a uma fonte de tensão.
Portanto, você precisa de uma ponte de diodos, um acumulador de energia (capacitor) e um regulador de tensão para transformá-lo em CC.
No entanto, como uma energia constante é extraída da rede elétrica CA, qualquer energia não consumida pela carga deve ser dissipada. É por isso que um diodo Zener é usado; qualquer excesso de energia é dissipado na forma de calor no diodo Zener. Se fosse um regulador linear, a tensão de entrada iria subir acima do seu máximo V em que o ponto onde se queima-se. E como a quantidade de energia extraída da rede elétrica CA depende da tensão e frequência CA (devido à reatância), o diodo Zener também ajuda a manter uma tensão constante na variação da tensão e / ou frequência da rede elétrica CA.
Eficiência:
O factor de potência não é a eficiência do fornecimento de energia e também não é V fora / V em . A eficiência é P out / P in = (V out * I out ) (V in * I in ). Em uma fonte de alimentação linear, eu out pode ser considerado o mesmo que eu in (se você descartar I q ) e, portanto, a eficiência pode ser simplificada como V out / V in . Em uma fonte de alimentação capacitiva, no entanto, P in é constante, portanto, sua eficiência dependerá totalmente de quanto da energia disponível a carga realmente consome.
Fator de potência (PF):
Eu usei fontes de alimentação capacitivas em literalmente milhares de unidades, mas com valores diferentes (470 nF, 220 VCA). Nossa fonte de alimentação consome cerca de 0,9 watt, mas cerca de 7,2 VA (Volt-Ampere). Tem um fator de potência muito ruim , mas de uma maneira muito boa. Por se comportar como um capacitor, ajuda a corrigir (aproximar de 1) o mau PF dos motores, que se comportam como indutores e são a principal fonte de mau PF da rede elétrica. De qualquer forma, é uma corrente tão baixa que não faz muita diferença de qualquer maneira.
Em relação aos componentes:
Resistor de 47 ohm:
Seu objetivo é limitar a corrente através do capacitor e do diodo Zener quando o circuito é conectado pela primeira vez, porque a rede elétrica CA pode estar em qualquer ângulo (tensão) e o capacitor não tem carga, por isso atua como um curto-circuito.
2.2 resistor Mohm:
Seu objetivo é descarregar o capacitor de 33 nF, porque a tensão do capacitor pode ter qualquer valor quando você desconecta a rede elétrica. caso contrário, não haveria caminho para descarregar, a não ser os dedos de alguém (isso já aconteceu comigo várias vezes).
Capacitor de 33 nF:
Como alguns afirmaram corretamente, eles substituem um resistor divisor de tensão, explorando o fato de sua reatância nas redes de 50 ou 60 Hz. Você não obtém o desperdício de calor de um resistor equivalente, mas muda o ângulo da corrente versus a tensão.
Diodos de retificação (ponte):
Deve ser auto-explicativo, mas não é necessário; um diodo será suficiente (em uma configuração diferente, menos eficiente, porém mais segura). O problema é que, para que a reatância do capacitor de 33 nF funcione, é necessário que a corrente flua em uma direção e, em seguida, a mesma corrente exata que flua na direção oposta.
Quantos diodos são usados e em qual configuração depende de muitas coisas. Ao usar um diodo e conectar corretamente os fios neutro e de fase, o seu circuito GND será neutro CA, tornando a saída muito mais segura, mas tem a desvantagem de que apenas as ondas senoidais positivas serão entregues no capacitor de 47 µF.
O uso da ponte de diodos significa que na metade do tempo a saída negativa é neutra, a outra metade é na fase principal! Claro, tudo isso depende de onde você está (literalmente). Países ou regiões muito secos tendem a usar conexões fase a fase sem neutro devido à baixa condutividade de seu aterramento. Você também pode obter duas saídas de tensão usando apenas dois diodos de retificação, diodos zener e capacitores de 47 µF.
Diodo Zener:
Seu objetivo é manter uma tensão (um pouco) constante na saída da fonte de alimentação. Qualquer excesso de corrente não consumida pela carga fluirá através dela para o terra e, portanto, será transformado em calor.
Capacitor de 47 µF:
Ele filtra a corrente sinusoidal fornecida pelo capacitor de 33 nF.
Para maior eficiência, você precisa diminuir o resistor de 47 ohm até a corrente máxima permitida pelo zener quando conectado diretamente no pico de CA e ajustar o capacitor de 33 nF o mais próximo possível da corrente de carga exata.