AC DC-converter:de perfecte oplossing voor gelijkstroom

AC DC-converters leveren stroom aan elektronische apparaten die een conversieproces van AC naar DC nodig hebben. Verschillende toepassingen van dit apparaat kunnen nuttig zijn als u geen toegang hebt tot een DC-stopcontact in de buurt. Desalniettemin kan het begrijpen van deze technologie verwarrend en overweldigend zijn vanwege de complexe aard ervan. Met dit diepgaande artikel leert u meer over wat deze apparaten bereiken en hoe ze werken. Bij WellPCB geven we u informatie over de ideale toepassingen voor AC-DC-converters. Daarom zult u begrijpen hoe deze converters werken en hoe u ze veilig kunt gebruiken. Alles wat hier wordt aangeboden, zet je op het goede spoor, dus lees verder!

1. Wat is een AC DC-converter?

AC-DC elektronische voedingen halen een AC-spanning uit een stroombron en zetten deze om in een DC-uitgangsspanning voor een apparaat op batterijen. Bovendien converteert dit apparaat lage spanningswaarden, ideaal voor alledaagse elektronica die een AC- of DC-uitgangsspanning nodig heeft. Elke converter heeft een ander ontwerp, maar wordt meestal geleverd met enkele of meerdere transformatoren, filters en gelijkrichters. Bovendien hebben sommige AC-DC-converters een actieve modus-efficiëntie, wat betekent dat ze minder energie verbruiken.

(DC-stroomadapter)

Het is belangrijk om dit niet te verwarren met een gelijkstroomadapter. Dat komt omdat een gelijkstroomvoeding een apparaat, zoals een printplaat, van een constante stroom voorziet. Het zet geen wisselstroom om in volt gelijkstroom. Ingenieurs gebruiken meestal een gelijkstroomadapter voor testdoeleinden. Een DC-DC-voeding verschilt ook van deze omdat deze stroom uit een batterij haalt en deze omzet naar een ander spanningsniveau.

Over het algemeen zult u ontdekken dat er momenteel twee soorten AC-DC-converters op de markt zijn, lineair en schakelend. Lineair, een betaalbare en eenvoudige oplossing, verliest extra energie als warmte, waardoor problemen ontstaan ​​voor toepassingen die niet goed presteren bij hoge temperaturen. Het schakelen van voedingen, een complexer apparaat, vermindert het energieverlies met de mogelijkheid om te schakelen tussen volledig aan en volledig uit. Deze bieden ook hogere vermogensdichtheid voor datacenters, netwerken en servertoepassingen.

Hoewel ze lichtgewicht, efficiënt en kleiner zijn, produceren ze elektrische ruis zonder onderdrukking. Simplistische ontwerpen kunnen ook een beperkte arbeidsfactor bieden. Om deze reden helpen power factor correctors dat probleem op te lossen.

(Het schakelen van de voeding, een complex apparaat dat van volledig aan naar volledig uit schakelt.)

2. Hoe AC DC-converter werkt

Geïntegreerde transformatoren wisselen de AC-spanning af, waardoor de spanningsniveaus worden verlaagd/verhoogd voor verbeterde DC-voedingsfunctionaliteit naar een aangesloten apparaat. Het conversieproces, rectificatie genoemd, omvat het gebruik van een gelijkrichter aan de belastingsaansluiting, waarbij wisselstroom wordt omgezet in gelijkstroom. Ten slotte heffen filters de ruis in wisselstroomgolven op, wat resulteert in een soepelere energie voor een DC-broncircuit.

Meestal neemt het circuit verschillende vormen aan, maar bevat het de nodige onderdelen. Bovendien biedt het een of meer conversiefasen.

Sommige apparaten kunnen ook een koelventilator bevatten als een koellichaam het apparaat niet efficiënt kan afkoelen. Sommige ventilatoren nemen echter ruimte in beslag, dus u moet een ideaal formaat kiezen. Het gebruik van een snel draaiende koelventilator zorgt voor een beter effect op de warmteafvoer.

3. AC-DC-omzetter Toepassingen

(Laders bevatten een AC-DC-converter)

In wezen zetten deze apparaten wisselstroom om in volt gelijkstroom voor bestaande elektronica in een breed scala aan toepassingen. Ze zijn er in verschillende vormen, inclusief externe en interne adapters. Interne adapters bestaan ​​uit elektronica zoals Blu-ray-spelers, medische apparatuur (650W AC-DC voedingen), enz. Ondertussen bestaan ​​externe adapters uit apparaten zoals laptops.

(Televisie en mobiele telefoons hebben een AC-DC-converter)

Andere voorbeelden van toepassingen zijn waterverwarmers, ventilatoren, vacuüm, televisie, mobiele telefoons, opladers en meer. Bovendien profiteren militaire en telecommunicatieapparatuur, industriële machines (250 W AC-DC-voedingen) en keukenapparatuur met DC-motoren van AC-DC elektrische voedingen.

Deze apparaten zijn ook voorzien van overspannings-, overstroom- en kortsluitbeveiliging om u en het apparaat veilig te houden.

Een gelijkstroomomvormer biedt ook amplitudegemoduleerde radiosignaaldetectiemogelijkheden.

(AC-DC-converter voor een laptop)

4. Hoe ontwerp je een AC DC-converter?

(Een AC-DC converter printplaat met een transformator en elektronische componenten.)

Voordat u begint, moet u er rekening mee houden dat de AC-spanningsuitgang veel gevaar oplevert. U moet uw AC-DC-converter dus uiterst voorzichtig bouwen en de tijd nemen. U moet de locatie van elke blootliggende draad bevestigen en ervoor zorgen dat het geïsoleerde werkgebied veilig blijft. Controleer vervolgens uw verbindingen nogmaals voordat u uw DC-converter aansluit. Anders zal het u en het apparaat schaden.

Om deze gelijkstroomadapter te ontwerpen, hebt u de volgende onderdelen nodig:

• Transformator
• Diodes 5x
• Condensatoren 4x
• 78XX spanningsregelaar 1x
• Draden
• Koellichaam

(straling koellichaam)

Vereiste hulpmiddelen:

• Soldeerloze breadboard
• Soldeerbout en soldeer
• Printplaat
• Draadknippers

(Printplaat)

Om te beginnen, moet u de AC-stroomkabel aansluiten op de primaire wikkelingszijde. Klik vervolgens de secundaire wikkelzijde op de bruggelijkrichter. Een multimeter helpt om de uitgangsspanning van de secundaire pinnen te controleren bij het aansluiten van de voedingskabel.

(Step-up en step-down transformator)

U moet ervoor zorgen dat het een 12-24VAC-classificatie heeft. Een 220VAC-net vereist echter een 10:1 step-down transformator. Let op het stroomverbruik van het circuit. Een aangesloten koellichaam helpt de spanningsregelaars om 1A stroom te leveren.

(Een illustratie van het conversieproces, ook wel rectificatie genoemd.)

4.1 AC-DC-convertercomponenten

• Ingangsfilterblok - Een ingangsfilterblok houdt de elektrische ruis in de schakelcomponenten tegen, zodat deze de netvoeding niet beïnvloedt. Dit onderdeel voorkomt ook dat ruis de circuits binnendringt.

(Diodebruggelijkrichter)

• Rectificatie - AC-DC-converters ondergaan rectificatie, waarbij een gelijkrichter wordt gebruikt om AC in DC om te zetten.

(Power Factor Correctie)

• Power Factor Correction (PFC) – Een arbeidsfactorcorrectie maakt de AC-DC-converter efficiënter. Het vermindert de reactieve vermogenscomponent van het stroom- en wisselstroomcircuit. Sommige powerfactorcorrectors ondersteunen de continue geleidingsmodus en de discontinue geleidingsmodus.
  
• Power Stage - Een vermogenstrap regelt de energie van de hoofd- naar de secundaire zijde via de transformator. Het wordt geleverd met schakelaars en een uitgangsfilter dat overgaat op een hoge frequentie.
  
• Transformator - Transformatoren bevatten draden die rond een fundering zijn gewikkeld met elektromagnetische inductie die een verbinding vormen. Daarom zal een hoogspanningsaansluiting profiteren van deze functie.
  
• Uitgangscircuits - De uitgangscircuits dienen als een energieopslagplatform voor elk onderdeel. Om een ​​gebalanceerd uitgangsspanningsniveau te bieden, gaat de energie die aan elk onderdeel wordt geleverd door een feedbackregellus.
  
• Regeling - Regeling zorgt voor een constante uitgangsspanning voor elke schakelaar via een feedbackbesturingscircuit, waardoor een opgeladen stroombron wordt gegarandeerd. Het instellen van een knop op hard AAN of hard UIT maakt het dus efficiënter.
  

• Voltage Control Mode – Een regelcircuit detecteert de uitgangsspanning en vergelijkt deze met een specifieke spanning. Het resulteert in een aanpassing van het spanningsniveau als er een fout optreedt.
  
  
• Stroombesturingsmodus - Stroombesturingsmodus, een gewijzigde versie van de spanningsbesturingsmodus, detecteert de inductorstroom van het circuit. Detectie vindt plaats vanuit de hoge-zijweerstand van de MOSFET. En het biedt een snellere oplossing voor het detecteren van wijzigingen in vergelijking met de spanningsregelingsmodus.
  

Convertertypes – Flyback en buck-flyback, de meest populaire convertertypes, bevatten een klein aantal componenten. Bovendien combineren deze goedkope topologieën transformatoren.

5. Veiligheidsrichtlijnen AC-DC-omzetter

Voordat u de converter gebruikt, moet u extra voorzichtig zijn om de veiligheid te garanderen. We hebben een paar stappen besproken die u kunt nemen die nuttig zullen zijn:

• In contact komen met het koellichaam of de behuizing verhoogt het risico op brandwonden, dus raak deze onderdelen niet aan.
• Raak de ingangsaansluitingen en interne componenten niet aan. Dit kan leiden tot elektrische schokken of brandwonden.
• Als u de AC-DC-converter gebruikt, moet u ervoor zorgen dat u uw handen en gezicht op veilige afstand houdt. Anders kunt u letsel oplopen als het apparaat niet goed werkt.
• Het installeren van een trage zekering aan de ingang van de omvormer houdt deze ook veilig tijdens bedrijf.

Conclusie:

AC-DC converters zijn erg handig voor alledaagse elektronica. Ze verzekeren u dat apparaten het juiste stroomtype krijgen. Bovendien maakt de machine het conversieproces veilig en efficiënt, zelfs als het aantal componenten complex lijkt. Nu je veel kennis hebt opgedaan over dit onderwerp, zou je je klaar moeten voelen om aan de slag te gaan!

Neem gerust contact met ons op als je vragen hebt over AC-DC omvormers!