Conversor AC DC:A solução de alimentação DC perfeita

Os conversores AC DC fornecem energia para dispositivos eletrônicos que precisam de um processo de conversão de AC para DC. Várias aplicações deste dispositivo podem ser benéficas se você não puder acessar uma tomada CC próxima. No entanto, entender essa tecnologia pode ser confuso e esmagador devido à sua natureza complexa. Com este artigo aprofundado, você aprenderá mais sobre o que esses dispositivos alcançam e como eles operam. Na WellPCB, fornecemos informações sobre as aplicações ideais para conversores AC-DC. Portanto, você entenderá como esses conversores funcionam e como utilizá-los com segurança. Tudo fornecido aqui coloca você no caminho certo, então continue lendo!

1. O que é um conversor AC DC?

As fontes de alimentação eletrônicas CA-CC extraem uma tensão CA de uma fonte de alimentação e a transformam em uma tensão de saída CC para um dispositivo alimentado por bateria. Além disso, este dispositivo converte valores de baixa tensão, ideal para eletrônicos do dia a dia que precisam de uma tensão de saída CA ou CC. Cada conversor contém um design diferente, mas geralmente vem com um ou vários transformadores, filtros e retificadores. Além disso, alguns conversores AC-DC apresentam eficiência de modo ativo, o que significa que consomem menos energia.

(adaptador de alimentação CC)

É importante não confundir isso com um adaptador de energia DC. Isso porque uma fonte de alimentação CC fornece a um dispositivo, como uma placa de circuito, uma corrente constante. Não converte AC para volt DC. Os engenheiros normalmente utilizam um adaptador de alimentação CC para fins de teste. Uma fonte de alimentação DC-DC também difere dessas porque puxa a energia de uma bateria e a converte em outro nível de tensão.

Geralmente, você descobrirá que existem dois tipos de conversores AC-DC no mercado hoje, linear e chaveado. Linear, uma solução acessível e simples, perde energia extra na forma de calor, criando problemas para aplicações que não funcionam bem em altas temperaturas. A comutação de fontes de alimentação, um dispositivo mais complexo, reduz a perda de energia com sua capacidade de alternar entre totalmente ligado e totalmente desligado. Eles também fornecem densidades de energia mais altas para data centers, redes e aplicativos de servidor.

Embora leves, eficientes e menores, eles produzem ruído elétrico sem supressão. Projetos simplistas também podem fornecer um fator de potência restrito. Por esse motivo, os corretores de fator de potência ajudam a resolver esse problema.

(Alternar a fonte de alimentação, um dispositivo complexo que muda de totalmente ligado para totalmente desligado.)

2. Como funciona o conversor AC DC

Transformadores integrados alternam a tensão CA, reduzindo/aumentando os níveis de tensão para melhorar a funcionalidade de alimentação CC para um dispositivo conectado. O processo de conversão, chamado de retificação, envolve a utilização de um retificador na conexão final da carga, convertendo a energia CA em energia CC. Finalmente, os filtros cancelam o ruído nas ondas de energia CA, resultando em energia mais suave para um circuito de fonte CC.

Normalmente, o circuito assume diferentes formas, mas contém as partes necessárias. Além disso, fornece um ou mais estágios de conversão.

Alguns dispositivos também podem incluir um ventilador de resfriamento se um dissipador de calor não puder resfriar a unidade com eficiência. No entanto, alguns ventiladores ocupam espaço, por isso você deve escolher um tamanho ideal. O uso de um ventilador de resfriamento que gira rapidamente garantirá um melhor efeito na dissipação de calor.

3. Aplicações do conversor AC-DC

(Os carregadores contêm um conversor AC-DC)

Essencialmente, esses dispositivos convertem AC em volt DC para eletrônicos existentes em uma ampla variedade de aplicações. Eles vêm em diferentes formas, incluindo adaptadores externos e internos. Os adaptadores internos consistem em aparelhos eletrônicos como Blu-ray players, equipamentos médicos (fontes de alimentação AC-DC de 650 W), etc. Enquanto isso, os adaptadores externos consistem em dispositivos como laptops.

(Televisão e telefones celulares têm um conversor AC-DC)

Outros exemplos de aplicações incluem aquecedores de água, ventiladores, vácuo, televisão, telefones celulares, carregadores e muito mais. Além disso, equipamentos militares e de telecomunicações, máquinas industriais (fontes de alimentação AC-DC de 250 W) e utensílios de cozinha com motores DC aproveitam as fontes de alimentação elétricas AC-DC.

Além disso, esses dispositivos apresentam proteção contra sobretensão, sobrecorrente e curto-circuito para manter você e o dispositivo seguros.

Um conversor de energia CC também fornece recursos de detecção de sinal de rádio de amplitude modulada.

(conversor AC-DC para um laptop)

4. Como projetar um conversor AC DC?

(Uma placa de circuito conversor AC-DC com um transformador e componentes eletrônicos.)

Antes de começar, você deve levar em consideração que a saída de tensão CA representa muito perigo. Portanto, você deve construir seu conversor AC-DC com extrema cautela e levar o seu tempo. Você deve confirmar a localização de cada fio exposto e garantir que a área de trabalho isolada permaneça segura. Em seguida, verifique suas conexões antes de conectar seu conversor DC. Caso contrário, isso prejudicará você e o dispositivo.

Para projetar este adaptador de alimentação DC, você precisará destas peças:

• Transformador
• Diodos 5x
• Capacitores 4x
• 78XX regulador de tensão 1x
• Fios
• Dissipador de calor

(Radiação do dissipador de calor)

Ferramentas necessárias:

• Protoboard sem solda
• Ferro de solda e solda
• Placa de circuito impresso
• Cortadores de fio

(Placa de circuito impresso)

Para começar, você precisa conectar o cabo de alimentação CA ao lado do enrolamento primário. Em seguida, clique no lado do enrolamento secundário no retificador da ponte. Um multímetro ajuda a verificar a tensão de saída dos pinos secundários ao conectar o cabo de alimentação.

(transformador de subida e descida)

Você deve garantir que ele tenha uma classificação de 12-24VAC. No entanto, uma rede de 220 VCA requer um transformador redutor de 10:1. Anote o consumo de energia do circuito. Um dissipador de calor conectado ajuda os reguladores de tensão a fornecer 1A de energia.

(Uma ilustração mostrando o processo de conversão, também chamado de retificação.)

4.1 Componentes do conversor AC-DC

• Bloco de filtragem de entrada – Um bloco de filtragem de entrada restringe o ruído elétrico nos componentes de comutação, evitando que afete a rede elétrica. Esta parte também evita que o ruído penetre nos circuitos.

(Retificador de ponte de diodo)

• Retificação – conversores CA-CC passam por retificação, que utiliza um retificador para converter CA em CC.

(Correção do fator de potência)

• Correção do fator de potência (PFC) – Uma correção do fator de potência torna o conversor CA-CC mais eficiente. Reduz a corrente e o componente de potência reativa do circuito AC. Alguns corretores de fator de potência suportam o modo de condução contínua e o modo de condução descontínua.
  
• Estágio de Potência – Um estágio de potência regula a energia do lado principal para o secundário através do transformador. Ele vem com interruptores e um filtro de saída que faz a transição em alta frequência.
  
• Transformador – Os transformadores contêm fios enrolados em uma fundação com indução eletromagnética formando uma conexão. Portanto, uma conexão de alta tensão se beneficiará desse recurso.
  
• Circuitos de saída – Os circuitos de saída servem como plataforma de armazenamento de energia para cada componente. Para fornecer um nível de tensão de saída balanceado, a energia fornecida a cada parte passa por um circuito de controle de feedback.
  
• Regulação – A regulação fornece uma tensão de saída constante para cada chave através de um circuito de controle de feedback, garantindo uma fonte de energia recarregada. Assim, definir um botão para hard ON ou hard OFF torna-o mais eficiente.
  

• Modo de controle de tensão – Um circuito de regulação detecta a tensão de saída, comparando-a com uma tensão específica. Isso resulta em um ajuste do nível de tensão se ocorrer um erro.
  
  
• Modo de controle de corrente – O modo de controle de corrente, uma versão alterada do modo de controle de tensão, detecta a corrente do indutor do circuito. A detecção ocorre a partir da resistência do lado alto do MOSFET. E fornece uma solução de detecção de mudança mais rápida em comparação com o modo de controle de tensão.
  

Tipos de conversores – Flyback e buck-flyback, os tipos de conversor mais populares, contêm um pequeno número de componentes. Além disso, essas topologias baratas combinam transformadores.

5. Diretrizes de segurança do conversor CA-CC

Antes de usar o conversor, você deve ter um cuidado especial para garantir a segurança. Discutimos alguns passos que você pode tomar que serão benéficos:

• Entrar em contato com o dissipador de calor ou a caixa aumenta o risco de queimaduras, portanto, evite tocar nessas peças.
• Não toque nos terminais de entrada e nos componentes internos. Isso pode resultar em choque elétrico ou queimaduras.
• Ao operar o conversor AC-DC, certifique-se de manter as mãos e o rosto a uma distância segura. Caso contrário, você pode se machucar se o dispositivo apresentar mau funcionamento.
• Instalar um fusível lento na entrada do conversor também o manterá seguro durante a operação.

Conclusão:

Os conversores AC-DC são muito úteis para a eletrônica diária. Eles garantem que os dispositivos receberão o tipo de energia correto. Além disso, a máquina torna o processo de conversão seguro e eficiente, mesmo que o número de componentes pareça complexo. Agora que você adquiriu um conhecimento considerável sobre esse tópico, deve se sentir pronto para começar!

Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco se tiver alguma dúvida relacionada a conversores AC-DC!