ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరాను ఎలా లెక్కించాలి

ఓంస్ లా వంటి సాధారణ సూత్రాలను ఉపయోగించి ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్లలో రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ విలువలను ఎలా లెక్కించాలో ఈ పోస్ట్ వివరిస్తుంది.

కెపాక్టివ్ విద్యుత్ సరఫరాను విశ్లేషించడం

ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేని విద్యుత్ సరఫరాలో రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ విలువలను లెక్కించడానికి మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మేము సూత్రాన్ని నేర్చుకునే ముందు, మొదట ఒక ప్రమాణాన్ని సంగ్రహించడం చాలా ముఖ్యం ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరా డిజైన్ .

రేఖాచిత్రాన్ని సూచిస్తూ, పాల్గొన్న వివిధ భాగాలు ఈ క్రింది నిర్దిష్ట విధులతో కేటాయించబడతాయి:

సి 1 అనేది నాన్పోలార్ హై వోల్టేజ్ కెపాసిటర్, ఇది లోడ్ స్పెసిఫికేషన్ ప్రకారం ప్రాణాంతక మెయిన్స్ కరెంట్‌ను కావలసిన పరిమితులకు వదలడానికి పరిచయం చేయబడింది. కేటాయించిన మెయిన్స్ ప్రస్తుత పరిమితి ఫంక్షన్ కారణంగా ఈ భాగం చాలా కీలకం అవుతుంది.

D1 నుండి D4 వరకు a గా కాన్ఫిగర్ చేయబడ్డాయి వంతెన రెక్టిఫైయర్ నెట్‌వర్క్ ఏదైనా ఉద్దేశించిన DC లోడ్‌కు అవుట్‌పుట్‌ను అనుకూలంగా చేయడానికి, C1 నుండి స్టెప్ డౌన్ ఎసిని సరిచేయడానికి.

అవసరమైన సురక్షిత వోల్టేజ్ పరిమితులకు అవుట్పుట్ను స్థిరీకరించడానికి Z1 ఉంచబడుతుంది.

C2 వ్యవస్థాపించబడింది ఏదైనా అలలని ఫిల్టర్ చేయండి DC లో మరియు కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్ కోసం సంపూర్ణ శుభ్రమైన DC ని సృష్టించడం.

R2 ఐచ్ఛికం కావచ్చు కాని మెయిన్స్ నుండి స్విచ్ ఆన్ ఉప్పెనను పరిష్కరించడానికి సిఫార్సు చేయబడింది, అయినప్పటికీ ఈ భాగాన్ని తప్పనిసరిగా NTC థర్మిస్టర్‌తో భర్తీ చేయాలి.

ఓం యొక్క చట్టాన్ని ఉపయోగించడం

ఓం యొక్క చట్టం ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు మిగతా రెండు తెలిసినప్పుడు తెలియని పరామితిని కనుగొనటానికి ఎలా ఉపయోగించాలో మనందరికీ తెలుసు. ఏదేమైనా, కెపాసిటివ్ రకం విద్యుత్ సరఫరా విచిత్ర లక్షణాలను కలిగి ఉంది మరియు దానికి అనుసంధానించబడిన LED లతో, కరెంట్, వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు LED రెసిస్టర్‌లను లెక్కించడం కొంచెం గందరగోళంగా మారుతుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరాలో ప్రస్తుత, వోల్టేజ్ పారామితులను ఎలా లెక్కించాలి మరియు తగ్గించాలి.

సంబంధిత నమూనాలను జాగ్రత్తగా అధ్యయనం చేసిన తరువాత, పై సమస్యలను పరిష్కరించడానికి నేను సరళమైన మరియు సమర్థవంతమైన మార్గాన్ని రూపొందించాను, ప్రత్యేకించి ఉపయోగించిన విద్యుత్ సరఫరా ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేనిది లేదా పిపిసి కెపాసిటర్లు లేదా కరెంట్‌ను నియంత్రించడానికి ప్రతిచర్యను కలిగి ఉన్నప్పుడు.

కెపాసిటివ్ విద్యుత్ సరఫరాలో కరెంట్‌ను అంచనా వేయడం

సాధారణంగా, a ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ విద్యుత్ సరఫరా చాలా తక్కువ ప్రస్తుత విలువలతో అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది కాని అనువర్తిత AC మెయిన్‌లకు సమానమైన వోల్టేజ్‌లతో (ఇది లోడ్ అయ్యే వరకు).

ఉదాహరణకు, 220 V x 1.4 = 308V (వంతెన తరువాత) మెయిన్స్ సరఫరాతో అనుసంధానించబడినప్పుడు 1 µF, 400 V (బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్) గరిష్టంగా 70 mA కరెంట్ మరియు 308 వోల్ట్ల ప్రారంభ వోల్టేజ్ పఠనాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అయితే ఈ వోల్టేజ్ చాలా సరళంగా పడిపోతుంది, ఎందుకంటే అవుట్పుట్ లోడ్ అవుతుంది మరియు '70 mA' రిజర్వాయర్ నుండి కరెంట్ తీసుకోబడుతుంది.

లోడ్ మొత్తం 70 mA ను వినియోగిస్తే వోల్టేజ్ దాదాపు సున్నాకి పడిపోతుందని మాకు తెలుసు.

ఇప్పుడు ఈ డ్రాప్ సరళంగా ఉన్నందున, లోడ్ ప్రవాహాల యొక్క వివిధ పరిమాణాలకు సంభవించే వోల్టేజ్ చుక్కలను కనుగొనడానికి ప్రారంభ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను గరిష్ట కరెంట్‌తో విభజించవచ్చు.

అందువల్ల 308 వోల్ట్లను 70 mA ద్వారా విభజించడం 4.4V ఇస్తుంది. లోడ్‌తో కలిపిన ప్రతి 1 mA కరెంట్‌కు వోల్టేజ్ పడిపోయే రేటు ఇది.

లోడ్ 20 mA కరెంట్‌ను వినియోగిస్తే, వోల్టేజ్ డ్రాప్ 20 × 4.4 = 88 వోల్ట్‌లు అవుతుంది, కాబట్టి ఇప్పుడు అవుట్పుట్ 308 - 62.8 = 220 వోల్ట్ల DC (వంతెన తరువాత) వోల్టేజ్‌ను చూపుతుంది.

ఉదాహరణకు a తో 1 వాట్ LED రెసిస్టర్ లేకుండా ఈ సర్క్యూట్‌కు నేరుగా కనెక్ట్ చేయబడితే, ఎల్‌ఈడీ (3.3 వి) యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్‌కు సమానమైన వోల్టేజ్‌ను చూపిస్తుంది, ఎందుకంటే కెపాసిటర్ నుండి లభించే దాదాపు అన్ని కరెంట్‌ను ఎల్‌ఇడి మునిగిపోతోంది. అయినప్పటికీ, LED అంతటా వోల్టేజ్ సున్నాకి పడిపోదు ఎందుకంటే ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ గరిష్టంగా పేర్కొన్న వోల్టేజ్, అది అంతటా పడిపోతుంది.

ప్రస్తుత చర్చ మరియు విశ్లేషణ నుండి, విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ప్రస్తుత పంపిణీ సామర్ధ్యం 'సాపేక్షంగా' తక్కువగా ఉంటే ఏదైనా విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్‌లోని వోల్టేజ్ అప్రధానమని స్పష్టమవుతుంది.

ఉదాహరణకు, మేము ఒక LED ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, దాని 'ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్'కు దగ్గరగా ఉన్న వోల్టేజ్‌ల వద్ద 30 నుండి 40 mA కరెంట్‌ను తట్టుకోగలదు, అయితే అధిక వోల్టేజ్‌ల వద్ద ఈ కరెంట్ LED కి ప్రమాదకరంగా మారుతుంది, కాబట్టి ఇది గరిష్ట కరెంట్‌ను సమానంగా ఉంచడం లోడ్ యొక్క గరిష్ట సురక్షితమైన సహించదగిన పరిమితి.

రెసిస్టర్ విలువలను లెక్కిస్తోంది

లోడ్ కోసం రెసిస్టర్ : ఒక ఎల్‌ఈడీని లోడ్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు, కెపాసిటర్‌ను ఎన్నుకోవాలని సిఫార్సు చేయబడింది, దీని ప్రతిచర్య విలువ ఎల్‌ఈడీకి గరిష్టంగా తట్టుకోగల విద్యుత్తును మాత్రమే అనుమతిస్తుంది, ఈ సందర్భంలో ఒక రెసిస్టర్‌ను పూర్తిగా నివారించవచ్చు.

ఉంటే కెపాసిటర్ విలువ అధిక కరెంట్ అవుట్‌పుట్‌లతో పెద్దది, అప్పుడు పైన చర్చించినట్లుగా మనం కరెంట్‌ను సహించదగిన పరిమితులకు తగ్గించడానికి రెసిస్టర్‌ను చేర్చవచ్చు.

సర్జ్ పరిమితి నిరోధకాన్ని లెక్కిస్తోంది : పై రేఖాచిత్ర రూపాల్లోని రెసిస్టర్ R2 ను స్విచ్-ఆన్ ఉప్పెన పరిమితి నిరోధకంగా చేర్చారు. ఇది ప్రాథమికంగా ప్రారంభ ఉప్పెన నుండి హాని కలిగించే భారాన్ని రక్షిస్తుంది.

ప్రారంభ స్విచ్ ఆన్ వ్యవధిలో, కెపాసిటర్ సి 1 పూర్తి షార్ట్ సర్క్యూట్ లాగా పనిచేస్తుంది, అయితే కొన్ని మిల్లీసెకన్ల వరకు, మరియు అవుట్పుట్ అంతటా మొత్తం 220 విని అనుమతించవచ్చు.

సున్నితమైన ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు లేదా సరఫరాతో అనుసంధానించబడిన LED లను చెదరగొట్టడానికి ఇది సరిపోతుంది, ఇందులో స్థిరీకరణ జెనర్ డయోడ్ కూడా ఉంటుంది.

ప్రారంభ ఉప్పెన నుండి రక్షించాల్సిన అవసరం ఉన్న మొదటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాన్ని జెనర్ డయోడ్ ఏర్పరుస్తుంది కాబట్టి, జెనర్ డయోడ్ స్పెసిఫికేషన్ల ప్రకారం R2 ను లెక్కించవచ్చు మరియు గరిష్టంగా జెనర్ కరెంట్ , లేదా జెనర్ వెదజల్లడం.

మా ఉదాహరణ కోసం జెనర్ చేత గరిష్టంగా తట్టుకోగల కరెంట్ 1 వాట్ / 12 వి = 0.083 ఆంప్స్.

కాబట్టి R2 = 12 / 0.083 = 144 ఓంలు ఉండాలి

అయినప్పటికీ, ఉప్పెన కరెంట్ మిల్లీసెకన్లకు మాత్రమే కనుక, ఈ విలువ దీని కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఇక్కడ. జెనర్ లెక్కింపు కోసం 310V ఇన్పుట్ను మేము పరిగణించము, ఎందుకంటే ప్రస్తుతము C1 చేత 70 mA కి పరిమితం చేయబడింది.

R2 సాధారణ కార్యకలాపాల సమయంలో లోడ్ కోసం విలువైన కరెంట్‌ను అనవసరంగా పరిమితం చేయగలదు కాబట్టి, ఇది ఆదర్శంగా ఉండాలి ఎన్‌టిసి నిరోధకం రకం. ప్రారంభ స్విచ్ ఆన్ వ్యవధిలో మాత్రమే కరెంట్ పరిమితం చేయబడిందని ఒక ఎన్‌టిసి నిర్ధారిస్తుంది, ఆపై పూర్తి 70 mA లోడ్ కోసం అనియంత్రితంగా పాస్ చేయడానికి అనుమతించబడుతుంది.

ఉత్సర్గ నిరోధకతను లెక్కిస్తోంది : మెయిన్స్ నుండి సర్క్యూట్ అన్‌ప్లగ్ చేయబడినప్పుడల్లా, సి 1 లోపల నిల్వ చేసిన హై వోల్టేజ్ ఛార్జ్‌ను విడుదల చేయడానికి రెసిస్టర్ ఆర్ 1 ఉపయోగించబడుతుంది.

R1 విలువ C1 ను వేగంగా విడుదల చేయడానికి సాధ్యమైనంత తక్కువగా ఉండాలి, అయినప్పటికీ మెయిన్స్ AC తో అనుసంధానించబడినప్పుడు కనీస వేడిని వెదజల్లుతుంది.

R1 1/4 వాట్ల నిరోధకం కావచ్చు కాబట్టి, దాని వెదజల్లడం 0.25 / 310 = 0.0008 ఆంప్స్ లేదా 0.8 mA కన్నా తక్కువగా ఉండాలి.

అందువల్ల R1 = 310 / 0.0008 = 387500 ఓంలు లేదా సుమారు 390 కే.

20 mA LED రెసిస్టర్‌ను లెక్కిస్తోంది

ఉదాహరణ: చూపిన రేఖాచిత్రంలో, కెపాసిటర్ యొక్క విలువ గరిష్టంగా 70 mA ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ప్రస్తుత ఎల్‌ఈడీ తట్టుకోగలిగినంత ఎక్కువ. ప్రామాణిక LED / రెసిస్టర్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం:

R = (సరఫరా వోల్టేజ్ VS - LED ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ VF) / LED ప్రస్తుత IL,
= (220 - 3.3) /0.02 = 10.83 కె,

అయితే 10.83 కె విలువ చాలా పెద్దదిగా కనిపిస్తుంది, మరియు ఎల్‌ఈడీలో ప్రకాశాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది .... ఏదీ తక్కువ-లెక్కలు ఖచ్చితంగా చట్టబద్ధమైనవి కావు .... కాబట్టి మనం ఇక్కడ ఏదో కోల్పోతున్నామా ??

వోల్టేజ్ '220' సరైనది కాదని నేను అనుకుంటున్నాను ఎందుకంటే చివరికి LED కి కేవలం 3.3V అవసరం అవుతుంది .... కాబట్టి పై ఫార్ములాలో ఈ విలువను ఎందుకు వర్తించకూడదు మరియు ఫలితాలను తనిఖీ చేయకూడదు? ఒకవేళ మీరు జెనర్ డయోడ్‌ను ఉపయోగించినట్లయితే, బదులుగా ఇక్కడ జెనర్ విలువ వర్తించబడుతుంది.

సరే, ఇక్కడ మనం మళ్ళీ వెళ్తాము.

R = 3.3 / 0.02 = 165 ఓంలు

ఇప్పుడు ఇది చాలా బాగుంది.

మీరు ఉపయోగించిన సందర్భంలో, LED కి ముందు 12V జెనర్ డయోడ్ చెప్పండి, సూత్రాన్ని క్రింద ఇచ్చిన విధంగా లెక్కించవచ్చు:

R = (సరఫరా వోల్టేజ్ VS - LED ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ VF) / LED ప్రస్తుత IL,
= (12 - 3.3) /0.02 = 435 ఓంలు,

అందువల్ల ఒకదాన్ని నియంత్రించడానికి నిరోధకం యొక్క విలువ ఎరుపు LED సురక్షితంగా 400 ఓం ఉంటుంది.

కెపాసిటర్ కరెంట్‌ను కనుగొనడం

పైన చర్చించిన మొత్తం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లెస్ డిజైన్‌లో, C1 అనేది ఒక కీలకమైన భాగం, ఇది సరిగ్గా కొలవబడాలి, తద్వారా దాని నుండి ప్రస్తుత ఉత్పత్తి లోడ్ స్పెసిఫికేషన్ ప్రకారం అనుకూలంగా ఉంటుంది.

సాపేక్షంగా చిన్న లోడ్ కోసం అధిక విలువ కెపాసిటర్‌ను ఎంచుకోవడం వల్ల అధిక ఉప్పెన కరెంట్ లోడ్‌లోకి ప్రవేశించి త్వరగా నష్టపోయే ప్రమాదం ఉంది.

దీనికి విరుద్ధంగా సరిగ్గా లెక్కించిన కెపాసిటర్ నియంత్రిత ఉప్పెన చొరబాటు మరియు నామమాత్రపు వెదజల్లడం కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్‌కు తగిన భద్రతను కాపాడుతుంది.

ఓం యొక్క చట్టాన్ని ఉపయోగించడం

ఒక నిర్దిష్ట లోడ్ కోసం ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేని విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా సముచితంగా అనుమతించబడే కరెంట్ యొక్క పరిమాణం ఓం యొక్క చట్టాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:

I = V / R.

ఇక్కడ నేను = ప్రస్తుత, V = వోల్టేజ్, R = ప్రతిఘటన

మేము చూడగలిగినట్లుగా, పై సూత్రంలో R బేసి పరామితి, ఎందుకంటే మేము ప్రస్తుత పరిమితి సభ్యుడిగా కెపాసిటర్‌తో వ్యవహరిస్తున్నాము.

దీన్ని పగులగొట్టడానికి, ఓమ్స్ లేదా రెసిస్టెన్స్ యూనిట్ పరంగా కెపాసిటర్ యొక్క ప్రస్తుత పరిమితి విలువను అనువదించే ఒక పద్ధతిని మనం పొందాలి, తద్వారా ఓం యొక్క లా ఫార్ములా పరిష్కరించబడుతుంది.

కెపాసిటర్ ప్రతిచర్యను లెక్కిస్తోంది

ఇది చేయుటకు మేము మొదట కెపాసిటర్ యొక్క ప్రతిచర్యను కనుగొంటాము, ఇది రెసిస్టర్‌కు సమానమైన ప్రతిఘటనగా పరిగణించబడుతుంది.

ప్రతిచర్య యొక్క సూత్రం:

Xc = 1/2 (pi) fC

ఇక్కడ Xc = ప్రతిచర్య,

pi = 22/7

f = ఫ్రీక్వెన్సీ

సి = కెపాసిటర్ విలువ ఫరాడ్స్‌లో

పై ఫార్ములా నుండి పొందిన ఫలితం ఓమ్స్‌లో ఉంది, ఇది మన ముందు పేర్కొన్న ఓం యొక్క చట్టంలో నేరుగా ప్రత్యామ్నాయం చేయవచ్చు.

పై సూత్రాల అమలును అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక ఉదాహరణను పరిష్కరిద్దాం:

1uF కెపాసిటర్ ఒక నిర్దిష్ట లోడ్‌కు ఎంత ప్రస్తుతము ఇవ్వగలదో చూద్దాం:

మన చేతిలో ఈ క్రింది డేటా ఉంది:

pi = 22/7 = 3.14

f = 50 Hz (మెయిన్స్ AC ఫ్రీక్వెన్సీ)

మరియు C = 1uF లేదా 0.000001F

పై డేటాను ఉపయోగించి ప్రతిచర్య సమీకరణాన్ని పరిష్కరించడం ఇస్తుంది:

Xc = 1 / (2 x 3.14 x 50 x 0.000001)

= 3184 ఓంలు సుమారు

మా ఓం యొక్క చట్ట సూత్రంలో ఈ సమానమైన ప్రతిఘటన విలువను భర్తీ చేస్తే, మనకు లభిస్తుంది:

R = V / I.

లేదా I = V / R.

V = 220V uming హిస్తే (కెపాసిటర్ మెయిన్స్ వోల్టేజ్‌తో పనిచేయడానికి ఉద్దేశించినది కనుక.)

మాకు దొరికింది:

నేను = 220/3184

= 0.069 ఆంప్స్ లేదా 69 mA సుమారు

అదేవిధంగా ఇతర కెపాసిటర్లను వారి గరిష్ట ప్రస్తుత పంపిణీ సామర్థ్యం లేదా రేటింగ్ తెలుసుకోవడం కోసం లెక్కించవచ్చు.

ఏదైనా సంబంధిత సర్క్యూట్లో, ముఖ్యంగా ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ కెపాసిటివ్ విద్యుత్ సరఫరాలో కెపాసిటర్ కరెంట్ ఎలా లెక్కించవచ్చో పై చర్చ సమగ్రంగా వివరిస్తుంది.

హెచ్చరిక: పైన పేర్కొన్న డిజైన్ మెయిన్స్ ఇన్‌పుట్ నుండి వేరుచేయబడలేదు, మొత్తం యూనిట్ లెథల్ ఇన్‌పుట్ మెయిన్‌లతో తేలుతూ ఉంటుంది, స్థానం మీద స్విచ్ చేయబడినప్పుడు చాలా జాగ్రత్తగా ఉండండి.