CA para CC sem transformador. Como é que essa coisa funciona?

Desmontei uma lanterna de fabricação chinesa e descobri que elas usam apenas capacitores para diminuir a tensão em vez de um transformador. Eles estão usando-o para carregar pequenas baterias de chumbo-ácido.

Minha pergunta é como um capacitor sozinho pode ser usado para reduzir 220 V a 6 ou 12 V?

Um capacitor é uma impedância e, a (digamos) 50 Hz, um capacitor de 1 uF terá uma impedância de 3183 ohms - se você colocar esse capacitor diretamente no AC (a 220 V), a corrente que fluirá é de cerca de 70 mA.

OK, por isso não está diretamente na fonte de alimentação CA, pois alimenta um retificador de ponte e uma bateria, mas fornecerá uma fonte de corrente decente o suficiente para carregar a bateria. A voltagem é limitada pela própria bateria.

Esteja ciente de que esse tipo de circuito não está isolado da CA de entrada e reduzi-lo é bom, desde que você não o ligue enquanto ainda estiver desnudado - as tensões são letais.

Aqui está algo como o circuito que ele usa:

Circuito suspeito:

O circuito é provavelmente de acordo com Andy Aka, mas pela foto, ele não possui a série R1 de alta tensão R, o zener, o fusível e possivelmente a tampa de saída C2 (que PODE estar com a bateria).

Essa é uma luz "universal", pois a tampa de 400V pode sobreviver com 230 VCA, mas a bateria será fervida duas vezes mais rápido ao usar 230 VCA.

O R1 ausente tinha o objetivo de fornecer queda de tensão, mas, mais importante, fornecer proteção contra sobretensão. Se houver pinos de plugue de alimentação expostos quando a rede elétrica estiver desconectada, tocar em ambos permitirá um acesso direto do corpo aos 20 mili-Joule que podem ser armazenados no capacitor. Não é o suficiente para usar como desfibrilador, mas certamente o suficiente para garantir que você nunca os toque voluntariamente novamente quando carregado [me pergunte como eu sei :-)]. Não é provável que mate com choque de tampa única. Poderia. Espasmo muscular ou movimento involuntário do braço devido ao choque podem fazer com que o seu braço encontre objetos próximos em alta velocidade e com força.

Os diodos parecem ser 1N4007, então eles fizeram algo certo :-).

O fusível ausente serve para ajudar no caso de a tampa não ter a alimentação CA classificada como você esperava e apresentar falha ou uma aproximação aproximada. Os diodos IN4007 provavelmente tornarão OKish standins.

O resistor de 330 Ohm provavelmente é usado para alimentar o LED de inicialização.

A bateria é (aparentemente) usada como braçadeira de tensão.
Se é uma bateria de 6V,

o que é bom.

O capacitor é (rotulado como sendo) 1,5 uF (155 = 15000000 = 1.500.000 NF)
Isso é "grande".
A corrente da rede elétrica de 110V é de cerca de 100 mA.

Cerca do dobro disso em 230 VCA. 2f usado como carga do capacitor no meio ciclo da rede elétrica e depois vira para o outro lado no próximo meio ciclo.

Carregador de bateria suspeito:

Capacidade da bateria desconhecida, mas da foto duvido que estivesse acima de 500 mAh.
Se a bateria for de 500 mAh, ela será carregada em torno de C / 5 e, se a carga for deixada durante a noite, será fervida muito bem antes da manhã, a menos que haja um estágio regulador na parte superior.

Se a bateria é de 6V, não é desconhecido conectar cordas de dois LEDs brancos em série na bateria sem resistores em série. Isso torna a vida extremamente excitante para os LEDs, mas funciona melhor do que eles têm o direito.

Capacitor suspeito:

O capacitor é (rotulado como sendo) com classificação de 400V DC.
CL21 significa poliéster metalizado.
ele MAIO ser fabricante nominal como um Y2 ou X1Y @ capacitor, que deveria ser nesta aplicação, mas na verdade a sua sorte pote mesmo que tem a pretensão de ser avaliado adequadamente neste tipo de equipamento. Uma olhada em "Alibaba" mostra muitos limites visualmente semelhantes (que não devem ser confundidos com "eletricamente semelhantes" e ALGUNS deles são classificados como X1Y2, mas a maioria não. Veja algumas referências no final para se interessar.

Lições:

Algumas lições interessantes podem ser aprendidas com esses dispositivos.
Acende os LEDs, carrega as baterias e sai pela porta a um bom preço baixo.
Provavelmente não matará ninguém.
Como não gostar?
:-(

Alibaba - MPE 1.5 uF, 400V ou similar:

http://www.alibaba.com/product-detail/CBB-film-capacitor-1-5uF-400V_1344932478.html
Nenhuma classificação X ou menção de AC
Nenhuma classificação X ou menção de CA nenhuma X classificação ou menção de CA
não X classificação ou menção de AC - folha de especificações.
Nenhuma classificação X - menciona AC sem qualificação nas letras miúdas
Um exemplo "real"
E MUITO mais.

ADVERTÊNCIA: TODAS as partes deste circuito e equipamento alimentado por ele devem ser consideradas no potencial da rede elétrica CA em todos os momentos quando conectados à rede elétrica CA. Nesse caso, o interruptor liga / desliga e quaisquer peças metálicas representam riscos de eletrocussão.

Os capacitores de filme de poliéster NÃO são capacitores de corrente contínua, são tampas de corrente alternada e podem ser usados ​​para alimentar uma perna quente. Eles são usados ​​para muitas coisas, incluindo circuitos de abaixamento baratos, circuitos de suavização, como capacitores de operação do motor e tampas de operação do motor que, por si só, significam que são capacitores CA. Só porque algo está classificado em WVDC não significa que as tampas não são capazes de uso CA, isso apenas nos fornece a "tensão de trabalho usando energia CC". A razão pela qual essas tampas são classificadas com CC é porque elas podem ser usadas em circuitos de alta frequência, mas cálculos devem ser usados ​​para determinar a voltagem na freqüência CA thrt será usada antes de atribuir qualquer tampa com a classificação CA. Se o cp for projetado para uso em alta frequência, você NÃO verá as classificações de CA, apenas WVDC e isso não significa que é apenas para uso em CC. Todos os capacitores bipolares de autocura ou capacitores de filme polimérico, mica ou tampas metalizadas são classificados em tensões de trabalho CC, porque são necessárias outras variáveis ​​para classificá-las com tensões CA. Aqui estão as fórmulas corretas para descobrir o que eles poderiam lidar em ambientes reais do mundo real e as razões pelas quais esse é o caso.

Para uma dada aplicação, a potência dissipada em um capacitor pode ser calculada a partir da fórmula P = i² R, onde P = potência em watts, i = corrente rms no capacitor e R = resistência em série equivalente (ESR) da capacitor. Então i = 2 pie fCE, onde f = a frequência em Hertz, C = a capacitância em Farads e E = a tensão eficaz aplicada. Finalmente R = d / (2 pie fC), onde d = o fator de dissipação. Combinando essas três equações, a fórmula final de potência derivada é P = 2 pie fCE²d.

É necessário determinar os valores de capacitância e o fator de dissipação, assumindo que conhecemos a tensão e a frequência aplicadas. Observe que esses valores são típicos e variam de um fabricante para outro. As mudanças de tampa devido à tensão também podem ser modificadas pelo fabricante para atender a um determinado requisito de aplicação.

Após as correções acima mencionadas na capacitância e fator de dissipação serem feitas com base na tensão e frequência do circuito, o consumo real de energia no capacitor pode ser calculado a partir da fórmula P = 2 pie fCE²d. Observe que o valor da capacitância e a frequência afetam diretamente a energia de uma determinada tensão. É por isso que não é possível atribuir uma classificação CA genérica (ou um fator a ser aplicado à classificação CC) para capacitores. Somente quando esses valores são conhecidos (como em aplicações de energia com valor fixo de 60Hz) isso pode ser feito.

Um capacitor CA pode ser usado para meios de limitação de corrente em série, e se você usar um capacitor de 100 uF 350vac através de uma linha direta de CA na sua frequência nominal, isso resultará em saída de apenas 4 ou 4,5 A porque a tampa só pode permitir essa energia através, pois funciona de uma maneira muito específica em série. Se a corrente alternada estiver conectada através de uma tampa eletrolítica "dc" polarizada, a tampa explodirá quando a forma de onda oscilar ou não fará nada e não permitirá que a energia passe enquanto a tampa de corrente alternada o faz.

Colocar a tampa em paralelo com os fios do motor recupera literalmente a potência reativa ou a fem de volta criada pelo motor durante a posição de bobina aberta que atinge dentro de sua rotação e, quando faz isso, o campo magnético que passa pela bobina gera eletricidade em uma voltagem muito mais alta intervalo que faz parte de duas coisas. O motor irá gerar energia por esse pequeno período de tempo, enquanto a tampa a coleta e despeja na próxima bobina à qual o comutador se conecta, descarregando o pulso convencional em uma amperagem muito alta, causando uma redução nos amperes usados, também, o resultado irá girar o motor um pouco mais rápido. Os capacitores CC ou as capas polarizadas eletrolíticas não podem ser usados ​​nesses cenários, pois causam explosões ou incêndios. Fiquem longe deles, eles são construídos muito baratos com papel fino,