커패시터 강하 전원 계산기

커패시터 강하 전원(커패시터 드로퍼 회로라고도 함)은 변압기 없이 상용 AC 전압을 더 낮은 DC 전압으로 바꾸는 작고 저렴한 방법입니다. LED 표시등, 간단한 마이크로컨트롤러 전원, 리모컨 회로처럼 저전력 용도에서 널리 사용되며, 보통 전류 요구가 50 mA 미만입니다. 상용 전원과의 절연은 광커플러 같은 다른 수단이나 신중한 PCB 배치로 처리합니다. 이 회로의 원리는 단순합니다. 직렬 커패시터(드롭 커패시터)가 전력을 소모하지 않고 전류를 제한하는 리액티브 임피던스로 동작합니다. 커패시터의 임피던스는 순수한 리액턴스이므로(Xc = 1/(2πfC)), 에너지 손실이 거의 없이 상용 전압의 상당 부분을 떨어뜨립니다. 상용 전원에 연결된 커패시터 뒤에는 정류 다이오드(또는 브리지)와 지너 다이오드가 이어져 출력 전압을 원하는 DC 값으로 클램프하고, 남는 전류를 흡수합니다. 드롭 커패시터의 리액턴스는 Xc = 1 / (2π × f × C)로 계산합니다. 여기서 f는 상용 주파수(50 또는 60 Hz), C는 패럿 단위의 정전용량입니다. 공급 가능한 RMS 전류는 대략 Irms ≈ Vac / Xc입니다(커패시터가 임피던스를 지배한다고 가정한 단순식). 정류 후 사용 가능한 DC 전류는 브리지 정류 기준으로 대략 Idc ≈ 0.9 × Irms입니다. DC 출력 전압은 지너 전압으로 클램프됩니다(Vout = Vzener). 부하 전류는 Iload = Vout / Rload이며, 지너는 남는 전류 Iz = Idc – Iload 를 흡수하고 Pz = Vzener × Iz 만큼 열로 소모합니다. 무변압기 전원에서는 안전이 가장 중요합니다. 출력 회로가 상용 전원에 직접 연결되어 있고 절연되지 않기 때문입니다. 출력 측의 어느 지점이든 접지 기준으로 상용 전위가 될 수 있습니다. 따라서 이 방식은 완전히 절연된 외함 내부에서만 사용해야 하며, 사용자가 접근할 수 있는 금속부가 출력에 연결되면 안 됩니다. 제품은 관련 안전 규격(IEC 60335 등)을 준수해야 합니다. 사용자가 만질 수 있는 회로처럼 갈바닉 절연이 필요한 용도에는 반드시 변압기 방식이나 절연형 스위칭 전원이 필요합니다. 커패시터 자체는 연속 AC 상용 전압을 견딜 수 있어야 하며, 안전 규격품이어야 합니다. 올바른 부품은 X2 등급 커패시터(275 VAC 정격, 상용 전원 양단에 사용)입니다. 이 위치에는 전해 커패시터를 절대 사용하면 안 됩니다. 230 V 상용 전원에서는 최소 400 V DC 또는 250 V AC 정격이 필요하고, 120 V 상용 전원에서는 최소 250 V DC 또는 165 V AC 정격이 필요합니다. 일반적인 설계 절차는 필요한 출력 전압(= 지너 전압)을 정하고, 최대 부하 전류를 추정한 뒤, C = Idc / (2π × f × Vac × 0.9)로 필요한 정전용량을 계산하고, 가장 가까운 표준 값을 선택하는 것입니다. 지너 손실 Pz = Vzener × (Idc_max – Iload_min)이 지너 정격 전력 이내인지 반드시 확인하고, 최소 50%의 충분한 디레이팅 여유를 두세요.