Mạch thường thấy ở đèn ngủ, đèn báo công suất thấp. Trong đó, C1 là tụ cao áp nhằm hạn dòng xuống mức tải. Nó là thành phần quan trọng nhất. Các diode tạo thành cầu chỉnh lưu để về 1 chiều DC. Zener được dùng để ổn định điện thế lối ra. Tụ C2 lọc nhiễu tạo DC ổn định cho tải. R2 cần thiết để chống xung AC ban đầu và bảo vệ Zener. Tốt nhất nên thay bằng nhiệt trở NTC.
Thông thường lối ra của nguồn sẽ cung cấp dòng điện nhỏ nhưng có điện thế hở mạch cao tương đương nguồn AC cho đến khi đóng tải. Ví dụ tụ 1uF 400V khi nối vào mạch AC 220v sau khi chỉnh lưu là 220 x 1,4 = 308V sẽ cung cấp dòng 70mA.
Sơ đồ có hình như sau.
Trong đó, C1 là tụ cao áp nhằm hạn dòng xuống mức tải. Nó là thành phần quan trọng nhất. Các diode tạo thành cầu chỉnh lưu để về 1 chiều DC. Zener được dùng để ổn định điện thế lối ra. Tụ C2 lọc nhiễu tạo DC ổn định cho tải. R2 cần thiết để chống xung AC ban đầu và bảo vệ Zener. Tốt nhất nên thay bằng nhiệt trở NTC.
Tuy nhiên, thế này sẽ giảm ngay khi có tải và dòng sẽ bị tiêu thụ. Nếu như tải hấp thụ hết 70mA thì thế sẽ về 0. Vì độ giảm tuyến tính nên chúng ta có thể chia 308V cho 70mA ra 4,4V. Đây chính là tỉ lệ điện áp sụt trên mỗi mA tiêu thụ. Nếu tải dùng 15mA thì điện áp sụt bằng 15 x 4,4 = 66v. Lối ra sẽ đo được 308 – 66 = 242V sau chỉnh lưu.
Như vậy nếu tải là LED 1w được sử dụng thì điện thế đo được bằng sụt áp trên LED là 3,3V. Tuy toàn bộ dòng bị hấp thu Điện áp sẽ không bằng 0 vì phụ thuộc sụt áp trên LED
Một LED có thể chịu 30 40mA tại mức sụt áp tiêu chuẩn của nó nhưng nếu nguồn cung có thế cao hơn thì rất dễ cháy LED. Do vậy cần hạn dòng cho tải.
Tính toán trở nguồn R1: Điện trở R1 được dùng để xả áp trên C1 khi ngắt AC. Giá trị R1 cần thấp để xả nhanh C1 nhưng đồng thời tỏa ít nhiệt khi sử dụng. R thông thường công suất 1/4w cần chịu nhiệt tải thấp hơn nên I = 0,25/308 = 0,81mA. Suy ra R1 = 308/0,81mA xấp xỉ 380k, dùng chỉ số 390k là đủ. Để an toàn nên dùng 2 trở nối tiếp hoặc công suất cao hơn.
Tính toán tụ nguồn C1: Là thành phần quan trọng nhất. Nếu dùng tụ lớn cho tải nhỏ thì có thể cháy tải. Nếu tính toán tốt sẽ giảm xung ban đầu và an toàn cho tải. Vì dùng nguồn AC nên cần tính dung kháng Xc = 1/(2pifC). Tần số f là 50hz. Giả sử tụ 1uF thì Xc xấp xỉ 3184ohm. Dòng có thể cung cấp I = U/Xc = 220/3184 xấp xỉ 70mA. Bỏ qua tác động của R1 vì quá lớn so với Xc1.
Tính toán trở hạn xung R2: Nó giúp bảo vệ tải khỏi xung cao áp lúc mới bật AC. Khi đó, tụ C1 coi như nối tắt trong vài ms và điện thế cao có thể phá hủy tải nhạy cảm.
Zener chính là thành phần đầu tiên bảo vệ mạch tải. Giả sử zener 12v/1w thì dòng sẽ bằng I = 1w/12v = 0,083A
Suy ra R2 = 12/0,083 = 145ohm. Tuy nhiên, vì thời gian xung ban đầu rất ngắn nên có thể giảm R2 xuống cỡ 50ohm hay thậm chí 10ohm. Trong tính toán trên, chúng ta không dùng 308V cho zener vì dòng bị giới hạn bởi C1.
Trong khi hoạt động R2 có thể hạn dòng của tải nên tốt nhất là loại NTC. Nó chỉ hạn dòng khi mới bật AC. Có thể dùng TVS diode để tăng tính bảo vệ.
Tính toán trở tải R3
Giả sử dùng LED với 20mA. Thông thường ta dùng thế nguồn 308V nhưng vì có Zener tính theo Zener. Nếu zener 12V và sụt áp trên LED là 3,3V thì R = (12-3,3)/0,02 bằng 435ohm. Giá trị tương đương là đủ.
Xem video