Rangkaian penetes kapasitif sering ditemukan pada peralatan berbiaya rendah karena jauh lebih murah daripada solusi catu daya berbasis transformator atau switching.
Efektivitas biaya pada dasarnya merupakan satu-satunya keuntungan dari metode pengurangan tegangan ini. Kekurangannya antara lain:
- Arus keluaran kecil
- Fluktuasi tegangan yang signifikan dengan perubahan beban
- Bahaya keselamatan akibat koneksi langsung ke listrik utama
Oleh karena itu, jangkauan penerapannya terbatas pada situasi di mana kebutuhan arus sangat kecil dan rangkaian tidak mudah diakses oleh manusia.
Prinsip Kerja
Reaktansi kapasitif kapasitor pada frekuensi AC tertentu membatasi arus operasi maksimum. Setelah arus dibatasi, beban menurunkan tegangan keluaran, dengan kapasitor mengendalikan aliran arus dan mendistribusikan tegangan secara dinamis antara kapasitor dan beban.
Misalnya, dengan pasokan listrik utama Tiongkok 220V/50Hz, kapasitor 1μF memiliki reaktansi: Xc = 1/(2πfC) = 1/(2×3.14×50×1×10^-6) ≈ 3180Ω
Arus maksimum melalui kapasitor adalah:Ic = U/Xc = 220/3180 ≈ 70mA
Metode perhitungan ini memungkinkan pemilihan nilai kapasitor yang tepat berdasarkan kebutuhan perangkat saat ini.
Tindakan pencegahan keamanan
- Gunakan hanya kapasitor non-polar dengan tegangan di atas 400V
- Tidak cocok untuk beban dinamis, kapasitif, atau induktif
- Untuk operasi DC, gunakan penyearah setengah gelombang dengan dioda zener yang sesuai
- Pertahankan isolasi dari sumber listrik untuk mencegah sengatan listrik
- Jangan mengubah nilai kapasitor selama perbaikan
Aplikasi dalam Catu Daya DC
Dalam catu daya DC yang umum: listrik → step-down → memperbaiki → menyaring → mengatur → keluaran DC
Untuk rangkaian sederhana seperti sakelar kendali suara/cahaya, transformator akan berlebihan. Kapasitor dapat menggantikannya, menyederhanakan rangkaian dan mengurangi biaya.
Struktur Sirkuit
Dalam konfigurasi dasar:
- C1 menurunkan tegangan listrik
- D2 melakukan penyearah setengah gelombang
- C2 menyaring DC yang berdenyut
- D3 menyediakan pengaturan tegangan
- R1 melepaskan C1 setelah daya dimatikan
- D1 menyediakan jalur pembuangan selama setengah siklus negatif
Meskipun dapat dipahami sebagai pembagi tegangan kapasitif-resistif sederhana, peran utama kapasitor adalah membatasi arus, yang selanjutnya menentukan tegangan pada beban.