不帶變壓器的電源

這不是魔術(shù)也不是夢想。對于小負載，可以僅使用限流電阻將電壓從230 VAC降低到幾伏特（例如5、12或24），如圖1的接線圖所示。它的效率極低（<1％），因為電阻R1上的熱量損失了能量。實際上，該組件必須做很多工作才能將電壓從230 VAC RMS降低到12 VDC。在該示例中，該線性分量的平均耗散功率為22 W；平均功耗為22W。因此，它的大小必須至少為50 W，其耗散如下：

V（N3，N2）* I（R1）

圖1：沒有使用大電阻的變壓器的電源

在該圖中，存在三個操作節(jié)點：N1，N2和N3。根據(jù)所用組件的值，瞬態(tài)電壓（以一秒為單位）顯示在圖2的圖表中。圖2a中的曲線圖顯示輸出達到12 V需要花費多少時間。該時間取決于時間常數(shù)，該時間常數(shù)也由電容器C1決定。在該示例中，為得出瞬態(tài)信號，這些電容器的充電時間如下：

C1 = 100 μF，T = 25毫秒

C1 = 470 μF，T = 130毫秒

C1 = 1,000 μF，T = 290毫秒

C1 = 4,700 μF，T = 1.38 s

C1 = 10,000 μF，T = 3 s

圖2：不帶電阻的變壓器的電源瞬態(tài)電壓示意圖

在固定的負載電阻下，紋波取決于電容器C1。電容器越大，輸出信號上出現(xiàn)的紋波越少。使用上述電容器，峰到峰的紋波量（圖3）如下：

?C1 = 100 μF，紋波= 1.17 Vpp
?C1 = 470 μF，紋波= 261.7 mVpp
?C1 = 1,000 μF，紋波= 121.58 mVpp
?C1 = 4,700 μF，紋波= 25.3 mVpp
?C1 = 10,000 μF，紋波= 11.89 mVpp

圖3：漣漪

最專心的讀者會注意到，電路的輸出電壓未達到所需的12 V，而是達到了約11.3V。我們可以確保，即使沒有連接負載，輸出電壓也始終低于12 V（圖4）。）。該電壓降是由二極管D2引起的。肖特基二極管可以減小該電壓降。

圖4：二極管D2引起電壓降。

電容器可以改善情況

從圖5的圖表可以看出，在線路上串聯(lián)增加一個聚酯電容器可以提高系統(tǒng)效率。在這種配置中，效率約為18％。

圖5：使用電阻器和電容器的不帶變壓器的電源

因為電容器上的最大電壓大于320 V，所以必須選擇一個支持至少650 V的型號，如圖6所示。

圖6：電容器上的最大電壓大于320 V.

通過這種配置，電阻器R1僅耗散0.5 W，但是使用至少2 W的模型總是更好。電容器C2充當電阻器，并且在50 Hz的頻率下具有容抗。更準確地說，電容器的容抗在正弦頻率F下用以下公式表示：

從中可以得出電容器C2的電抗為6772.55Ω，但與電阻不同，它不會散發(fā)熱量。電路的輸出電壓也是12 V，必須從中減去二極管D1的壓降。

警告

當電路關(guān)閉時，電容器C2可能會長時間保持充電狀態(tài)。我們建議將高歐姆電阻與該組件并聯(lián)，如圖7所示。該電阻（470,000Ω，470kΩ）不會影響電路的正常運行。在正常工作條件下，其耗散約為100 mW。電容器的完全放電會在大約1秒鐘內(nèi)發(fā)生，但是0.4秒后，其電壓值將不再具有危險性。

圖7：當電路關(guān)閉時，電阻R2與電容器C2并聯(lián)使之放電。

編輯：hfy