从220v或110v交流电源产生低压DC在电子领域非常有用,而且是必要的。低压直流电,例如5v,6v,9v,12v,用于电子电路,LED灯泡,玩具和许多家用电子产品。通常使用电池为它们供电,但是需要不时地更换它们,这不符合成本效益,而且会花费我们的时间和精力。因此,替代方法是从交流电源生成直流电,为此,有许多可用的交流-直流适配器,但是它们内部使用了什么电路?
一种简单而直接的方法是使用降压变压器来降低交流电,但是使用变压器的缺点是它们的价格昂贵,重量大且尺寸大。在本文的手机充电器电路中,我们已经使用变压器实现了这种类型的AC到DC转换。是的,我们也可以在不使用变压器的情况下将高压AC转换为低压DC,这称为无变压器电源。无变压器电源电路的主要组件 是降压电容器或X额定电容器,它们是专为交流电源设计的。该X额定电容器串联在AC相线之间,以降低电压。这种类型的变压器较少的电源称为电容器电源。
X级电容器
如前所述,它们与交流相线串联以降低电压,可提供230v,400v,600v AC或更高额定值。
下表是不同X值电容器的输出电流和输出电压(无负载)的表:
电容器代码 |
电容值 |
电压 |
当前 |
104k |
0.1微法 |
4 v |
8毫安 |
334k |
0.33微法 |
10 v |
22毫安 |
474k |
0.47微法 |
12 v |
25毫安 |
684k |
0.68微法 |
18 v |
100毫安 |
105,000 |
1微法 |
24 v |
40毫安 |
22.5万 |
2.2 uF |
24 v |
100毫安 |
降压电容器的选择很重要,它取决于电容器的电抗和要提取的电流量。电容器的电抗由下式给出:
X = 1 /2¶函数
X =电容器的电抗
f =交流频率
C = X额定电容器的电容
我们使用了474k均值0.47uF电容器,AV电源的频率为50 Hz,因此电抗X为:
X = 1/2 * 3.14 * 50 * 0.47 * 10 -6 = 6776欧姆(大约)
现在我们可以计算电路中的电流(I):
I = V / X = 230/6775 = 34mA
这就是电抗和电流的计算方式。
电路说明
电路简单,将0.47uF的降压电容器与AC的相线串联连接,这是一个非极化电容器,因此可以从任何一侧进行连接。一个470k欧姆的电阻器与电容器并联连接,以在电路关闭时释放电容器中存储的电流,从而防止触电。该阻力称为布利德阻力。
进一步的桥式整流器(4个二极管的组合)已用于去除交流电的负半分量。这个过程称为 整流。 1000uF / 50v电容器已用于 过滤,这 意味着消除了所产生波中的波纹。最后,将6.2v / 1w的齐纳二极管用作稳压器。众所周知,该电路可提供约12v输出(请参见上表),因此该齐纳二极管可将其调节至大约10V。 6.2v电压流回多余的电流。也可以将不同值的齐纳二极管用于所需的电压,例如5.1v,8v等。连接了一个LED用于指示和测试目的。 R3(100欧姆)用作限流电阻。
使用1瓦或更高(5w)的额定电阻,尤其是电阻R4。否则会在一段时间后燃烧。它们通常比通常的电阻器厚。下面是不同类型的电阻器的示意图:
这个优势变压器电源在基于变压器的电源是:它具有成本效益,更轻,更小。
笔记
- 自行承担风险,如果没有适当的经验和预防措施,使用交流电源非常危险。建造该电路时要格外小心。
- 请勿使用普通电容器替换X级电容器。
- 如果需要更多的输出电压和输出电流,请根据表使用不同的X额定电容。
- 仅使用1瓦或更高(5w)的额定电阻和齐纳二极管。
- 为了安全起见,还可以在与相线串联的X级电容器之前使用1安培的保险丝。
- 还可以使用IC稳压器代替稳压二极管来调节稳压器。