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无需变压器即可为电路提供交流电源

出处:维库电子市场网 发布于:2024-08-27 16:48:28 | 497 次阅读

  MPS 电路提供了一种有效的方法,可以将主电源的交流电降低到任何所需的水平,以便为低压电路供电,但这是以控制 IC、开关、电感器等元件为代价的。图 1 显示了一种简单的方法,您可以使用更常见的元件将交流电源降压并调节到所需的低直流电压。
  交流电压的降低是通过降低电容(阻抗 Z=1/C)C ac上的不需要的额外电压来实现的 ,电容值和额定电压合适。剩余的交流电通过桥作为整流输出。因此,即使直流电流过桥的输出电路,降压串联电容器 C ac 的剩余部分也会有交流电流动。
  电容值决定了在降低电压时输出的电流。输出电流越大,电容值越大。与 C ac并联设置一个泄放电阻 (1MO) ,以便在交流断开时放电。整流和滤波后的直流电由基于 Q1 的调节电路分流,该电路基本上试图将输出电压保持在一定限度内该电路有两个 LED。红色 LED 指示交流电是否正在使用,或通过 Q1 排出的废物。绿色 LED 指示输出端的电源可用性,可在此处添加更多调节装置。
  R1、R2 和 RB (R1、R2  RB) 形成一个分压器网络,主要监控来自桥的残余整流交流电。 它们的值选择使得当电流流过负载(未显示)时,Q1 关闭,因此几乎没有电流流过第二个泄放 RB,受 R1 和 R2 的大值限制。RB 上的电压降不足以打开红色 LED。此时,我们说流过 R1、R2 和 RB 的电流是除最大负载电流外持续流动的维护电流。  Q1 受 R2 两端压降的影响,该压降至少应为 0.6V,Q1 才能导通。在正常运行(电流流过负载)期间,应选择 R1、R2 和 RB 的值,以使该电压小于 0.6V。但是,如果负载断开(没有输出电流流过),则二极管桥后的电压将升高,这反过来又会增加 R2 两端的压降,直到晶体管导通并通过 RB 流过电流。这会阻止电压进一步升高,同时增加流过红色 LED 的电流。红色 LED 发光表示功率浪费。但是,当输出端有电时,绿色 LED 始终发光。应选择 RB,以使无负载条件下桥输出端的电压升高在连接到 +V U的任何最终稳压器的上限之内。

  所需电容 C ac 计算如下:
  其中,I L 为最大负载电流,V rms 为 RMS AC 电压,V E (~V U +1.2) 为桥输入端的剩余预期电压,该电压为 V U 和桥二极管两端的 1.2V 之和。I L是除最大负载电流之外的内部维持电流。C ac 的粗略估计 为 I L / (V rms )(其中  = 2pf AC),从公式中可以看出,忽略 I L 和 V E,它们分别比 I L 和 V rms要小 。
  该电路提供了一种替代笨重、嘈杂、产生振动/磁场/热量的变压器的方法。但是,变压器的优势在于它与带电交流电隔离。建议的电路的危险在于 C ac短路时。应采取预防措施,确保在输出端电压升至危险水平之前熔断。在电压升高的情况下, V UZ 和滤波电容器 C F 提供额外的电流路径 。可以在桥输入端添加额外的廉价霓虹灯,以挽救输出调节电路和负载。
  在一个旨在获得 5mA 电流下齐纳晶体管调节的 4.8V 电源的测试装置中:C ac =0.068F、R1=10kO、R2=470O、R B =470O、C F =470F 和 Q1=BC549,使用 240V 交流线路。该电源可以为驱动 LED 的 555 振荡器供电。另一项测试使用了 C ac =0.22F、R1=10kO、R2=470O、R B =470O、C F =470F 和 Q1=BC549。这可用于构建 15mA 电流下 4.8V 齐纳晶体管调节电源。它可以轻松为 555 非稳态、闪烁 LED 和驱动八个 LED 的 CD4518 计数器供电。
  需要注意的是,C ac的电抗 通常远高于电源接收电路的电抗,因此电源的行为就像一个恒流源。这种类型的电源似乎适用于电流要求较低的电源电路,电流要求约为 1mA 至 100mA。


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