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無需變壓器即可為電路提供交流電源

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-08-27 16:48:28 | 467 次閱讀

  MPS 電路提供了一種有效的方法,可以將主電源的交流電降低到任何所需的水平,以便為低壓電路供電,但這是以控制 IC、開關(guān)晶體管、電感器等元件為代價的。圖 1 顯示了一種簡單的方法,您可以使用更常見的元件將交流電源降壓并調(diào)節(jié)到所需的低直流電壓。
  交流電壓的降低是通過降低電容(阻抗 Z=1/C)C ac上的不需要的額外電壓來實現(xiàn)的 ,電容值和額定電壓合適。剩余的交流電通過二極管橋作為整流輸出。因此,即使直流電流過橋的輸出電路,降壓串聯(lián)電容器 C ac 的剩余部分也會有交流電流動。
  電容值決定了在降低電壓時輸出的電流。輸出電流越大,電容值越大。與 C ac并聯(lián)設(shè)置一個泄放電阻 (1MO) ,以便在交流斷開時放電。整流和濾波后的直流電由基于 Q1 的調(diào)節(jié)電路分流,該電路基本上試圖將輸出電壓保持在一定限度內(nèi)該電路有兩個 LED。紅色 LED 指示交流電是否正在使用,或通過 Q1 排出的廢物。綠色 LED 指示輸出端的電源可用性,可在此處添加更多調(diào)節(jié)裝置。
  R1、R2 和 RB (R1、R2  RB) 形成一個分壓器網(wǎng)絡(luò),主要監(jiān)控來自橋的殘余整流交流電。 它們的值選擇使得當電流流過負載(未顯示)時,Q1 關(guān)閉,因此幾乎沒有電流流過第二個泄放電阻器 RB,受 R1 和 R2 的大值限制。RB 上的電壓降不足以打開紅色 LED。此時,我們說流過 R1、R2 和 RB 的電流是除最大負載電流外持續(xù)流動的維護電流。  Q1 受 R2 兩端壓降的影響,該壓降至少應(yīng)為 0.6V,Q1 才能導(dǎo)通。在正常運行(電流流過負載)期間,應(yīng)選擇 R1、R2 和 RB 的值,以使該電壓小于 0.6V。但是,如果負載斷開(沒有輸出電流流過),則二極管橋后的電壓將升高,這反過來又會增加 R2 兩端的壓降,直到晶體管導(dǎo)通并通過 RB 流過電流。這會阻止電壓進一步升高,同時增加流過紅色 LED 的電流。紅色 LED 發(fā)光表示功率浪費。但是,當輸出端有電時,綠色 LED 始終發(fā)光。應(yīng)選擇 RB,以使無負載條件下橋輸出端的電壓升高在連接到 +V U的任何最終穩(wěn)壓器的上限之內(nèi)。

  所需電容 C ac 計算如下:
  其中,I L 為最大負載電流,V rms 為 RMS AC 電壓,V E (~V U +1.2) 為橋輸入端的剩余預(yù)期電壓,該電壓為 V U 和橋二極管兩端的 1.2V 之和。I L是除最大負載電流之外的內(nèi)部維持電流。C ac 的粗略估計 為 I L / (V rms )(其中  = 2pf AC),從公式中可以看出,忽略 I L 和 V E,它們分別比 I L 和 V rms要小 。
  該電路提供了一種替代笨重、嘈雜、產(chǎn)生振動/磁場/熱量的變壓器的方法。但是,變壓器的優(yōu)勢在于它與帶電交流電隔離。建議的電路的危險在于 C ac短路時。應(yīng)采取預(yù)防措施,確保保險絲在輸出端電壓升至危險水平之前熔斷。在電壓升高的情況下,齊納二極管 V UZ 和濾波電容器 C F 提供額外的電流路徑 。可以在橋輸入端添加額外的廉價霓虹燈,以挽救輸出調(diào)節(jié)電路和負載。
  在一個旨在獲得 5mA 電流下齊納晶體管調(diào)節(jié)的 4.8V 電源的測試裝置中:C ac =0.068F、R1=10kO、R2=470O、R B =470O、C F =470F 和 Q1=BC549,使用 240V 交流線路。該電源可以為驅(qū)動 LED 的 555 振蕩器供電。另一項測試使用了 C ac =0.22F、R1=10kO、R2=470O、R B =470O、C F =470F 和 Q1=BC549。這可用于構(gòu)建 15mA 電流下 4.8V 齊納晶體管調(diào)節(jié)電源。它可以輕松為 555 非穩(wěn)態(tài)、閃爍 LED 和驅(qū)動八個 LED 的 CD4518 計數(shù)器供電。
  需要注意的是,C ac的電抗 通常遠高于電源接收電路的電抗,因此電源的行為就像一個恒流源。這種類型的電源似乎適用于電流要求較低的電源電路,電流要求約為 1mA 至 100mA。


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