【導讀】事實(shí)上，如果負載電流只有幾十毫安，則可以將輸入交流電壓轉換為直流電壓，而無(wú)需使用大型、昂貴且笨重的變壓器。不帶變壓器的替代方案也更便宜、更輕并且占地面積更小。無(wú)變壓器電源根據電路類(lèi)型分為兩類(lèi)：電容式和電阻式?，F在我們將了解每種類(lèi)型電路的特性、如何評估所涉及電子元件的功率以及應采取哪些安全預防措施。
采用無(wú)變壓器電源解決方案為低功率電路提供所需電源通常是有利的。
事實(shí)上，如果負載電流只有幾十毫安，則可以將輸入交流電壓轉換為直流電壓，而無(wú)需使用大型、昂貴且笨重的變壓器。不帶變壓器的替代方案也更便宜、更輕并且占地面積更小。無(wú)變壓器電源根據電路類(lèi)型分為兩類(lèi)：電容式和電阻式?，F在我們將了解每種類(lèi)型電路的特性、如何評估所涉及電子元件的功率以及應采取哪些安全預防措施。
無(wú)變壓器電容電源
圖 1 顯示了無(wú)變壓器電容電源的原理圖。下面提供了可讓您確定所需組件值的公式。交流電源電壓的火線(xiàn)和中性線(xiàn)分別用L和N表示，而輸出電壓和電流分別用V OUT和I OUT表示。電阻器 R1 和 C1 的電抗均用于減少浪涌電流，浪涌電流可能會(huì )損壞組件。D2 是典型的硅二極管，其任務(wù)是對交流電壓進(jìn)行整流，而 D1 是齊納二極管，提供穩定的參考電壓。
圖 1：電容式無(wú)變壓器電源（圖片Microchip）
只要輸出電流 I OUT 小于或等于輸入電流 I IN，負載上的電壓就保持恒定，其值可以計算為：
其中 V Z 是齊納電壓， V RMS 是輸入交流電壓的RMS 值， f 是其頻率。I IN的值 應與負載功率需求相匹配，而其值應用于為每個(gè)組件選擇正確的額定功率。輸出電壓 V OUT 的 計算公式如下：小功率無(wú)變壓器電源設計其中 V D是 D 2 上的正向偏置電壓 （對于常規硅二極管為 0.6–0.7 V）。對于 R 1，建議選擇功率至少為理論值 P R1兩倍的元件 給出：
電容器 C 1 的電壓應至少為交流電源電壓的兩倍（例如，在美國為250 V），該電容器即此類(lèi)電路的名稱(chēng)。二極管 D 1 的 功率應至少是由以下公式給出的理論值的兩倍：小功率無(wú)變壓器電源設計這同樣適用于二極管 D 2的功率，其中現在可以使用恒壓值 0.7 V 代替 V Z。對于 C 2，通常使用電解電容器，其電壓至少是 V Z的兩倍。
與基于變壓器的解決方案相比，電容解決方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于減小了尺寸、重量和成本。與下一段中介紹的電阻型解決方案相比，該電路可以讓您獲得更高的效率水平。缺點(diǎn)是缺乏與交流輸入電壓的絕緣，并且成本比電阻解決方案更高。
無(wú)變壓器電阻電源
同樣，在無(wú)變壓器電阻電源中， 只要 電流 I OUT 小于或等于輸入電流 I IN ，輸出電壓 V OUT就保持恒定。但不同的是，現在僅通過(guò)電阻R 1來(lái)限制浪涌電流。輸出電壓 V OUT 可以使用與電容式電源相同的公式計算，而輸入電流 I IN 現在可以通過(guò)應用以下公式獲得：小功率無(wú)變壓器電源設計
與前一種情況一樣，所選組件的功率值必須至少是理論功率值的兩倍，這可以通過(guò)應用歐姆定律計算（對于電阻器 R 1 為 P = R × I 2 ，對于電阻器 R 1 為 P = R × I 2 ，對于電阻器 R 1 為 P = R × I ，對于電阻器 R 1 為P = R × I 2 ， 對于二極管 D 1 和 D 2 )。電解電容器 C 2 的尺寸必須與電容情況相同。
與基于變壓器的電路相比，電阻電源的優(yōu)點(diǎn)是尺寸和重量更小，并且代表了的解決方案。然而，即使在這種情況下，交流電源也沒(méi)有絕緣，效率也低于電容方案。
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