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  • 1 # 機電菜鳥阿龍

    如何把交流電源變成直流穩壓電源,有很多方法都可以實現,但現在絕大部分都是採用開關電源電路來實現的,它的優點是輸出的電壓範圍廣而且穩定,下面這圖是典型的將交流電源變換成直流電源的方框原理圖,很多工業電器和家用電器都採用的這種類似的電路結構。

    功率迴路

    EMC濾波電路:一般由X電容、Y電容、共模電感等組成,其主要作用是:保護電路安全穩定工作和防止電磁干擾!

    整流電路:一般是由整流橋或二級管組成,其主要作用:將交流電變成脈動的直流

    濾波電路:一般由電容組成,其主要作用:將脈動的直流變為平滑的直流

    DC轉DC電路:一般由變壓器或電源轉換晶片組成,其主要作用:對電壓進行改變

    輸出整流:一般由二級管組成,其主要作用是:將交流電變成脈動的直流

    穩壓部分(控制迴路)

    輸出反饋電路:一般由電阻、變壓器、霍爾元件、比較放大器組成,其主要作用:根據負載的變化情況,及時反饋電源管理晶片

    控制電路:一般由電源管理晶片組成,其主要作用是:將反饋過來的訊號及時透過比較分析後控晶片輸出引腳PWM佔空比,從而改變變壓器初級線圈儲能時間的長短。

    上面這是一幅典型的開關電源電路原理圖,將220Ⅴ交流電輸入變換成12V直流電壓,其工作流程與上圖方框圖基本一樣!

    功率迴路VD1~VD4:全波整流電路,作用:將220Ⅴ交流電變成脈動的直流電C1:濾波電容,作用:將脈動的直流電變成平滑的直流電ⅤD5、R1、C2:RCD尖峰消除電路,作用:吸收電路中的尖峰電壓T變壓器的N1:變壓器初級線圈,作用:將電源部分能量儲存起來T變壓器的N2:變壓器次級線圈,作用:給負載供電VD6:整流二級管,作用:將取樣的交流電壓進行半波整流L、C4、C5:π型濾波器,作用:濾除高頻雜波,同時將脈動直流變為平滑直流ⅤD7:整流二級管,作用:將輸出的交流電整形R3:負載電阻,作用:避免晶片IC停止振盪穩壓部分(控制迴路)T變壓器的N3:變壓器取樣線圈,作用:對負載的電壓進行取樣R2:限流電阻,作用:將整流後的直流電壓限流後輸入電源管理晶片C3:濾波電容,作用:濾除高頻雜波IC:電源管理晶片,作用:透過與取樣電路晶片比較後,改變PWM輸出波形,從而穩定輸出的電壓

    上圖也是一個將220Ⅴ交流電源變換成12V直流電源的電路圖,但這個沒有反饋控制部分,不能輸出穩定的直流電源,負載過大時,輸出電壓會下降,在這個電路中其R5C3為RC振盪電路,其振盪頻率為30~45KHZ,透過改變RC的振盪頻率,從而改變初級線圈儲能的大小

    總結:將交流電變成直流穩壓電源方法很多,現在市場上主要就是採用開關電源電路,包括家用電器、工業電器上面也用得比較多,其工作原理都跟上面方框圖內差不了太多!

  • 2 # 彩色雷電zsm

    開關電源將輸出電壓負反饋回來控制佔空比,這是個穩壓電源;如果將輸出電流負反饋回來控制佔空比,這是個穩流電源。

  • 3 # 電子產品設計方案

    交流電源轉換為直流電源一般需要經過降壓、整流、濾波和穩壓

    經過降壓、整流、濾波和穩壓得到的直流電源為工頻直流電源。其它的交流轉直流方法還有開關電源、專用IC降壓、阻容降壓這幾種。各有優缺點,可以根據應用選擇設計方案。

    工頻變壓器降壓

    使用變壓器降壓,經過橋式整流,再經過濾波穩壓就可以得到需要的直流穩壓電源。此方法設計簡單,紋波較少,也可以得到相對較大的輸出電流;但設計出來的電源體積相對較大。

    變壓器:把較高的交流電壓降低得到需要的交流電壓

    橋式整流:把交流電整流為脈動直流電

    濾波:把脈動直流電變為平穩的直流電

    穩壓:根據需要選擇合適的線性穩壓晶片就可以得到需要的輸出電壓

    開關電源

    開關電源設計較為複雜,紋波相對較大,但可以得到較大的輸出電流,電源的體積也相對較小。

    需要根據需求,選擇合適的開關電源控制晶片,設計合適的高頻變壓器。開關電源工作頻率比較高,一般都有幾十KHz,轉換的效率較高。我們平常所用的充電器基本上都是開關電源。

    專用IC降壓

    使用專用IC晶片設計電源,一般可以得到200mA以內電流的輸出,設計比較簡單,外圍元件較少。比如使用LNK304。

    阻容降壓

    阻容降壓成本較低,設計簡單,但輸出電流較小。在很多小家電或者LED燈的應用都會採用阻容降壓的方案

  • 4 # 玩轉嵌入式

    把交流變為直流通常有三種方案,分別是RC阻容降壓,AC/DC專用積體電路以及變壓器降壓整流。這三種方法各有優缺點,適用於不同的場合。

    RC阻容降壓方案

    該方案主要透過電容來降壓,輸出電流不大,主要由電容決定。如下圖所示就是典型的RC阻容降壓的電路原理圖。

    電容的容抗Xc=1/2Πfc,輸出電流I=U/Xc,所以輸出電流較小,主要用在小功率的家用電器中,如小功率加熱棒。並且是不隔離的,斷電後電容透過與之並聯的電阻放電。在使用時必須注意安全。

    2 AC/DC專用積體電路方案

    這種晶片解決方案,在市面上非常多,如UCC28880、UCC28881、FSL336、LNK306等,晶片多以SO8/DIP8封裝為主,輸出電壓透過外接電阻可調,隔離與否可選。FSL336的典型電路圖如下所示。

    該類晶片輸出電壓可調節,但是輸出電流通常只有100-400mA,但是晶片體積小、佔用較小的空間,在小家電中應用廣泛。

    3 使用降壓整流技術方案

    變壓器降壓、整流橋整流這個是最常用的技術方案,主要用到變壓器、整流橋、濾波電容、穩壓晶片等關鍵元器件,輸出電流可以根據負載需求選擇不同的晶片,是最常用的方案,開關電源、充電器、介面卡用的都是這種方案,典型的技術原理如下圖所示。

    4 三種方案的優缺點對比

    RC阻容降壓輸出電流小,不適用於負載電流較大的情況,而且輸出和輸入非隔離,具有一定的危險性,但是優點是成本特別低。

    AC/DC專用整合IC輸出電流也不大,可以選用元器件實現隔離或者非隔離,但是優點是體積小、佔用PCB空間很小,適合於空間比較緊張的產品。

    變壓器降壓的技術方案,是最常用的,輸出電流、功率都可以透過選用不同的元器件來實現客戶需求,缺點是佔用空間大。目前手機充電器都是用高頻變壓器來實現的,在保證輸出功率的同時,還能大大減小體積。

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