在現(xiàn)代，幾乎每個(gè)家用電子產(chǎn)品都使用直流電 （DC），但我們通過(guò)傳輸線(xiàn)從發(fā)電廠獲得交流電 （AC） ，因?yàn)榻涣麟娍梢员戎绷麟姼行У貍鬏敚杀靖汀Ｒ虼耍總€(gè)在直流上工作的電器都有交流到直流的轉(zhuǎn)換器電路。

主要有兩種類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器廣泛用于 AC-DC 對(duì)話(huà)目的。

一種是傳統(tǒng)的基于變壓器的線(xiàn)性轉(zhuǎn)換器，它使用簡(jiǎn)單的二極管電橋、電容器、穩(wěn)壓器。簡(jiǎn)單的二極管橋可以由單個(gè)半導(dǎo)體器件（如 DB107）或 4 個(gè)獨(dú)立二極管（如 1N4007）構(gòu)成。另一種轉(zhuǎn)換器是 SMPS 或開(kāi)關(guān)模式電源，它使用高頻小型變壓器和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供直流輸出。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將討論基于變壓器的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的二極管和電容器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并使用可選的穩(wěn)壓器來(lái)調(diào)節(jié)輸出直流電壓。該項(xiàng)目將是一個(gè)使用變壓器的AC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為230V，輸出為12V 1A。

所需組件

1.變壓器1A 13V額定

2.4個(gè)1N4007二極管

3.A 1000uF 25V 電解電容。

4.單股線(xiàn)少

5.面包板

6.LDO 或按規(guī)格的線(xiàn)性穩(wěn)壓器（此處使用 LM2940）。

7.萬(wàn)用表測(cè)量電壓。

電路圖及說(shuō)明

該AC-DC 轉(zhuǎn)換器電路的原理圖很簡(jiǎn)單。變壓器用于將230V AC 降壓至 13V AC。

此處使用四個(gè)通用整流二極管 1N4007 來(lái)整流交流輸入。1N4007 的峰值重復(fù)反向電壓為 1000V，平均整流正向電流為 1A。這四個(gè)二極管用于轉(zhuǎn)換變壓器兩端的 13V AC 輸出。二極管用于制作橋式轉(zhuǎn)換器，它是交流到直流轉(zhuǎn)換電路的重要組成部分。要了解有關(guān)橋式整流器電路的更多信息，請(qǐng)點(diǎn)擊鏈接。

濾波電容C1加在橋式變換器后，使輸出電壓平滑。

LDO、IC1也被 連接以調(diào)節(jié)輸出電壓。

AC到DC轉(zhuǎn)換器電路的工作

降壓變壓器用于將高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電。變壓器安裝在 PCB 上，它是一個(gè) 1 安培 13 伏變壓器。然而，在負(fù)載期間，變壓器電壓下降大約 12.5-12.7 伏。

電路的基本部分是由四個(gè)二極管組成的二極管橋。二極管是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電子半導(dǎo)體器件。

下圖可以看到二極管電橋內(nèi)的電流流動(dòng)。

這里兩個(gè)二極管D2和D4阻擋了交流電的負(fù)峰值，使電流單向流動(dòng)。這是一個(gè)全橋整流器，意味著二極管橋?qū)涣?a target="_blank">信號(hào)的正負(fù)峰值進(jìn)行整流。

大電容 C1 在轉(zhuǎn)換過(guò)程中被充電并平滑輸出電壓。但最終結(jié)果是，這不是穩(wěn)壓輸出。這里的電壓調(diào)節(jié)是由 LDO LM2940 完成的，它是原理圖中的 IC1。

LDO， LM2940是采用 TO220 封裝的 3 引腳器件。LDO 代表低壓差電壓。引腳圖如下圖所示。

一些穩(wěn)壓器對(duì)輸入電壓有限制，這是在穩(wěn)壓器輸出上提供有保證的電壓調(diào)節(jié)所必需的。在少數(shù)線(xiàn)性穩(wěn)壓器中，表示它要求輸入電壓和輸出電壓之間至少有 2 伏的差異，這意味著對(duì)于 12 伏的穩(wěn)壓輸出，穩(wěn)壓器需要至少 14 伏的輸入電壓才能保證 12 伏的穩(wěn)壓輸出電壓。通常，低壓差穩(wěn)壓器 （LDO） 要求輸入和輸出之間的電壓差非常小。對(duì)于 LM2940 數(shù)據(jù)表，輸入和輸出之間需要最小 0.5 伏的差異。我們使用了德州儀器 （TI） 的固定電壓串聯(lián) LDO 穩(wěn)壓器。LM2940，具有 12 伏輸出額定值。

輸出可以在下圖中完美地看到。

檢查最后給出的視頻中的完整工作。

基于變壓器的 AC 到 DC 轉(zhuǎn)換器在需要高壓 AC 到 DC 轉(zhuǎn)換的地方非常常見(jiàn)。它最常見(jiàn)于放大器系統(tǒng)、各種電源適配器、焊臺(tái)、測(cè)試設(shè)備等。

基于變壓器的 AC-DC 轉(zhuǎn)換器電路的局限性

基于變壓器的交流到直流轉(zhuǎn)換是需要直流的常見(jiàn)選擇，但它具有某些缺點(diǎn)。

1.輸入交流電壓有可能波動(dòng)或交流電壓明顯下降的任何情況下，變壓器兩端的輸出交流電壓也會(huì)下降。因此，230V AC 到 12V DC 轉(zhuǎn)換器不能在 110V AC 線(xiàn)路中供電。為了解決這個(gè)問(wèn)題，為不同的輸入電壓電平提供了額外的設(shè)置。

2.盡管沒(méi)有通用的輸入電壓范圍，但它是一個(gè)昂貴的選擇，因?yàn)樽儔浩鞅旧淼某杀境^(guò)了轉(zhuǎn)換器電路總制造成本的60%。

3.另一個(gè)限制是轉(zhuǎn)換效率低。變壓器變熱并浪費(fèi)不必要的能量。

4.變壓器是重物，不必要地增加了產(chǎn)品的重量。

5.由于變壓器，產(chǎn)品內(nèi)部需要更大的空間來(lái)安裝轉(zhuǎn)換器電路或至少是變壓器。

為了克服這些限制，SMPS 或開(kāi)關(guān)模式電源是一個(gè)更好的選擇。