如何将AC转换为DC

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我设计的电路需要在1A下输出5VDC。我正在尝试使用壁式变压器将电压降低至12VAC。下一步是二极管桥和纹波电容器。

纹波电压方程为：

V_{r i p p l e} = \frac{I}{2 f C}

$V_{ripple} = \frac{I}{2fC}$

I = load current (1A)
f = AC frequency (60Hz)
C = Filter Capacitor (? uF)

如果我选择1000 uF的C，则纹波电压为8.3 V！我真的需要增加电容以降低纹波电压吗？还有另一种将AC转换为DC的方法吗？

— 罗伯特
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如果您使用直流壁式变压器代替交流壁式变压器，则可以节省二极管桥和整流。不过，您仍然需要一个稳压器来获得稳定的5V，几乎所有壁式变压器都不是稳压的，而“ 5V”壁式变压器很可能会为您提供5V至9V的电压。

— davr

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我将2000 F / A用作经验法则（有时更多，取决于应用程序）

μ

$\mu$

— stevenvh 2011年

为什么不买一个呢？为什么要重新发明轮子？

— Tim Spriggs

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在这个电压下的1000 µF并不大。您是否受尺寸或其他因素的限制？

为了完全消除纹波并产生5 V电压，您需要在电容器后添加一个稳压器。

12 V _RMS = 17 V _Peak（减去两个二极管压降）是在整流器输出端看到的峰值直流电压：17-1.1-1.1 = 14.8V。因此，没有超过输入限制的威胁调节器（35 V输入）。

如果纹波为8.3 V，则DC电压将在6.5 V至15 V之间变化。这刚好高到足以馈入稳压器而不会失调，因为7805在1 A时有大约1.5 V的压降（取决于温度）。因此，是的，您应该使用稍高的电容器（如果空间有限，则应并联使用多个电容器）。

在此处输入图片说明（资料来源：艾伦·马歇尔）

这是电源电路各阶段的指南。

也：

现实生活中的电源线电压从一个插座到另一个插座会有所不同，并且频率会因国家/地区而异。您需要计算低线/高负载条件以确保其不低于规定值，以及高线/低负载条件以确保其不超过稳压器的输入电压极限。这些是通常推荐的值：

JP：85 VAC至110 VAC（+10％，-15％），50和60 Hz
美国：105 VAC至132 VAC（+10％），60 Hz
EU：215 VAC至264 VAC（+10％），50 Hz

— 内含物
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1

在整流器输出端看到的峰值电压将比输入峰值电压小2个二极管压降（共2.2 V）。

— 罗伯特

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Endolith有一种特殊的方法。我想指出一件事，使用散热片。如果要通过线性稳压器提供1安培的电流，请使用散热器，其耗散的功率比人们想象的要大得多。

— 09年

3

快点：2个二极管压降不一定是2.2v。PN结的压降在很大程度上取决于它的结构和所涉及的半导体的类型。在相同类型的设备之间，它们甚至会有所不同。同样要注意的是，只要有2到3伏的余量可以调节，7805就可以正常工作。但是，输入越高，其耗散的功率就越多。开关稳压器虽然稍微复杂一些，但效率却大大提高。

— wackyvorlon

1

1N4004数据表列出了1 A电流下的1.1 V压降，KBP005桥式整流器列出了1.0 A的1.0 V的压降，因此这是一个典型值。

— endlith

2

您有时还会在7805两端看到一个二极管，阳极连接到输入，从而将输出钳位到比输入高得多的水平-这将是多么必要/不必要？

— JustJeff 2010年

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事实是，如今的开关电源适配器是一种日用品，除非您真的想出于学习目的而进入设计，否则只需购买一个即可。Digikey的单价低于10美元（这是CUI的一种），它将为您提供稳定的直流稳压输出，并具有高效率，所有安全和EMI / RFI认证。

— 杰森·S
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我一直在使用CUI！如果板上已经有交流电源，则还有PCB安装版本。

— 凯文·维米尔

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如果您的电容器足够大，可以降低纹波，您的Vdc大约为15V，如Endolith所示。让我们考虑它在负载下会下降一点，并以12V为例。如果输出需要为5V，则稳压器应在1A时采用7V，这意味着它应能够连续耗散7W的功率。根据您的应用程序，这可能不是问题。

您为什么不只使用开关电源适配器？如今，有许多使用5V的路由器，网络交换机/集线器，硬盘驱动器机箱等。它们的电源通常不比常规壁式变压器大，效率更高，并且输出电压得到良好调节。

— 鹰嘴豆
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另一种方法是在最终的过滤器盖之前串联添加一个扼流圈（电感器）。大约100 uH可以创造一个美好的世界。线圈可以抵抗电流的变化，就像盖子可以抵抗电压的变化一样。将两者放在一起，您将获得更有效的过滤器。

您的Vripple方程式有误。当您使用全波桥时，频率不是60 Hz，而是120。

— 第369章
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我用“ 2 *”来补偿全桥。

— 罗伯特

您是否有描述扼流圈方法的网站？

— 罗伯特

查找诸如高通滤波器之类的东西，它们利用了以下事实：电感电抗随频率增加，而电容电抗则减小。

— wackyvorlon

电感器确实可以抵抗电流的变化，但请记住，您的电路可能希望快速改变电流。当您更改电路所需的电流时，电感器将不得不将电流转储到某处。

— Kellenjb 2010年

1

电感应放置在二极管电桥之前，而不是稳压器之后。如果足够大，则可以将PTX导通角增加到360度，并将其输出电流的峰值和谷值减小到平坦。但是你会失去一些电压。参见《无线电设计师手册》第1162、1182和ff页。

— user207421

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您的Vripple方程只是一个近似值，仅对少量波动有用。

找到一个更好的方程式，或者以图形方式求解，您将看到波动不如您想像的那么大。

— 硅农
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关于该方程式的局限性的要点！

— 罗伯特

1

对于Vripple较大的情况，这是一个更好的方程式。这不如Vripple = I /（2fC）悲观，但对于Vripple <1/2 * Vpeak的值仍然悲观。而不是假设在t = 1/2 * f处没有上升的正弦波，而应使用三角形而不是正弦波来近似整流器输出（以简化数学运算）。求解两个方程式，看看电容器的下降电压何时拦截了上升的三角波，得出：Vt = Vp *（4fCVp / I -1）/（4fCVp / I +1）f = 60，C = 1000，Vp = 14.8 ，I = 1 Vt = 8.3伏，恰好高于5805 + 5v的7805压差。

— SiliconFarmer

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如果您不想使用5或6伏变压器，并且有很多电容，则不建议使用开关路径。低压差稳压器将大大提高效率。您必须进行一些计算才能获得这些值，并查看它们是否合理。

— russ_hensel
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