迄今为止，脉冲电压源已经普及。与传统变压器电路相比，它们在能效、重量和尺寸方面具有显着优势。人们相信，在超过 5 安培的负载电流下，它们具有不可否认的偏好。但它们也有缺点——例如，对供电网络和负载产生射频干扰。家庭组装的主要障碍是电路的复杂性以及制造绕组部件需要特殊技能。因此，对于中级的家庭主来说，最好按照通常的原理用网络降压变压器来制造电源。

电压源用在哪里

这种 PSU 在家庭中的适用范围很广：

低压灯电源；
电池充电;
音频设备的电源。

以及许多其他需要 12 伏恒定电压的用途。

变压器电源方案

电源示意图。

从 220 V 网络运行的 12 V 电源电路由以下节点组成：

降压变压器.它由铁、初级和次级（可能有几个）绕组组成。无需深入了解工作原理，应注意输出电压取决于初级 (n1) 和次级 (n2) 绕组的匝数比。要获得 12 伏电压，次级绕组的匝数必须比初级绕组少 220/12 = 18.3 倍。
整流器.最常以全波电路（二极管桥）的形式执行。将交流电压转换为脉动。电流以相同方向两次通过负载。
全波整流器的操作。
筛选.将脉动电压转换为直流。它在施加电压时充电，在暂停时放电。它由一个大容量的氧化物电容器组成，通常与一个容量约为1μF的陶瓷电容器并联。要了解对这种附加元件的需求，必须记住氧化物电容器是以箔条卷成卷的形式排列的。此卷具有寄生电感，会显着降低高频噪声过滤的质量。为此，需要打开一个用于短路 RF 脉冲的附加电容器。
带有氧化物和附加电容器的滤波器的等效电路。
稳定剂.可能会失踪。下面讨论简单但有效的节点方案。

以下部分讨论如何选择和计算 12 伏直流电源的每个元素。

变压器选型

有两种方法可以获得合适的变压器。自主生产降压块，厂内选择合适的块。无论如何，请记住：

在变压器降压绕组的输出端，测量电压时，电压表会显示有效电压（比幅值小1.4倍）；
在无负载的滤波电容器上，恒定电压将大约等于幅度（他们说电容器上的电压“上升”了 1.4 倍）；
如果没有稳压器，那么在负载下，电容上的电压会根据电流而下降；
为了使稳压器工作，输入电压需要超过输出电压，它们的比例限制了整个电源的效率。

从最后两点可知，PSU 正常工作，变压器的电压必须超过 12V。

自绕变压器

自制电力变压器的完整计算和制造复杂、耗时，需要工具和技能。因此，将考虑简化路径 - 选择适合熨斗的块并将其更改为 12 V。

如果有现成的变压器，但没有其接线图，则需要用测试仪调用其绕组测试仪。电阻最高的绕组很可能是电源。其余的绕组必须拆除。

接下来，您需要测量铁组的厚度 b 和中心板的宽度 a 并将它们相乘。得到磁芯的截面积\u200b\u200b为S\u003d a * b（单位：平方厘米）。它决定了变压器的功率P=.接下来，计算以安培为单位的最大电流，它可以从电压为 12 伏的绕组中移除：I \u003d P / 12。

确定核心的面积。

接下来，使用公式 n=50/S 计算每伏的匝数。对于 12 伏电压，需要绕 12 * n 匝，并留出大约 20% 的余量，以防止铜和稳定器上的损耗。如果没有，那么负载下的电压降。最后一步是根据图表选择绕组线的横截面，电流密度为 2-3 mA / sq. mm。

铜线的选择。

例如有一个变压器，初级绕组为220V，套铁厚3.5cm，中间舌宽2.5cm，则S=2.5*3.5=8.75，变压器的功率 = 3 W（大约）。那么 12 伏时的最大可能电流为 I=P/U=3/12=0.25 A。对于绕组，您可以选择直径为 0.35..0.4 平方毫米的导线。对于 1 伏特，有 50 / 8.75 = 5.7 匝，需要缠绕 12 * 5.7 = 33 匝。考虑到库存 - 大约 40 转。

成品变压器的选择

如果有现成的变压器，其次级绕组适合电流和电压，可以尝试挑选现成的。例如，在 CCI 系列中有适合的产品，其次级绕组电压接近 12 伏。

变压器	次级绕组结论的指定	电压，V	允许电流，A
工商会48	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	13,8	0,27
CCI209	11-12, 13-15	11,5	0,0236
CCI216	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	11,5	0,072

这种解决方案的优点是工厂执行的劳动强度和可靠性最小。减号 - 变压器包含其他绕组，总功率也为其负载计算。因此，在重量和尺寸方面，这样的变压器会有所损失。

二极管选择和整流器制造

根据三个参数选择整流器中的二极管：

最高允许正向电压；
最高反向电压；
最大工作电流。

根据前两个参数，90% 的可用半导体器件都适合在 12 伏电路中工作，选择主要是根据最大持续电流。二极管外壳的设计和整流器的制造方法也取决于这个参数。

如果负载电流不超过1A，可以使用国外和国产的1安培二极管：

1N4001-1N4007；
HER101-HER108；
KD258（“液滴”）；
KD212 等。

对于较低的电流（最高 0.3 A），设计了 KD105 (KD106) 器件。所有列出的二极管都可以垂直和水平安装在印刷电路或电路板上，或者简单地安装在引脚上。他们不需要散热器。

来自低功率元件的二极管桥。

如果需要较大的工作电流，则需要使用其他二极管（KD213、KD202、KD203等）。这些器件设计用于在散热器上运行，没有它们它们将承受不超过最大铭牌电流的 10%。因此，您需要选择现成的散热器或使用铜或铝自行制作。

二极管桥的另一种设计。

使用现成的桥式二极管组件KTS405、KVRS等也很方便。它们不需要组装 - 将交流电压施加到相应的输出并消除常数就足够了。

KVRS3510 的组装。

电容容量

电容器的电容取决于负载及其允许的纹波。要准确计算容量，可以在 Internet 上找到公式和在线计算器。为了练习，您可以专注于数字：

在低负载电流（数十毫安）下，电容应为 100..200 uF；
在电流高达 500 mA 时，需要一个 470..560 uF 电容器；
高达 1 A - 1000..1500 uF。

对于更高的电流，电容会成比例地增加。一般的做法是电容越大越好。您可以在任何程度上增加其容量，仅受大小和成本的限制。在电压方面，需要采取一个具有严重余量的电容器。因此，对于 12 伏的整流器，最好采用 25 伏的元件而不是 16 伏的元件。

这些考虑对于不稳定的源是正确的。对于带有容量稳定器的PSU，它可以减少数倍。

输出电压稳定

电源输出端并不总是需要稳定器。所以，如果要配合放音设备使用电源，那么输出必须有稳定的电压。而如果加热元件作为负载，稳定器显然是多余的。为了 LED灯条电源你可以不用最复杂的电源模块，但另一方面，稳定的电压保证了电涌时发光亮度的独立性，延长了 LED 灯的使用寿命。

如果决定安装稳定器，那么最简单的方法是将其组装在专用的 LM7812 芯片 (KR142EN5A) 上。开关电路简单，无需调整。

7812 上的稳定器。

可以将 15 至 35 伏的电压施加到这种稳定器的输入端。必须在输入端安装容量至少为 0.33 微法拉的电容器 C1，在输出端安装至少 0.1 微法拉的电容。如果连接线的长度不超过 7 厘米，滤波器块的电容器通常充当 C1，如果无法保持此长度，则需要安装单独的元件。

芯片 7812 具有过热和短路保护。但她不喜欢输入端的极性反转和向输出端提供外部电压 - 她在这种情况下的生命时间以秒计算。

重要的！ 对于超过 100 mA 的负载电流，必须在散热器上安装集成稳压器！

增加稳压器的输出电流

上述方案允许您以高达 1.5 A 的电流加载稳定器。如果这还不够，您可以使用额外的晶体管为节点供电。

具有 n-p-n 结构晶体管的电路

外部晶体管 n-p-n。

该电路由开发人员推荐，并包含在芯片的数据表中。输出电流不得超过晶体管的最大集电极电流，晶体管必须配备散热器。

P-n-p晶体管电路

如果没有n-p-n结构的半导体三极管，则可以用p-n-p半导体三极管升压稳压器。

外部晶体管 p-n-p。

低功率硅二极管 VD 将 7812 的输出电压提高了 0.6 V，并补偿了晶体管发射结上的电压降。

参数稳定器

如果由于某种原因集成稳压器不可用，您可以在齐纳二极管上运行节点。需要选择稳压为 12 V 并针对适当负载电流而设计的稳压二极管。部分12伏国产和进口稳压二极管的最高电流见表。

齐纳型	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
负载电流	5毫安	0.5A	50毫安	25毫安	5毫安	40毫安
稳压电压	12伏

简单参数稳定器的方案。

电阻值由以下公式计算：

R \u003d (Uin min-Ust) / (In max + Ist min)，其中：

Uin min——最小输入不稳定电压（应至少为1.4 Ust），伏特；
Ust——稳压二极管的稳压电压（参考值），伏特；
In max——最高负载电流；
Ist min - 最小稳定电流（参考值）。

如果没有所需电压的齐纳二极管，它可以由两个串联组成。在这种情况下，总电压应为 12 V（例如，5.6 伏的 D815A 加上 6.8 伏的 D815B 将得到 12.4 V）。

重要的！ 不可能并联齐纳二极管（即使是相同类型的）“以增加稳定电流”！

齐纳二极管不并联。

您可以以相同的方式为参数稳定器加电 - 通过打开外部晶体管。

强大的稳定器方案。

对于强大的晶体管，必须提供散热器。在这种情况下，电源电压将比齐纳二极管的 Ust 小 0.6 V。如有必要，可以通过打开一个硅二极管（或一串二极管）来向上调整输出电压。链中的每个元素都会使 Vout 增加约 0.6 V。

稳压电路由一个齐纳二极管和一个二极管组成。

输出电压调节

如果电源电压必须从零开始调节，那么最佳电路将是一个参数稳定器，并增加了一个可变电阻器。

平滑电压调节。

如果电位器引擎电路断开，连接在晶体管基极和公共线之间的 1 kΩ 电阻器将保护三极管免受故障。当旋转可变电阻的旋钮时，三极管的基极电压会从0到稳压二极管的Ust变化，滞后约0.6伏。应该考虑到，由于使用电位器，节点的参数会变差——移动触点（即使质量很好）的存在将不可避免地降低晶体管基极的电压稳定性。

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如何用节能灯做电源

使用 78XX 系列集成稳压器实现 0 至 12 伏稳压要困难得多。如果 5 到 12 V 的调节范围就足够了，可以使用 7805 芯片，根据电位器电路开启。齐纳二极管的电压应在 7 伏左右（KS168 带或不带二极管，KS175 等）。在电位器滑块的较低位置，GND 引脚连接到公共线，输出为 5 伏。当发动机切换到上输出时，其上的电压将上升到齐纳二极管的Ust，并与微电路的稳定电压相加。

从 5 到 12 伏的平稳调节。

你可以使用LM317芯片。它还具有三个终端，专门用于创建受监管的来源。但是这个稳定器的电压阈值较低，从 1.25 伏开始。网上有很多关于 LM317 的电路可以从零开始调整，但这些电路中有 90% 以上是无法工作的。

标准LM317接线图。

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仪器布局

在所有节点都选好之后，或者对它们将是什么有了一个清晰的想法后，就可以进行设备的布局了。了解设备未来的情况也很重要。可以选择现成的，有材料有技能的可以自己动手。

案例内部节点的布局没有特殊规则。但是最好安排节点，使它们通过串联导体连接，如图所示，并且沿着最短的距离。输出端子最好放置在电源线的对面。最好将电源开关和保险丝固定在设备背面。为了合理利用机箱间空间，部分节点可以垂直安装，但二极管电桥最好水平固定。当垂直安装时，来自下部二极管的热空气对流将在上部元件周围流动并额外加热它们。