怎样将120VAC电源整流和调节到稳定的9VDC

步骤1：理论

大多数消费类电子产品将交流电源调节为直流。有些人有一个黑色的笨拙的大墙疣，这很难看，几乎不可能在不占用两个或三个插槽的情况下将多个插头插入配电盘。其他人具有内置的转换电路。该设备重量的很大一部分实际上是变压器本身，通常由几块钢板夹在中间，然后将它们粘合在一起，再由两个或更多个带涂层的铜线绕组制成。每个绕组可以是几匝到几千匝的任何位置。绕组的数量决定了您将获得多少电压变化。当电流通过一个绕组（或线圈）时，会产生磁场，并沿绕组轴形成磁极。如果另一个线圈沿着同一轴放置在附近，磁场将在第二个线圈中感应出电流，从而产生电压。在两者之间增加一个导磁芯，可以大大提高效果，减少损耗。由于这两个绕组都是用绝缘线制成的，因此您可以将一个绕组包裹在另一个绕组上，两个绕组都包裹在铁芯上。这非常有效且节省空间，特别是因为您可以添加多个单独的绕组以获取所需的任何电压。电脑电源可以做到这一点。唯一的问题是输出始终为交流电，因为要使磁耦合正常工作，磁场必须改变极性。做到这一点的唯一方法是使用交流电流，该电流在50-60Hz的正负电压之间切换。为了使电子电路正常工作，我们必须将降压后的AC电压转换为平坦，稳定的DC电压。

那就是桥式整流器，在这种情况下是全波整流器。我们可以用单独的分立二极管制成，也可以使用专门制造的二极管。想法是，我们将交流负脉冲切换为正脉冲，然后将已经为正的脉冲保留在那里。由于二极管的电压要求，会有一些电压损失，但是这是最小的，如果您为此计划，它根本不会影响结果。最终结果是脉冲直流电压，从0到120Hz的最大电压。我们在“ +”和“-”端子之间使用电容器来消除纹波。当电压从0上升到最大值时，电容器充电。当电压开始下降时，电容器通过电路放电，但速率要慢得多，实际上是在电源下降到0时又保持上升的同时保持电压上升。一旦电压上升到电容器电压所在的位置，它将对电容器充电并再次激增回最大值。较大的电容器将使电压保持更长的时间，因此波动较小。只要纹波不低于某个值，例如+ 12VDC，我们可以使用它为稳压器供电，该稳压器只需将摆动的输入电压稳定在特定的输出电压即可。在这里，全波整流器比半波整流器好，因为高脉冲和低脉冲之间的时间更短，从而导致输出更稳定。

显示了使用中心抽头变压器进行全波整流的原理图。如果您有兴趣，可以进行半波整流。对于本Instruction的其余部分，我将使用图1中所示的全波示意图的变体。

有关更彻底和更好的说明，请参阅Wikipedia上的整流器，二极管电桥，变压器和电压调节器文章。

第2步：实用设计

为此，您只需要几个部分电路。我会尽可能地挽救零件，因此您甚至可以从板上已经内置的东西挽救整个AC/DC转换电路。交流电源线连接的变压器侧为初级绕组侧。次级绕组侧将连接到桥式整流器。插入电源线后，请使用万用表仔细检查次级引脚上的输出电压。读数应为电源电压的1/10至1/5，在美国为12-24VAC。使用220VAC电源，您将需要一个降压比为10：1的变压器，因为大多数稳压器不能处理超过35VDC的输入。另外，请注意电路的电源要求。变压器确实有电流限制，并且只有在连接了适当的散热器时，稳压器通常最多只能提供1安培的电流。如果不确定，保险丝是一件好事。

零件：

-1变压器。如果您需要购买它，则可以使用它，但是它们几乎存在于您使用的所有物品中，因此您应该可以轻松找到并挽救它。

-5个二极管。 1N4001、1N4004、1N4007都可以正常工作。您可以用其中的4个代替专用的桥式整流器，但是您需要第5个对调节器输出进行反向偏置。

-4个电容器。 2 220-470uF电解，2 100nF陶瓷盘。检查并确保电容器上的额定电压高于它们将要承受的电压。如果二极管桥的输出为+ 30VDC，而您的电容器的额定值为+ 25VDC，那么您将遇到问题。如果您的脸部附近或附近没有施加太多电压，电容器将爆炸。

-1 78XX稳压器。我在此版本中使用7805。您可以通过几种输出电压获得它们，例如+ 5VDC（7805），+ 9VDC（7809），+ 12VDC（7812）等。79XX系列稳压器相似，但提供负电压，即7909输出-9VDC。确保变压器的输出至少保持高于稳压器输出电平2V的电压，因为它将稳压至所需的输出电压。 （78XX数据表）

-根据需要连接的电线

-如果稳压器提供大电流或您的输入电压明显高于输出电压，则连接散热器。有关更多信息，请阅读此内容。

工具：

-用于原型制作和测试的无焊面包板

-烙铁和焊锡

-印刷电路板（PCB）《-》剪钳/剥线钳

步骤3：构建和测试

这是一个非常简单的电路。我提供了两个面包板图像，它们显示相同的内容，但是其中一些图像可能比其他图像更容易理解。

图像3和4是o型图像，用于显示电路中发生的事情。变压器降低交流电压后，二极管桥产生直流信号，但会有一些严重的波动。图4显示了为什么我们添加平滑电容器。该图像是使用较小的电容器拍摄的，因此我可以突出显示电容器对信号的影响。零件清单中的盖子几乎呈扁平线，因此很难看到。图5显示了+ 4.8VDC时的最终调节DC电压。 7805的数据表显示4.75-5.25VDC是正常的，因此我们完全符合规格。

仅此而已。只要您知道什么在哪里，就不会有任何问题。记住要慢一点，并在插入任何东西之前仔细检查您的连接。最重要的是，请务必小心！

责任编辑：wv