用于輕負(fù)載應(yīng)用的電容壓降離線電源使一切變得簡(jiǎn)單

　　諸如電子儀表的低功耗應(yīng)用經(jīng)常需要一款簡(jiǎn)單的離線電源，其中的3.3V為一個(gè)微控制器供電，并且將一個(gè)鋰離子電池的電壓充電至4.2V。你可以用電源頻率電力變壓器或者使用復(fù)雜的AC/DC離線電源來實(shí)現(xiàn)這一功能。這兩種方法都有廣為人知的重量、尺寸和/或復(fù)雜程度方面的缺點(diǎn)。另外兩個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的選擇是全波和半波電容壓降電路。

　　圖1：基本全波電路原理圖

　　前端是眾所周知的“電容壓降器”或“電容壓降”。這個(gè)電路的全波和半波實(shí)現(xiàn)方式的思路，是將線路電容器，C1，用作一個(gè)無損耗電阻，而電容器的電抗將設(shè)定最大電流，此最大電流可作為DC/DC穩(wěn)壓器的輸入。齊納二極管將DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓限制在無負(fù)載條件以下，從而將電源電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)中間DC電壓軌 (VDC)。DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓 (VDC= VIN) 被設(shè)定為相對(duì)比較高的值，這樣的話，電容壓降所需的電流可以保持在較低的水平上。然后，通過使用一個(gè)寬VIN降壓穩(wěn)壓器，你可以將中間未經(jīng)穩(wěn)壓DC電壓軌 (VDC) 降壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需要的經(jīng)穩(wěn)壓DC電壓。

　　可用TI的LMR14006，LMR16006和LM46000降壓穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)高降壓比，從而實(shí)現(xiàn)較低的穩(wěn)壓器輸入電流。這讓你能夠使用電容值更小的C1，使汲取自電網(wǎng)的表現(xiàn)功率更低。由于對(duì)最大表現(xiàn)功率的嚴(yán)格控制，諸如智能電網(wǎng)電子電表的應(yīng)用可以得益于這一特性;典型最大值被限制在8VA。

　　圖2：基本半波電路原理圖

　　圖2顯示的是用半波電容壓降電路的實(shí)現(xiàn)方式。由于半波電路不考慮線路電壓的負(fù)周期，這將使傳送到寬VIN降壓的電流要低于傳遞到全波電路的電流。因此，對(duì)于電池充電等應(yīng)用(更快速充電要求DC/DC穩(wěn)壓器提供相對(duì)較高的負(fù)載電流)，全波電路更加合適。在圖1中，全波電路原理圖顯示的是橋式整理器的實(shí)現(xiàn)方式。

　　這些電路的最大優(yōu)勢(shì)在于它們的大小。近些年，智能電子電表的尺寸在不斷縮小，這使得電路板空間十分有限。要嘗試和安裝一個(gè)更加傳統(tǒng)的AC/DC電路，不但需要增加PCB面積，而且也是十分復(fù)雜的。而電路板面積的增加也直接與成本相關(guān)。電容壓降電路具有高很多的成本有效性，這是因?yàn)镃1電容器是唯一一個(gè)需要以AC電壓為額定電壓的組件。

　　雖然這些電路易于配置，在創(chuàng)建工作臺(tái)原型機(jī)和添加適當(dāng)?shù)臑V波和保護(hù)電路時(shí)，你還是應(yīng)當(dāng)十分小心，以避免有可能出現(xiàn)的致命傷害。