了解电子设计中的交直流变压器

关键的外卖

• 了解什么是交直流变压器

• 学习如何设计交直流变压器

• 探讨交直流变压器的局限性

最近，我把儿子介绍给了《变形金刚》的世界。令人着迷的是，由汽车改装的机器人不仅存活了下来，而且繁荣了几十年。很自然地，他很快就成了擎天柱的粉丝，没过多久，我就被说服订购了一个一模一样的玩具复制品。

看来我儿子对变形金刚的痴迷在不久的将来会让我多花几百美元。在我的工作中，制造另一种类型的变压器——交直流变压器——的知识可以为我节省一些购买现成变压器的钱。

什么是交直流变压器?

典型的交直流变压器。

电子设计中的变压器并不是变形机器人。它是由一个普通的铁芯和至少两根线圈组成的部件。变压器是用电磁感应原理来降压或升压交流电压的。

当你给初级绕组施加交流电压时，能量储存在铁芯中并耦合到次级绕组。根据匝数比的不同，二次绕组将产生相应的交流电压。降压变压器将有更多的初级绕组，升压变压器则相反。

术语交直流变压器是指连接到交流整流电路的变压器。整流电路在增加或减少交流电压后，将交流电压转换为直流电压。

交流到直流变压器是一个简单的解决方案为电子设备供电从交流电源。通常，你会发现交流到直流变压器的形式是一个适配器，插入电源插座。

交直流变压器设计

要制作一个交直流变压器，你首先需要选择一个绕组比正确的变压器。你可以用公式:

一次电压/二次电压=一次匝数/次匝数

您还需要考虑变压器的材料和尺寸，因为它们可能会影响其电流负载额定值。选择一个变压器，可以可靠地转换能量的负载电路。

设计交直流变压器的关键在于变压器本身整流电路．你有两种类型的电路可以选择——半波整流或全波整流。

半波整流包括将一个二极管串联在二次绕组上。其结果是只允许交流电压的正循环通过。

半波整流器的输出，其中只有交流电压的正循环可以通过。

在二次输出端放置一个大容量的电容，使波形均匀，从而产生所需的直流输出。然而，半波整流的效率并不高——很难平滑这样不均匀的输出。

全波整流是一种较好的转换方法交流电压转换成直流电压．这种方法包括将二次交流输出连接到全波二极管桥式整流器。全波整流器不只是截断负循环，而是将负循环翻转为正循环。

全波整流器的输出，是将交流电压转换为直流电压的更好选择，因为它将负循环翻转为正循环。

显然，选择全波整流是更好的选择。在四个二极管的代价下，你将有一个不那么起伏的直流输出，这意味着一个更低的值电容可以用来平滑峰值。全波整流也更有效，因为负循环的能量被转换并传递给负载。

交直流变压器的限制

尽管交直流变压器很简单，但也有局限性。开始时，直流输出电压容易受到一次输入电压波动的影响。因此，将微控制器或集成电路直接连接到交直流变压器从来都不是一个好主意。

交流到直流变压器的效率也很低，因为大部分能量都以热量的形式消散了。变形金刚造价昂贵，在设计中占据太多空间。尽管如此，当批量生产时，交直流变压器可能是一种经济的通用解决方案。

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