一種低成本無(wú)變壓器開(kāi)關(guān)電源

本文介紹一種低成本無(wú)變壓器開(kāi)關(guān)型電源。該開(kāi)關(guān)型電源的輸出直流電壓V0=12V，最大負(fù)載電流I=100mA。
電路如圖所示。220V的交流電壓經(jīng)VD2半波整流和電容C2濾波，為功率開(kāi)關(guān)管MOSFET（VT1）的柵極和開(kāi)關(guān)晶體管VT2的集電極提供直流工作電壓。R1、RP與電容C1組成RC移相網(wǎng)絡(luò)。VD3是為電容C1對(duì)地充、放電而設(shè)置的。功率開(kāi)關(guān)MOSFET的導(dǎo)通與關(guān)斷，受小信號(hào)晶體管VT2的控制。在交流電壓VAc的正半周，通過(guò)R1、RP使VT2導(dǎo)通。在VT2導(dǎo)通期間，VT1關(guān)斷。反之，在VT2截止時(shí)，VT1飽和導(dǎo)通。二極管VD1的作用是確保T1只在Vac的正半周的初始階段導(dǎo)通，形成針狀脈沖電流對(duì)大容量濾波電容C3充電。RC移相網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個(gè)移相電壓Vph，而且該電壓以輸入交流電壓Vac跨零交叉點(diǎn)為起點(diǎn)、移相電壓Vph只要達(dá)到VD的門(mén)限電壓，VT2則開(kāi)啟導(dǎo)通，從而使VT1截止，于是對(duì)電容C3的充電終止。VT2關(guān)斷于工頻市電過(guò)零交叉點(diǎn)之后。由于VT1的漏極串接一只整流二極管VD1，故在Vac負(fù)半周不可能對(duì)C3充電。盡管在VT1導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的針狀脈沖電流寬度很窄，也就是說(shuō)對(duì)C3的充電時(shí)間很短，但由于C3的容量非常之大，放電時(shí)間常數(shù)也就很大,C3上的電壓因放電剛開(kāi)始下降或下降不多的情況下，VT1再次導(dǎo)通，又開(kāi)始對(duì)C3充電。因此，在C3兩端可產(chǎn)生比較平滑的直流輸出電壓VO。

在VT1漏極上串聯(lián)的電阻R2，其阻值一般為0.1RL。其作用是用作減小充電電流峰值，并可延長(zhǎng)功率開(kāi)關(guān)MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間。該無(wú)變壓器電源在空載時(shí)輸出電壓最高。本電源只適合于對(duì)電壓穩(wěn)定度要求不高的場(chǎng)合。在負(fù)載變化比較大的情況下，可在其輸出端設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路。
由于這種無(wú)變壓器電源與市電直接連接，沒(méi)有隔離，因此要注意安全，防止觸電。本電源電路簡(jiǎn)單，易于制作。只要元件選取適當(dāng)，焊接后即可工作。