迄今為止，脈衝電壓源很普遍。在傳統的變壓器電路之前，它們在能效和質量指標方面具有顯著優勢。人們相信，當負載電流超過 5 安培時，它們具有不可否認的優勢。但它們也有缺點，例如對電源和負載產生射頻干擾。家庭組裝的主要障礙是電路的複雜性和製作繞組零件的特殊技能的需要。因此，對於普通的家庭雜工來說，最好使用市電降壓變壓器按照通常的原理製作電源。

使用電壓源的地方

這種PSU在家庭中的應用範圍很廣：

為低壓燈供電；
可充電電池充電；
音頻播放設備的電源。

以及需要 12 伏恆定電壓的許多其他用途。

變壓器電源示意圖

電源示意圖。

從 220 V 網絡運行的 12 V 電源示意圖，由以下節點組成：

降壓變壓器。.它由鐵、初級和次級（可以有幾個）繞組組成。在不討論工作原理的情況下，應該注意輸出電壓取決於初級 (n1) 和次級 (n2) 繞組的比率。要獲得 12 伏電壓，次級繞組的匝數必須比初級繞組少 220/12=18.3 倍。
整流器.最常以兩個半週期電路（二極管橋）的形式製成。將交流電壓轉換為脈動電壓。電流在同一方向上每週期兩次通過負載。
半週期整流器的操作。
篩選.將脈動電壓轉換為直流電壓。它在施加電壓的時刻充電，並在暫停時放電。它由一個大容量的氧化物電容器組成，其中通常包括一個容量約為 1 µF 的陶瓷電容器。要了解對這種附加元件的需求，有必要記住氧化物電容器是以捲成一卷的箔條的形式排列的。該卷具有寄生電感，會顯著降低高頻噪聲過濾的質量。為此，包括一個附加的高頻脈衝短路電容器。
具有氧化物和附加電容器的等效濾波電路。
穩定劑.可能不在場。下面討論簡單但有效的組裝方案。

在以下部分中，將討論選擇和計算 12 伏直流電壓源的每個元件的過程。

變壓器選擇

要獲得合適的變壓器，有兩種方法是可能的。自己製作降壓單元或選擇合適的工廠組裝變壓器。無論哪種情況，您都應該記住：

在變壓器降壓繞組的輸出端測量電壓時，電壓表會顯示有效電壓（小於幅值電壓的1.4倍）；
在濾波電容空載直流電壓將大約等於幅值電壓（他們說電容電壓“上升”1.4倍）；
如果沒有穩壓器，那麼在負載下，電容器上的電壓會根據電流下降；
對於穩定器操作，輸入電壓超過輸出電壓是必要的，它們的比率限制了整個電源單元的效率。

從最後兩點可以看出，對於 PSU 的正常運行，變壓器電壓必須超過 12 V。

變壓器的獨立繞組

自製電力變壓器的完整計算和製造複雜、耗時，並且需要工具和技能。因此，我們將考慮一種簡化的方法 - 選擇合適的鐵單元並將其轉換為 12 V。

如果有現成的變壓器，但沒有它的接線圖，就需要用測試儀調用它的繞組。電阻最高的繞組很可能是電源繞組。必須拆除其他繞組。

接下來，您應該測量鐵組的厚度 b 和中心板的寬度 a 並將它們相乘。您將得到核心的橫截面積 S=a*b（以 sq.cm. 為單位）。這決定了變壓器的功率P=.接下來，計算可以從電壓為 12 伏的繞組中汲取的最大電流（以安培為單位）：I=P/12。

確定核心區域。

然後根據公式 n=50/S 計算每伏的匝數。對於 12 伏電壓，您應該繞 12*n 匝，並為銅和穩定器的損耗留出約 20% 的儲備。而如果沒有穩壓器，那麼負載下的電壓就會下降。最後一步是根據圖表選擇繞組線的橫截面，電流密度為 2-3 ma/sq.mm。

銅線選擇。

例如，有一個變壓器，初級繞組為220V，一組鐵厚3.5厘米，中舌寬2.5厘米。所以 S=2.5*3.5=8.75 和變壓器功率 = 3 W（大約）。然後在 12 伏時的最大可能電流 I=P/U=3/12=0.25 A。對於繞組，您可以選擇直徑為 0,35...0,4 平方毫米的導線。對於 1 伏，有 50/8,75=5,7 匝，您需要纏繞 12*5,7=33 匝。與儲備 - 大約 40 轉。

成品變壓器的選擇

如果有現成的變壓器，其次級繞組適合電流和電壓，您可以嘗試選擇現成的變壓器。例如，在TPP系列中，有二次電壓接近12伏的合適產品。

變壓器	次級繞組輸出的名稱	電壓，V	允許電流，А
TPP48	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	13,8	0,27
TPP209	11-12, 13-15	11,5	0,0236
TPP216	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	11,5	0,072

這種解決方案的優點是工廠設計的勞動強度和可靠性最小。減號 - 變壓器包含其他繞組，總功率是針對它們的負載計算的。因此，這種變壓器將在重量和尺寸方面有所損失。

選擇二極管和製作整流器

根據三個參數選擇整流器中的二極管：

最高允許正向電壓；
最高反向電壓；
最高工作電流。

根據前兩個參數，90% 的可用半導體器件都適合在 12 伏電路中工作，主要根據最大連續允許電流進行選擇。這個參數也決定了二極管本體的設計和整流器的製作方式。

如果負載電流不會超過1A，可以使用國外和國產的單安級二極管：

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

KD105 (KD106) 器件專為較小的電流（高達 0.3 A）而設計。所有列出的二極管都可以垂直或水平安裝在 PCB 或安裝板上，或僅安裝在引腳上。他們不需要散熱器。

低功率元件的二極管橋。

如果需要高工作電流，則應使用其他二極管（KD213、KD202、KD203 等）。這些器件設計用於在散熱器上運行，沒有它們它們將承受不超過最大額定電流的 10%。因此，有必要拿起現成的散熱器或用銅或鋁自己製作。

另一種二極管電橋設計。

使用現成的橋式二極管組件 KTs405、KVRS 或類似產品也很方便。您不必組裝它們，只需將交流電壓連接到相應的引腳並移除直流電壓即可。

KVRS3510 組裝。

電容容量

電容器容量取決於負載及其允許的紋波。網上有公式和在線計算器可以準確計算電容。對於練習，您可以按以下數字進行：

對於小負載電流（數十毫安），電容應為 100...200 μF；
在電流高達 500 mA 時，需要 470...560 uF 電容器；
高達 1 A - 1000...1500 uF。

對於更高的電流，電容會成比例地增加。一般的做法是電容越大越好。您可以將其容量增加到任何限制，僅受大小和成本的限制。在電壓方面，需要認真儲備的電容器。例如，對於 12 伏的整流器，最好採用 25 伏的元件而不是 16 伏的元件。

這種推理對於非穩定源是正確的。如果你有一個帶穩壓器的 PSU，電容可以減少很多倍。

穩定輸出電壓

並不總是需要調節電源的輸出。例如，如果您打算將 PSU 與音頻設備一起使用，則輸出端必須有穩定的電壓。但是，如果將加熱器用作負載，則顯然不需要穩定器。為了 LED燈條可以不使用最複雜的 PSU 模塊，但另一方面，穩定的電壓確保了在網絡波動時亮度的獨立性，並延長了 LED 照明的壽命。

如果決定安裝穩壓器，最簡單的方法是將其組裝在專用的 LM7812 芯片 (KR142EN5A) 上。電路簡單，不需要任何調整。

7812 上的穩定器。

您可以為此類穩壓器的輸入提供 15 至 35 伏的電壓。應在輸入端安裝容量至少為 0.33 μF 的電容器 C1，在輸出端安裝至少 0.1 μF 的電容。由於 C1 通常充當濾波單元的電容器，如果連接線的長度不超過 7 厘米。如果無法保持這樣的長度，則必須安裝單獨的元件。

7812 芯片具有過熱和短路保護。但它不喜歡輸入端的極性反轉和輸出端的外部電壓——它在這種情況下的壽命以秒為單位。

重要的！ 對於超過 100 mA 的負載電流，必須在散熱器上安裝穩壓器！

增加穩壓器的輸出電流

給定的方案允許以高達 1.5 A 的電流加載 AVR。如果這還不夠，您可以使用額外的晶體管為節點充電。

具有 n-p-n 晶體管的方案

外部 n-p-n 晶體管。

該電路由設計人員推薦，並包含在芯片的數據表中。輸出電流不得超過晶體管的最大集電極電流，晶體管必須配備散熱片。

具有 p-n-p 晶體管的電路

如果缺少 n-n-p 結構的半導體三極管，您可以用 p-n-p 結構的半導體三極管對穩定器進行充電。

外部 p-n-p 晶體管。

一個低功率矽二極管 VD 將 7812 的輸出電壓提高了 0.6 V，並補償了晶體管發射結上的電壓降。

參數調節器

如果由於某種原因集成調節器不可用，您可以在調節器上創建一個節點。需要選擇穩壓為 12 V 並針對相應負載電流而設計的穩壓器。下表給出了一些 12 V 國產和進口穩壓器的最大電流。

穩壓二極管型	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
負載電流	5毫安	0,5 А	50毫安	25毫安	5毫安	40毫安
穩壓電壓	12伏

簡單參數穩定器的示意圖。

電阻器的額定值由以下公式計算：

R= (Uin min-Ust)/(In max+Ist min)，其中：

Uin min - 最小輸入不穩定電壓（不應小於 1,4 Ust），伏特；
Ust——穩壓器的穩壓（參考值），伏特；
In max——最大負載電流；
Ist min - 最小穩定電流（參考值）。

如果沒有所需電壓的穩壓器，它可以由兩個串聯組成。總電壓應為 12 伏（例如，5.6 伏的 D815A 加上 6.8 伏的 D815B 將得到 12.4 伏）。

重要的！ 不允許將穩定器（即使是同一類型的）並聯“以增加穩定電流”！

穩定器不並聯。

您可以通過連接外部晶體管以同樣的方式為參數 AVR 充電。

電源穩定器的方案。

應為功率晶體管提供散熱器。在這種情況下，電源電壓將比穩定器的 Ust 低 0.6 V。如有必要，可以通過包括一個矽二極管（或二極管鏈）來向上調整輸出電壓。鏈中的每個元素都會將 U out 增加約 0.6 V。

帶有定子和二極管的調節器示意圖。

調節輸出電壓

如果電源的電壓需要從零開始調節，則添加可變電阻的參數調節器是最佳方案。

平滑電壓控制。

如果電位器滑塊電路斷開，晶體管基極和公共線之間的 1k 歐姆電阻將保護三極管免受故障。當您轉動可變電阻的旋鈕時，晶體管基極的電壓將從 0 變為 Ust 穩定器，滯後約 0.6 伏。應該記住，由於使用電位器，節點的參數會變差 - 移動觸點（即使是質量好的觸點）的存在將不可避免地降低晶體管基極電壓的穩定性。

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如何用節能燈做電源

使用 78XX 系列集成穩壓器實現 0 至 12 伏的電路穩壓要困難得多。如果您有足夠的 5 到 12 伏的調節範圍，您可以使用 7805 芯片並將其連接到電位器電路。穩壓管應為 7 伏左右（帶或不帶二極管的 KC168、KC175 等）。在電位器滑塊的較低位置，GND 引腳連接到公共線，輸出為 5 伏。當滑塊移到上部引腳時，其上的電壓將上升到穩定器的 Ust 並增加微電路的穩定電壓。

它將在 5 到 12 伏之間平穩調節。

您可以使用 LM317 芯片。它還具有三個引腳，專門設計用於創建受監管的來源。但該穩壓器的電壓閾值較低，從 1.25 伏開始。互聯網上有許多零調節的 LM317 電路，但其中 90% 以上的電路無法運行。

一個標準的LM317電路。

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設備佈局

當所有的部件都選好或者你清楚地知道它們是什麼時，你就可以開始組裝電路了。了解設備未來的外殼也很重要。你可以拿起現成的，如果你有材料和技能，你可以自己做。

機箱內節點的佈局沒有特殊的規則。但是最好安排節點，使它們通過串聯的導線連接，如圖所示，並且距離盡可能短。最好將輸出端子放置在與電源線相對的一側。電源開關和保險絲最好放在設備的背面。為了合理利用外殼之間的空間，部分節點可以垂直安裝，但二極管電橋最好水平固定。如果垂直安裝，來自下部二極管的熱空氣對流將在上部元件周圍流動並額外加熱它們。