低成本交流电源

以下应用笔记讨论了采用交流电源实现3V、3.3V或5V逻辑电源的低成本解决方案。它使用MAX6330并联稳压器，可提供高达50mA的电流，并提供复位输出（上电复位，POR）。

人们通常需要低成本逻辑电源来为“白色家电”产品（如工业控制器和传感器）中的MCU和相关控制威廉希尔官方网站 供电。这些应用通常包括 24VAC、115VAC 或更高级别的交流电源，用于转换为 3.3V 或 5.0V。（以下威廉希尔官方网站 适合包括24VAC的应用。通过适当的安全预防措施，它也可以应用于双绝缘白色家电和其他需要逻辑电源进行控制或监控功能的产品。

从交流电源产生低电流逻辑电平的最简单方法是将整流和滤波的交流输入施加到高输入电压线性稳压器。但是，即使负载电流适中，稳压器的功耗也可能相当大。一个标准的并联稳压器也会消耗限幅电阻中的显著功率。开关稳压器可将功耗降至最低，但对于成本敏感型设计而言，这种类型可能不实用。

作为替代方案，考虑采用交流耦合方法来降低线性或并联稳压器设计中的功耗。要将能量传输到功率损耗可忽略不计的稳压器，请将耦合电容与包含并联稳压器和上电复位的IC结合使用（图1）。IC50在3.0V、3.3V和5.0V并联电压版本中具有1mA的最大输出电流能力，还包括上电复位（POR）功能。由于IC1是有源分流器（相对于无源齐纳二极管），因此必须在施加交流电压之前对其进行整流。通常，电容器跟随整流器，在关断周期内保持电荷。如图所示，使用简单的半波整流器来节省成本。

图1.这款 SOT23 IC 采用低成本外部元件，提供上电复位和高效逻辑显示的低成本组合。

C1是传输电容器，C2存储能量。D1充当半波整流器，D2在负循环期间对传输电容放电。R1 限制 C1 放电期间和高压瞬态测试期间（如果适用）的浪涌电流。

一些简化有助于估算可用输出电流。假设二极管中的正向压降为零，IC稳压器中的分流电压为零。例如，使用60VRMS幅度（Vpeak = 24.33V）的94Hz正弦输入，您可以按如下方式计算：

C1中的峰值电流为

Ipeak（C1） = C1（dVs/dt） = C1[Vpeak（dsin（ωt）/dt）] = C1[ωVpeakcos（ωt）]

= C1ωVpeak.

因此，当C1 = 3.0μF，ω= 377.1弧度/秒，V峰值= 33.9V时，

峰值 = 38.4mA。

C1 中的有效值充电电流 （Irms） 为

因此，对于T = 16.7ms，Irms = 19.1mA。

通过调整C1的值，可以将峰值电流水平限制在MAX6330并联电流的最大水平（50mA），同时实现20mA左右的输出。C1的额定电压应能够承受最大输入电压。

由于峰值电流限制在Ipeak以内，因此几乎任何小信号二极管都可以用作半波整流器（D1）。D2在循环的负部分放电C1。D2的额定电流取决于V峰值和浪涌限制电阻R50的选定值（1Ω）。D1和D2处的最大反向电压为（Vshunt + Vdiode）。

C2充当存储电容器，在周期的负部分保持负载电流。要计算其值，请使用基于允许纹波电压水平 （Vripple） 的以下近似值：

C2 = （加载 × T/2）/Vripple。

当电压波 = 150mV、T/2 = 8.3 毫秒且负载 = 10mA 时，

C2 = 550μF。

审核编辑：郭婷