如果負(fù)載電流只有幾十毫安，就無需使用大型、昂貴且笨重的變壓器即可將輸入交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。沒有變壓器的替代方案也更便宜、更輕，并且占用空間更小。無變壓器電源分為兩類：電容式和電阻式，具體取決于電路類型。現(xiàn)在我們將研究每種電路類型的特性、如何評估所涉及電子元件的功率以及應(yīng)采取哪些安全預(yù)防措施。

無變壓器電容式電源

圖 1 顯示了無變壓器電容式電源的原理圖。下面提供了可用于確定所需元件值的公式。交流電源電壓的線和中性線分別用 L 和 N 表示，而輸出電壓和電流分別用 V OUT和 I OUT表示。電阻器 R1 和 C1 的電抗都用于降低浪涌電流，浪涌電流可能會導(dǎo)致元件損壞。D2 是典型的硅二極管，其任務(wù)是整流交流電壓，而 D1 是齊納二極管，可提供穩(wěn)定的參考電壓。

圖 1：電容式無變壓器電源（圖片：Microchip）

只要輸出電流 IOUT小于 或等于輸入電流 IIN ，負(fù)載上的電壓就保持恒定，輸入電流IIN的值可以通過以下公式計算：

其中 V Z 是齊納電壓， V RMS 是輸入交流電壓的 RMS 值， f是其頻率。I IN的 值 應(yīng)與負(fù)載功率需求相匹配，而其值則應(yīng)用于為每個組件選擇正確的功率額定值。輸出電壓 V OUT 可按以下公式計算：

低功率無變壓器電源的設(shè)計其中 V D 是 D 2上的正向偏置電壓 （對于普通硅二極管，為 0.6–0.7 V）。至于 R 1，建議選擇一個功率至少為理論值 P R1兩倍的組件 ，如下所示：

電容器 C 1（此類電路的名稱由此而來）的電壓應(yīng)至少為交流電源電壓的兩倍（例如，美國的 250 V）。二極管 D 1 的 功率應(yīng)至少為理論值的兩倍，理論值由以下公式給出：二極管D 2

的功率也是如此 ，此時可以使用恒定電壓值 0.7 V 代替 V Z。對于 C 2，通常使用電解電容器，其電壓至少為 V Z的兩倍。

與基于變壓器的解決方案相比，電容式解決方案的主要優(yōu)勢在于尺寸、重量和成本的降低。與下一段中介紹的電阻式解決方案相比，此電路可讓您獲得更高的效率。缺點是缺乏與交流輸入電壓的隔離，并且成本高于電阻式解決方案。

無變壓器電阻電源

同樣，在無變壓器電阻電源中， 只要電流 I OUT 小于或等于輸入電流 I IN ，輸出電壓V OUT就會保持恒定。然而，不同之處在于，現(xiàn)在浪涌電流限制僅由電阻器R 1執(zhí)行。輸出電壓 V OUT 可以使用與電容電源相同的公式來計算，而輸入電流 I IN 現(xiàn)在可以通過應(yīng)用以下公式獲得：

與前一種情況一樣，所選元件的功率值必須至少為理論功率值的兩倍，理論功率值可通過應(yīng)用歐姆定律計算得出（ 電阻 R 1的P = R × I 2 ， 二極管 D 1 和 D 2的 P = V × I ） 。電解電容器 C 2 的 尺寸必須與電容情況相同。

與基于變壓器的電路相比，電阻電源具有尺寸小、重量輕的優(yōu)點，是的解決方案。但即使在這種情況下，它也沒有與交流電源隔離，效率也低于電容方案。