以下應(yīng)用筆記討論了采用交流電源實(shí)現(xiàn)3V、3.3V或5V邏輯電源的低成本解決方案。它使用MAX6330并聯(lián)穩(wěn)壓器，可提供高達(dá)50mA的電流，并提供復(fù)位輸出（上電復(fù)位，POR）。

人們通常需要低成本邏輯電源來為“白色家電”產(chǎn)品（如工業(yè)控制器和傳感器）中的MCU和相關(guān)控制電路供電。這些應(yīng)用通常包括 24VAC、115VAC 或更高級(jí)別的交流電源，用于轉(zhuǎn)換為 3.3V 或 5.0V。（以下電路適合包括24VAC的應(yīng)用。通過適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)防措施，它也可以應(yīng)用于雙絕緣白色家電和其他需要邏輯電源進(jìn)行控制或監(jiān)控功能的產(chǎn)品。

從交流電源產(chǎn)生低電流邏輯電平的最簡單方法是將整流和濾波的交流輸入施加到高輸入電壓線性穩(wěn)壓器。但是，即使負(fù)載電流適中，穩(wěn)壓器的功耗也可能相當(dāng)大。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的并聯(lián)穩(wěn)壓器也會(huì)消耗限幅電阻中的顯著功率。開關(guān)穩(wěn)壓器可將功耗降至最低，但對(duì)于成本敏感型設(shè)計(jì)而言，這種類型可能不實(shí)用。

作為替代方案，考慮采用交流耦合方法來降低線性或并聯(lián)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)中的功耗。要將能量傳輸?shù)焦β蕮p耗可忽略不計(jì)的穩(wěn)壓器，請(qǐng)將耦合電容與包含并聯(lián)穩(wěn)壓器和上電復(fù)位的IC結(jié)合使用（圖1）。IC50在3.0V、3.3V和5.0V并聯(lián)電壓版本中具有1mA的最大輸出電流能力，還包括上電復(fù)位（POR）功能。由于IC1是有源分流器（相對(duì)于無源齊納二極管），因此必須在施加交流電壓之前對(duì)其進(jìn)行整流。通常，電容器跟隨整流器，在關(guān)斷周期內(nèi)保持電荷。如圖所示，使用簡單的半波整流器來節(jié)省成本。

圖1.這款 SOT23 IC 采用低成本外部元件，提供上電復(fù)位和高效邏輯顯示的低成本組合。

C1是傳輸電容器，C2存儲(chǔ)能量。D1充當(dāng)半波整流器，D2在負(fù)循環(huán)期間對(duì)傳輸電容放電。R1 限制 C1 放電期間和高壓瞬態(tài)測(cè)試期間（如果適用）的浪涌電流。

一些簡化有助于估算可用輸出電流。假設(shè)二極管中的正向壓降為零，IC穩(wěn)壓器中的分流電壓為零。例如，使用60VRMS幅度（Vpeak = 24.33V）的94Hz正弦輸入，您可以按如下方式計(jì)算：

C1中的峰值電流為

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

= C1ωVpeak.

因此，當(dāng)C1 = 3.0μF，ω= 377.1弧度/秒，V峰值= 33.9V時(shí)，

峰值 = 38.4mA。

C1 中的有效值充電電流 （Irms） 為

因此，對(duì)于T = 16.7ms，Irms = 19.1mA。

通過調(diào)整C1的值，可以將峰值電流水平限制在MAX6330并聯(lián)電流的最大水平（50mA），同時(shí)實(shí)現(xiàn)20mA左右的輸出。C1的額定電壓應(yīng)能夠承受最大輸入電壓。

由于峰值電流限制在Ipeak以內(nèi)，因此幾乎任何小信號(hào)二極管都可以用作半波整流器（D1）。D2在循環(huán)的負(fù)部分放電C1。D2的額定電流取決于V峰值和浪涌限制電阻R50的選定值（1Ω）。D1和D2處的最大反向電壓為（Vshunt + Vdiode）。

C2充當(dāng)存儲(chǔ)電容器，在周期的負(fù)部分保持負(fù)載電流。要計(jì)算其值，請(qǐng)使用基于允許紋波電壓水平 （Vripple） 的以下近似值：

C2 = （加載 × T/2）/Vripple。

當(dāng)電壓波 = 150mV、T/2 = 8.3 毫秒且負(fù)載 = 10mA 時(shí)，

C2 = 550μF。

審核編輯：郭婷