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3.3 元器件插曲之一：变压器
之所以要停下来介绍一些元器件，是给接下来的单片机系统设计铺设一些基础知识。前面我们都在系统学习，殊不知任何电子系统都是由一个个具体的电子元器件组成的。如果对元器件没有深刻的理解，根本谈不上电子系统或单片机系统的设计。由于篇幅有限，本书只简要地对与单片机系统设计有关的元器件知识进行介绍，如果想更全面的学习元器件和电路设计的内容，请参考笔者的《电子设计从零开始》（第2版）。
一切电子电路都靠电源供电而工作。电池作为最常见的电源常使用在手机、MP3播放机等便携设备中。另外一大类电源则是把220V AC（市电）经过处理后，输出低压直流给电路供电。使用这类电源的有计算机、打印机等。
“220V AC”中的“AC”是“alternating current”的缩写，意思是“交流电”。相对的，如果在电压后面标有“DC”，表明是直流电。比如12V DC表示12V的直流电压。
把220V AC转换成低压直流电压的第一步是降压，常使用的元器件是电源变压器（transformer，电路符号
），它专门用于变换交流信号的电压。
如图3-6所示是一个电源变压器的外观，一个正规厂家生产的变压器会在外壳上贴有铭牌，上面会标记该变压器的输入电压（初级管脚）、输出电压（次级管脚）、额定功率、工作频率等信息。如图3-6中的变压器是一个将220V AC（初级）降成9V AC（次级）的电源变压器，其功率为15W。
变压器的外壳一般为金属材料，并预留有两个装配孔供安装、固定变压器时使用。在变压器骨架上会留出初级、次级线圈的引脚供使用时连接。有的变压器其初级、次级线圈在同一侧，有的分别在两侧。如果把初级管脚接到220V AC中，可从次级管脚检测到约9V AC的电压。
图3-6 电源变压器（单绕组）
电源变压器之所以能变换电压，主要利用互感的原理。初级管脚和次级管脚在变压器内部是两组（或两组以上）线圈绕制在各自的骨架上，通过磁导材料将骨架“串”在一起。如果磁导材料使用的是铁氧体磁芯，便称为铁氧体磁芯变压器；如果使用的是铁芯，则称为铁芯变压器。
电源变压器只是变压器的一种。根据工作频率不同，变压器主要分为低频变压器、中频变压器、高频变压器三种。低频变压器又分为电源变压器和音频变压器，中频变压器又分为单调谐式和双调谐式等。收音机中的天线线圈、振荡线圈，以及电视机天线阻抗变换器、行输出等脉冲变压器则属于高频变压器范畴。
变压器一个显著的特点是只对交流信号进行变换，而对直流信号不起作用。所以千万不要闹用变压器去交换直流电压（比如电池）的笑话。
正是这个特点，变压器在电路中的功能主要有三个：传交流隔直流、交流电压变换、阻抗变换。
电源变压器（mains transformer）是最常见的一类变压器（见图3-6），它在电路中实现电压的变换。在当前市场高度繁荣的情况下，只用花10多元就可以买到一个小功率、低压电路所需要的变压器。
选购变压器时需要知道初级线圈和次级线圈的电压。一般初级线圈为220V AC，次级则需要根据实际需要来确定。比如单片机系统常常用5V DC供电，所以变压器可以选择次级线圈相等或略高的，比如6V AC等。
还有一个参数在选购变压器时非常重要——变压器功率。如果某电路的工作电压为5V、工作电流为200mA，则电路的消耗功率 P = VI =5V×200mA=1W，于是选择一个次级5V、额定功率1W以上的电源变压器就可以了。
类似的，为电路设计电源时，可以大致估计一下电路的最大工作电流，用它乘以工作电压就可得到电路的消耗功率。电源的功率，或者说变压器的功率应该比这个功率大，否则电路有可能无法正常工作。
变压器在使用前一定要注意区分好初级和次级管脚（见图3-6），一旦反接，轻则烧断电源保险，重则会使变压器线圈烧毁而彻底损坏。
一般电源变压器在初级上都会标注有“220V”字样，如果没有标注可以按照下面的方法进行分辨：用万用表的电感器测量挡，分别测量变压器的初级、次级线圈。电感大的为初级，应当接入220V。电感小的为次级，是输出端（相对降压变压器而言）。
另外，一般变压器的初级管脚的导线为红色且较粗，次级为黄色、蓝色等且较细。如果没有把握可以在购买时向商家咨询。总之，对初级和次级管脚没有十分的把握时，不应该将其接入电路中。