LED驅(qū)動(dòng)電源阻容降壓原理及穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、LED驅(qū)動(dòng)電源阻容降壓原理及穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源電容降壓電源的特點(diǎn)一、 概述電子工程師總是在不斷追求減小設(shè)備體積， 優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期最大限度地降低 設(shè)備成本。其中，減小作為輔助電源的直流穩(wěn)壓電源電路部分的體積， 往往是最 難解決的問(wèn)題之一。普通的線性直流穩(wěn)壓電源電路效率比較低，電源的變壓器體積大，重量重, 成本較咼。開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本高，電源紋波大，RFI和EMI干擾是難以解決的。下文介紹的是一種新穎的電容降壓型直流穩(wěn)壓電源電路這種電路無(wú)電源變壓器，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，具體有：體積小、重量輕、成本低 廉、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)定可靠、高效（可達(dá) 90%以上）等特點(diǎn)。二、電容降壓原理當(dāng)一個(gè)正弦交

2、流電源 U （如220V AC 50HZ ）施加在電容電路上時(shí)，電容 器兩極板上的電荷，極板間的電場(chǎng)都是時(shí)間的函數(shù)。 也就是說(shuō)：電容器上電壓電 流的有效值和幅值同樣遵循歐姆定律。即加在電容上的電壓幅值一定，頻率一定時(shí)，就會(huì)流過(guò)一個(gè)穩(wěn)定的正弦交流 電流ic。容抗越?。娙葜翟酱螅?，流過(guò)電容器的電流越大，在電容器上串聯(lián)一 個(gè)合適的負(fù)載，就能得到一個(gè)降低的電壓源，可經(jīng)過(guò)整流，濾波，穩(wěn)壓輸出。高電容在電路中只是吞吐能量,原理方框圖而不消耗能量，所以電容降壓型電路的效率很O電路由降壓電容，限流，整流濾波和穩(wěn)壓分流等電路組成。1降壓電容：相當(dāng)于普通穩(wěn)壓電路中的降壓變壓器， 直接接入交流電源回路 中，幾乎承

3、受全部的交流電源 U,應(yīng)選用無(wú)極性的金屬膜電容（METALLIZED POLYESTER FILM CAPACITOR2限流電路：在合上電源的瞬間，有可能是U的正或負(fù)半周的峰峰值，此時(shí)瞬間電流會(huì)很大，因此在回路中需串聯(lián)一個(gè)限流電阻，以保證電路的安全3.整流濾波：有半波整流和全波整流，與普通的直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)要 求相同。4.穩(wěn)壓分流：電壓降壓回路中，電流有效值I是穩(wěn)定的，不受負(fù)載電流大小 變化的影響，因此在穩(wěn)壓電路中，要有分流回路，以響應(yīng)負(fù)載電流的大小變化。 四、設(shè)計(jì)勢(shì)實(shí)例1. 橋式全波整流穩(wěn)壓電路：規(guī)格要求：輸出DC電壓12V, DC電流300mA輸入電源220VAC/50HZ市電1)

4、降壓電容C1的選擇：a. C1容值的選擇:電容值取決于負(fù)載電流，負(fù)載電流I確定后,可得：C1 > 1/2 ji fU式中交流電源U值計(jì)算時(shí)取負(fù)10% 即：l=300mA U=220V*(-10%) =198V, f=50H Z,C1> 0.3(2*3.14156*50*198)=4.82uF)電容值只可取大，不可取小，本例電容 C1取值5uF。b. 耐壓值的選擇:要考慮電源正10%勺情況，如本例用市電，C1要選擇250VAC的金屬膜電容。c. 耐瞬間沖擊電流的選擇：金屬膜電容的內(nèi)阻是很低的，允許電容在吞吐能量時(shí)，有大的電流流過(guò)，這 個(gè)電流的大小取決于電容值和它的 du/dt值，此值

5、由電容的結(jié)構(gòu)，金屬膜的類型， 引出線的方式?jīng)Q定的。du/dt值與電容的耐壓值有關(guān)，耐壓越高,du/dt值越大，不同廠家產(chǎn)品du/dt 值也有很大的差別，如耐壓為 250VAC電容值為5uF的金屬膜電容的du/dt值一 般在3 -30之間選擇。在本例中：C仁5uF，du/dt值取3,則C1耐瞬間沖擊電流值為：I=Cdu/dt = 5*3 = 15 (A)2) 限流電阻R1的選擇：先求 C1 的容抗：Xc= 1/2 j fC = 1/(2*3.1416*50*0.000005)=636.36 Q則復(fù)阻抗：|Z| = 638.3 Q （R1取值為47Q）求得電流有效值為：匸U/|Z|=220/638

6、.3344.7mA電阻實(shí)際承受的有效電壓值：UR=344.7mA*4Q = 16.2V求出電阻實(shí)際承受的功率：PR= 16.2V*344.7mA=5.58W（ R1選用線繞電阻器，功 率取7.5W）3）穩(wěn)壓分流電路：穩(wěn)壓管ZD1和T1管E-B結(jié)，R3組成穩(wěn)壓電路，T1,R2組成分流電路。ZD1選用11.3V的穩(wěn)壓管；R3阻值取180Q 1/6W; T1管響應(yīng)負(fù)載電流的大小 變化，負(fù)載電流可在0 300mA內(nèi)變化，T1選用2W勺PNP管,電流放大倍數(shù)200; R2用作負(fù)載電流較小時(shí)，分擔(dān)一部分 T1管的功率，R2取值30Q/3W。2. 半波整流穩(wěn)壓電路：規(guī)格要求：輸出一組24V DC電壓（如提供

7、繼電器工作用），一組 DC電壓 5V （如供微控制器工作或雙向可控硅觸發(fā)電流用），輸出 DC電流60mA輸入電 源 220V/50H乙1）降壓電容C1的選擇：a. 流過(guò)電容C1的電流約是負(fù)載電流的兩倍，即120mA得出：C1> 1/2 ji fU=0.12（2*3.14156*50*198）=1.93（uF）C1的實(shí)際取值2uF。b. 選擇耐壓值為250V AC的金屬膜電容。c. 瞬間沖擊電流值為：I = Cdu/dt = 2*3 = 6 （A）2）限流電阻R1的選擇： 電路的復(fù)阻抗：Xc=1/（2*3.14156*50*0.000002）=1.464K Q|Z|=1.467 K Q （

8、R1 取值 100Q ）求得電流有效值： I = U/|Z| = 220/1.467 = 150mA再求出電阻承受的有效電壓值為：UR= 150mA< 100 = 15V求出電阻實(shí)際承受的功率：PR= 15V< 150mA= 2.25W （R1的功率取3W3）半波整流電路：D1作半波整流用，C2、C3為濾波電容，交流電源U上半周時(shí)，經(jīng)C1、R1 降壓，由D1整流后給電容C2平滑濾波輸出D2的作用：交流電源U下半周時(shí)，降壓電容 C1經(jīng)由D2放電。4）穩(wěn)壓分流：ZD1 、ZD2 R3組成DC24V穩(wěn)壓即分流電路，T1、ZD3和R4組成DC5V穩(wěn)壓 電路。點(diǎn)擊查看：電容降壓全波整流穩(wěn)壓電

9、源電路使用注意事項(xiàng)：1. 這種電路輸出DC電壓與輸入AC電源之間是不隔離的，因此，它用在不 需隔離的電子設(shè)備中，如在一些控制、檢測(cè)、分析電子裝置中，在家用電器等電 子設(shè)備中，特別是在小家電領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)用價(jià)值； 正因?yàn)闆](méi)有隔離，所以應(yīng) 用在需要隔離的電子設(shè)備中不合適。2、金屬膜電容的容量還不能做得很大，因此，這種電路通常用在小功率直 流穩(wěn)壓電源的電子設(shè)備中。1、電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，具有體積小、重量輕，有利于實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的小型 化；2、省去了電源變壓器，對(duì)元器件的要求也不高，成本非常低，有力于降低 電子設(shè)備的成本；3、電容降壓電路是一個(gè)電流源，只需改變基準(zhǔn)電壓元件，就可得到很寬范 圍內(nèi)的任一 DC電壓源；在電源電壓波動(dòng)的情況下如何做到恒流？滿意回答檢舉 | 2013-04-16 17:32恒流電源一般都有一個(gè)反