電容降壓電路計算方法

1、電容降壓電路計算方法   從網(wǎng)上看到很多人在尋求電容降壓電路的計算方法。實際上用電路仿真軟件一下子就可以推理出電容降壓電路的計算方法。以下面的為例，說 一下怎么計算電容降壓電路。    例：在上圖中已知電源v1的電壓為220v頻率為50HZ，求OUT端輸出電壓為17V，電流I為2mA時，降壓電容C1的值為多少？ 【解題猜想】從電路圖中可以看出好像是一個電容和電阻串聯(lián)的電容，先試試用電源電壓V1減去17V得到電容兩端的電壓，得到電容兩端的電壓后除以電流，然后再根據(jù)電容的容抗計算方法得出電容的容量。 仿真波形如下：猜想正確。  實際實驗：一通電，電

2、阻就冒煙了，可見這個電路不實用。試一試改進的電路，圖中的電路多加了電阻R2  電路的計算方法：只不過是多了個并聯(lián)電阻，10150是電容C1和R2的并聯(lián)總阻值。再按照并聯(lián)電路的原理就可以得出電容的容量（這里省略，如不懂，請到振德小學(xué)進修兩年）。得到的仿真結(jié)果也和猜想的結(jié)果一樣。實際實驗：電壓不穩(wěn)定。電阻不會再冒煙，再進行電路改進。結(jié)果如下：  通過不斷的改變C1，R1的值，得到OUT端的電壓等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。電流取值于R1的值（通過實驗得到）。實際實驗時，此電路較以前的電路安全穩(wěn)定。當(dāng)然由于輸出的電壓等于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，所以此電路還可以用來測量未知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。 &#

3、160;  下面的電路最好不要用。電容降壓式電源原理及電路技術(shù)分類： 電源技術(shù)  | 2006-10-08 來源：中國制作將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當(dāng)受體積和成本等因素的限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。  一、電路原理 電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩(wěn)壓二極管，R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應(yīng)用時常常采用的是圖2的所示的電路。當(dāng)需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。 整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電

4、壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發(fā)生很大的波動，這是因為此類電源內(nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應(yīng)用場合。 二、器件選擇 1.電路設(shè)計時，應(yīng)先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容C1向負載提供的電流Io，實際上是流過C1的充放電電流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，則流經(jīng)C1的充、放電電流越大。當(dāng)負載電流Io小于C1的充放電電流時，多余的電流就會流過穩(wěn)壓管，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩(wěn)壓管燒毀. 2.為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。 3.泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內(nèi)泄放掉C1上的

5、電荷。 三、設(shè)計舉例 圖2中，已知C1為0.33F，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。 C1在電路中的容抗Xc為： Xc=1 /（2 f C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K 流過電容器C1的充電電流（Ic）為： Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。 通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關(guān)系可近似認為：C=14.5 I，其中C的容量單位是F，Io的單位是A。 電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應(yīng)用上要特別注意隔離，防止觸電。 電容降壓電路的特點及元器件選擇日期：2006-06-29來源：網(wǎng)絡(luò)收集 

6、 作者：佚名字體：大 中 小      在電子制作時，為了減小體積、降低成本，往往采用電容降壓的方法代替笨重的電源變壓器。采用電容降壓方法如元器件選擇不當(dāng)，不但達不到降壓要求，還有可能造成電路損壞。本文從實際應(yīng)用角度，介紹電容降壓元器件應(yīng)如何進行正確選擇。     最簡單的電容降壓直流供電電路及其等效電路如圖1，C1為降壓電容，一般為0.333.3uF。假設(shè)C1=2uF，其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的導(dǎo)通電阻只有幾歐姆，穩(wěn)壓管VS的動態(tài)電阻為10歐姆左右，限流電阻R1及負載電阻RL一般為1002

7、00，而濾波電容一般為100uF1000uF，其容抗非常小，可以忽略。若用R代表除C1以外所有元器件的等效電阻，可以畫出圖2的交流等效電路。同時滿足了XC1>R的條件,所以可以畫出電壓向量圖。     由于R甚小于XC1，R上的壓降VR也遠小于C1上的壓降，所以VC1與電源電壓V近似相等，即VC1=V。根據(jù)電工原理可知：整流后的直流電流平均值Id,與交流電平均值I的關(guān)系為Id=V/XC1。若C1以uF為單位，則Id為毫安單位，對于22V，50赫茲交流電來說，可得到Id=0.62C1。     由此可以得出以下

8、兩個結(jié)論：（1）在使用電源變壓器作整流電源時，當(dāng)電路中各項參數(shù)確定以后，輸出電壓是恒定的，而輸出電流Id則隨負載增減而變化；（2）使用電容降壓作整流電路時，由于Id=0.62C1,可以看出，Id與C1成正比，即C1確定以后，輸出電流Id是恒定的，而輸出直流電壓卻隨負載電阻RL大小不同在一定范圍內(nèi)變化。RL越小輸出電壓越低，RL越大輸出電壓也越高。     C1取值大小應(yīng)根據(jù)負載電流來選擇，比如負載電路需要9V工作電壓，負載平均電流為75毫安，由于Id=0.62C1，可以算得C1=1.2uF?？紤]到穩(wěn)壓管VD5的的損耗，C1可以取1.5uF，此時電源實際提

9、供的電流為Id=93毫安。     穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負載電路的工作電壓，其穩(wěn)定電流的選擇也非常重要。由于電容降壓電源提供的的是恒定電流，近似為恒流源，因此一般不怕負載短路，但是當(dāng)負載完全開路時，R1及VD5回路中將通過全部的93毫安電流，所以VD5的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取100毫安為宜。由于RL與VD5并聯(lián)，在保證RL取用75毫安工作電流的同時，尚有18毫安電流通過VD5，所以其最小穩(wěn)定電流不得大于18毫安，否則將失去穩(wěn)壓作用。     限流電阻取值不能太大，否則會增加電能損耗，同時也會增加C2的耐壓要求。如果是R

10、1=100歐姆，R1上的壓降為9.3V,則損耗為0.86瓦,可以取100歐姆1瓦的電阻。     濾波電容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亞的選擇.前已述及,負載電壓為9V,R1上的壓降為9.3V,總降壓為18.3V,考慮到留有一定的余量,因此C2耐壓取25V以上為好。采用電容降壓的LED驅(qū)動電路分析采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路由于其具有體積小成本低電流相對恒定等優(yōu)點也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動電路中。圖一 為一個實際的采用電容降壓的LED驅(qū)動電路請注意大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管建議連接上因壓敏電阻或瞬變電壓

11、抑制晶體管能在電壓突變瞬間( 如雷電大用電設(shè)備起動等 )有效地將突變電流泄放從而保護二級關(guān)和其它晶體管它們的響應(yīng)時間一般在微毫秒級 。電路工作原理電容C1的作用為降壓和限流大家都知道電容的特性是通交流隔直流當(dāng)電容連接于交流電路中時其容抗計算公式為XC = 1/2f C式中XC 表示電容的容抗f 表示輸入交流電源的頻率C 表示降壓電容的容量。流過電容降壓電路的電流計算公式為I = U/XC式中 I 表示流過電容的電流U 表示電源電壓XC 表示電容的容抗在220V50Hz的交流電路中當(dāng)負載電壓遠遠小于220V時電流與電容的關(guān)系式為I = 69C 其中電容的單位為uF電流的單位為mA下表為在220V

12、50Hz的交流電路中理論電流與實際測量電流的比較電阻R1為泄放電阻其作用為當(dāng)正弦波在最大峰值時刻被切斷時電容C1上的殘存電荷無法釋放會長久存在在維修時如果人體接觸到C1的金屬部分有強烈的觸電可能而電阻R1的存在能將殘存的電荷泄放掉從而保證人機安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān)一般電容的容量越大殘存的電荷就越多泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下表供設(shè)計時參考D1 D4的作用是整流其作用是將交流電整流為脈動直流電壓。C2C3的作用為濾波其作用是將整流后的脈動直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓壓敏電阻( 或瞬變電壓抑制晶體管 )的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對地泄放掉從而保護LED不被瞬間高壓

13、擊穿。LED串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷? Vf )而定在220V AC電路中最多可以達到80個左右。組件選擇電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值在220V,50Hz的交流電路中時可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。D1 D4 可以選擇IN4007。濾波電容C2C3的耐壓根據(jù)負載電壓而定一般為負載電壓的1.2倍。其電容容量視負載電流的大小而定。下列電路圖為其它形式的電容降壓驅(qū)動電路供設(shè)計時參考圖 二在圖 二 電路中可控硅SCR及R3組成保護電路當(dāng)流過LED的電流大于設(shè)定值時SCR導(dǎo)通一定的角度從而對電路電流進行分流使LED工作于恒流狀態(tài)從而避免LED因瞬間高壓而損壞。圖 三在圖

14、三電路中C1R1壓敏電阻L1R2組成電源初級濾波電路能將輸入瞬間高壓濾除C2R2組成降壓電路C3C4L2及壓敏電阻組成整流后的濾波電路。此電路采用雙重濾波電路能有效地保護LED不被瞬間高壓擊穿損壞。圖四 是一個最簡單的電容降壓應(yīng)用電路電路中利用兩只反并聯(lián)的LED對降壓后的交流電壓進行整流可以廣泛應(yīng)用于夜光燈按鈕指示燈要求不高的位置指示燈等場合電容降壓式電源中電容器的選用及注意事項電子電路 2009-11-01 13:15:36 閱讀243 評論1字號：大中小 將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當(dāng)受體積和成本等因素的限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。一

15、、電路原理 電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩(wěn)壓二極管，R1為關(guān)斷電 源后C1的電荷泄放電阻。在實際應(yīng)用時常常采用的是圖2的所示的電路。當(dāng)需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。 整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發(fā)生很大的波動，這是因為此類電源內(nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應(yīng)用場合。二、器件選擇1. 電路設(shè)計時，應(yīng)先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容C1向負載提供的電流Io，實際上是流過C1的充放電電流 I

16、c。C1容量越大，容抗Xc越小，則流經(jīng)C1的充、放電電流越大。當(dāng)負載電流Io小于C1的充放電電流時，多余的電流就會流過穩(wěn)壓管，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩(wěn)壓管燒毀。2. 為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。3. 泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。三、設(shè)計舉例 圖2中，已知C1為0.33F，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。 C1在電路中的容抗Xc為： Xc=1 /（2 f C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K 流過電容器C1的充電電流（Ic）為： Ic = U / Xc

17、 = 220 / 9.65 = 22mA 通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關(guān)系可近似認為：C=14.5 I，其中C的容量單位是F，Io的單位是A。 電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應(yīng)用上要特別注意隔離，防止觸電四、電容降壓電源原理和計算公式 這一類的電路通常用于低成本取得非隔離的小電流電源。它的輸出電壓通?？稍趲追饺龓资?，取決于所使用的齊納穩(wěn)壓管。所能提供的電流大小正比于限流電容容量。采用半波整流時，每微法電容可得到電流（平均值）為：（國際標(biāo)準單位） I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C =0.44*220*2*3.14*50*C=30000C =3

18、0000*0.000001=0.03A=30mA 如果采用全波整流可得到雙倍的電流（平均值）為： I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C =0.89*220*2*3.14*50*C=60000C =60000*0.000001=0.06A=60mA 一般地，此類電路全波整流雖電流稍大，但是因為浮地，穩(wěn)定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。 使用這種電路時，需要注意以下事項： 1、 未和220V交流高壓隔離，請注意安全，嚴防觸電！ 2、 限流電容須接于火線，耐壓要足夠大（大于400V），并加串防浪涌沖擊兼保險電阻和并放電電阻。 3、 注意齊納管功耗，嚴禁齊納管斷開運行。 采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路由于其具有體積小成本低電流相對恒定等優(yōu)點也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動電路中。 下圖為一個實際的采用電容降壓的LED驅(qū)動電路請注意大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管建議連接上因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶 體管能在電壓突變瞬間( 如雷電大用電設(shè)備起動等 )有效地將突變電流泄放從而保護二級關(guān)和其它晶體管它們的響應(yīng)時間一般在微毫秒級 。 電路工作原理 電容C1的作用為降壓和限流大家都知道電容的特性是通交流隔直流當(dāng)電容連接于交流電路