幾個最簡單實用的電容降壓原理分析

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯幾個最簡單實用的電容降壓原理分析 將溝通市電轉換為低壓直流的常規(guī)方法是采納變壓器降壓后再整流濾波,當受體積和成本等因素的限制時,最簡潔有用的方法就是采納電容降壓式電源. 采納電容降壓時應留意以下幾點: 1 依據負載的電流大小和溝通電的工作頻率選取適當的電容,而不是依據負載的電壓和功率.2 限流電容必需采納無極性電容,肯定不能采納電解電容.而且電容的耐壓須在400V以上.最抱負的電容為鐵殼油浸電容.3 電容降壓不能用于大功率條件,由于擔心全.4 電容降壓不適合動態(tài)負載條件.5 同樣,電容降壓不適合容性和感性負載.6 當需要直流工作時,盡量采納半波整流.不建議采

2、納橋式整流.而且要滿意恒定負載的條件. 電路一, 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。所能供應的電流大小正比于限流電容容量。采納半波整流時，每微法電容可得到電流（平均值）為：（國際標準單位） I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C =0.44*220*2*3.14*50*C=30000C =30000*0.000001=0.03A=30mA 假如采納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*5

3、0*C=60000C =60000*0.000001=0.06A=60mA 一般地，此類電路全波整流雖電流稍大，但是由于浮地，穩(wěn)定性和平安性要比半波整流型更差，所以用的更少。 使用這種電路時，需要留意以下事項： 1、未和220V溝通高壓隔離，請留意平安，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、留意齊納管功耗，嚴禁齊納管斷開運行。 電路二, 最簡潔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C1=2uF，其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的導通電阻只有幾歐姆

4、，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100200，而濾波電容一般為100uF1000uF，其容抗特別小，可以忽視。若用R代表除C1以外全部元器件的等效電阻，可以畫出圖的溝通等效電路。同時滿意了XC1R的條件,所以可以畫出電壓向量由于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。依據電工原理可知：整流后的直流電流平均值Id,與溝通電平均值I的關系為Id=V/XC1。若C1以uF為單位，則Id為毫安單位，對于22V，50赫茲溝通電來說，可得到Id=0.62C1。 由此可以得出以下兩個結論：（1）在使用電源變壓器作

5、整流電源時，當電路中各項參數確定以后，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大小不同在肯定范圍內變化。RL越小輸出電壓越低，RL越大輸出電壓也越高。C1取值大小應依據負載電流來選擇，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。考慮到穩(wěn)壓管VD5的的損耗，C1可以取1.5uF，此時電源實際供應的電流為Id=93毫安。 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應等于負載電路的工作電壓，其穩(wěn)定電流的選擇

6、也特別重要。由于電容降壓電源供應的的是恒定電流，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)定電流應當取100毫安為宜。由于RL與VD5并聯，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。假如是R1=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,但要留意其耐亞的選擇.前已述及,負載電壓為9V,R

7、1上的壓降為9.3V,總降壓為18.3V,考慮到留有肯定的余量,因此C2耐壓取25V以上為好。 電路三, 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 供應放電 回路，D3 是穩(wěn)壓二極管R1 為關斷電源后C1 的電荷泄放電阻。在實際應用時經常采納的是圖-2的所示的電路。當需要向負載供應較大的電流時，可采納圖-3 所示的橋式整流電路。整流后未經穩(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，這是由于此類電源內阻很大的原因所致，故不適合大電流供電的應用場合。 器件選擇 1.電路設計時，應先測定負載電流的精確值，然后參考示例來選擇降壓電容

8、器的容量。由于通過降壓電容C1 向負載供應的電流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C1 的充、放電電流越大。當負載電流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*工作，其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。3.泄放電阻R1 的選擇必需保證在要求的時間內泄放掉C1 上的電荷。設計舉例圖-2 中，已知C1 為0.33F，溝通輸入為220V/50Hz，求電路能供應負載的最大電流。C1 在電路中的容抗Xc 為：Xc=1 /（2 f C）= 1/（2*3.14*

9、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，在應用上要特殊留意隔離，防止觸電。 整流后未經穩(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,這是由于此類電源內阻很大的原因所致,故不適合大電流供電的應用場合. 電容降壓式電源是一種非隔離電源,在應用上要特殊留意隔離,防止觸電 電容降壓的工作原理并不簡單.他的工作原理是利用電容在肯

10、定的溝通信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流.例如,在50Hz的工頻條件下,一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆.當220V的溝通電壓加在電容器的兩端,則流過電容的最大電流約為70mA.雖然流過電容的電流有70mA,但在電容器上并不產生功耗,應為假如電容是一個抱負電容,則流過電容的電流為虛部電流,它所作的功為無功功率.依據這個特點,我們假如在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性元件,則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性.例如,我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯,在接到220V/50Hz的溝通電壓上,燈泡被點亮,發(fā)出正常的亮度而不會被燒毀.由于110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA,它與1uF電容