阻容降壓原理及電路?
一、電路原理圖?
基本電路如圖1,C1為降壓電容器,VD1在市電的負半周時給C1提供放電回路,VD2為半波整流二極管,VD3為穩壓二極管,R1為斷電后C1的泄流電阻。????
在實際應用中也可以采用圖2所示電路圖。如果需要向負載提供較大的電流,可采用橋式整流電路如圖3所示。?
一般整流后未經過穩壓的直流電壓會高于30伏,并且會因負載電流的變化發生比較大的波動,這主要是因為這種電源內阻很大,所以這種電路并不適合大電流供電的場合。
電阻電容降壓電路,是我們常用的常見的供電方式之一,它的工作原理并不復雜,就是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流,從而達到降壓的目的。
阻容降壓電路以設計簡單,成本低。體積小,裝配方便。廣泛應用在小家電面板控制、小功率LED、酒店門控、電表等領域,一般這種設計只適合于小功率和小電流的負載(建議《100mA)。如電風扇、暖奶器、酸奶機、煮蛋器、拉發器等等。
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220V50Hz的交流電壓加在電容器的兩端,則流過電容的最大電流約為70mA。,電容的電流計算公式=2*3.14*f*C*U, 例如:1微法的電容 根據公式計算可知電流大約為69MA;容抗=1/(2*π*f*c),例如:1微法的電容的容抗=1/(2*3.14*50*0.000001)=3185。
根據公式算得容抗和電流
但在電容器上并不產生功耗,因為如果電容是一個理想電容,則流過電容的電流為虛部電流,它所作的功為無功功率。根據這個特點,我們如果在一個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。
阻容降壓半波整流
電路設計時,應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壓管,若穩壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩壓管燒毀。所以穩壓管的穩定電流的選擇也非常重要,穩壓管的最大穩定電流應該取比通過電容電流大一些為宜,穩壓管的穩壓值應等于負載電路的工作電壓。
阻容降壓全波整流
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,但是當負載完全開路時,限流電阻及穩壓管回路中將通過全部的電流。
采用電容降壓時應注意以下幾點:
1 根據負載的電流大小和交流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。(因為電容降壓電源提供的的是恒定電流)。
2 限流電容必須采用無極性電容,絕對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。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 電容降壓不能用于大功率條件,因為不安全。 (這一類的電路通常用于低成本取得非隔離的小電流電源)
4 電容降壓不適合動態負載條件(動態是不穩定的,負載時大時小,靜態負載是較穩定的,變化不太大或無變化。)。
5 同樣,電容降壓不適合容性和感性負載。(底板帶電的問題,這是個安全隱患;容性和感性負載都是瞬間耗電量大。)
6 當需要直流工作時,盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流。而且要滿足恒定負載的條件。 (注意齊納管功耗,嚴禁齊納管斷開運行)。
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