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电容降压电源原理和计算公式剖析

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在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小

电容降压电源原理和计算公式剖析


在常用的低压电源中,用电容器降压(实践是电容限流)与用变压器比较,电容降压的电源体积小、经济、牢靠、效率高,缺陷是不如变压器变压的电源安全。经过电容器把沟通电引进负载中,对地有220V电压,人易触电,但若用在不需人体触摸的电路内部电路电源中,本缺点也可战胜。如冰箱电子温控器或遥控电源的开/关等电源都是用电容器降压而制造的。
 相关于电阻降压,关于频率较低的50Hz沟通电而言,在电容器上发生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。


    电容降压的作业原理并不杂乱。他的作业原理是运用电容在必定的沟通信号频率下发生的容抗来约束最大作业电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所发生的容抗约为3180欧姆。当220V的沟通电压加在电容器的两头,则流过电容的最大电流约为70mA。尽管流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不发生功耗,应为假如电容是一个抱负电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。依据这个特色,咱们假如在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两头所得到的电压和它所发生的功耗彻底取决于这个阻性元件的特性。例如,咱们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的沟通电压上,灯泡被点亮,宣布正常的亮度而不会被焚毁。由于110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所发生的限流特性相吻合。同理,咱们也能够将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的沟通电上,灯泡相同会被点亮,而不会被焚毁。由于5W/65V的灯泡的作业电流也约为70mA。因而,电容降压实践上是运用容抗限流。而电容器实践上起到一个约束电流和动态分配电容器和负载两头电压的人物。





      电容降压式简易电源的根本电路如图1 ,C1 为降压电容器,D2 为半波整流二极管,D1 在市电的负半周时给C1 供给放电回路,D3 是稳压二极管,R1 为关断电源后 C1 的电荷泄放电阻。在实践运用时常常选用的是图2 的所示的电路。当需求向负载供给较大的电流时,可选用图3 所示的桥式整流电路。
     这一类的电路一般用于低成本获得非阻隔的小电流电源。它的输出电压一般可在几伏到三几十伏,取决于所运用的齐纳稳压管。所能供给的电流巨细正比于限流电容容量。选用半波整流时,每微法电容可得到电流(平均值)为:(世界标准单位)
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
假如选用全波整流可得到双倍的电流(平均值)为:
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,此类电路全波整流虽电流稍大,可是由于浮地,稳定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的更少。
    运用这种电路时,需求留意以下事项:
    1、未和220V沟通高压阻隔,请留意安全,谨防触电!
    2、限流电容须接于前方,耐压要足够大(大于400V),并加串防浪涌冲击兼稳妥电阻和并放电电阻。
    3、电路设计时,应先测定负载电流的精确值,然后参阅示例来挑选降压电容器的容量。由于经过降压电容 C1 向负载供给的电流 Io ,实践上是流过 C1 的充放电电流 Ic 。 C1 容量越大,容抗 Xc 越小,则流经 C1 的充、放电电流越大。当负载电流 Io 小于 C1 的充放电电流时,剩余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大答应电流 Idmax 小于 Ic-Io 时易形成稳压管焚毁。
    4、为确保 C1 牢靠作业,其耐压挑选应大于两倍的电源电压。
    5、泄放电阻 R1 的挑选有必要确保在要求的时间内泄放掉 C1 上的电荷。
 

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