详解电阻降压电路计算实例 阻容降压AC转DC电路讲解

前言

阻容降压电路一般用于使用额定电压为 110V 或 230V 且频率为 60 或 50Hz 的交流电源配电线路作为输入的直流电源。我们一般可以通过此电源方案获得 3.3V、6V、9V、12V、24V 等直流电压。

阻容降压

这种方案简单且成本低，通过使用电容来降压，从而将交流电压输入转换为低压直流电源，而且无需变压器。但是这种方法也有一些缺点，如负载电流的限制，安全问题等。 这种方法比较适合需要较小的负载电流的设备，比如LED灯。

我们要讲的是阻容降压电源，为了便于大家理解我们先讲电阻降压，限于篇幅，本文先讲解电阻降压电路的计算，下一篇文章会讲解电容降压电路的计算。

阻容降压

电阻降压器

电阻降压器是一种简单的电路，它在主回路上串联连接了一个电阻以降低电压。这种方法既可以降交流，也可以降直流，所以可以在整流前或整流后使用。

电阻两端的电压降为：V = IR。在此，由于纯电阻负载使电压下降，降压电阻消耗的有功功率将为 Vdrop x I 或 I *I* R。

可以查看上图，其中电阻器 R1 是降低大部分输入电源电压的关键器件。我们要做的就是计算 R1 的值以降低电压，从而在特定电流值下获得所需的负载两端电压。该电路首先通过R1分压，之后通过桥式整流器将交流电转换为直流电，然后是电容器滤波和齐纳稳压二极管进行稳压输出。

电阻降压电路计算实例

输入电压：230V、50HZ 交流电源

输出电压： 12VDC、50ma 负载输出能力。

首先，必须找到需要降低的电压，即电源电压与包括负载在内的组件上的所有电压降之和之间的差值。

器件选型

R2 – 100Ω（R2有保险丝的作用，也可以降低输入浪涌电压对后端电路的冲击）

D1,D2,D3,D4 – 1N4007（整流作用）

C1 = 470μf（滤波作用）

D5 = 12V，1W（稳压二极管实现12V稳压输出）

1）负载电压是12V，如果负载电流按50mA，那么R2电阻两端的电压是 0.05 x 100 = 5V。

2）还要考虑桥式整流器的两个正向偏置二极管的压降的 1V（每个二极管 0.7 至 1.2V），1 x 2 = 2V。

3）那么我们需要用 R1 下降的净电压就等于：230 – 12 – 5 – 2 = 211V；因为输入电压是 AC 电压，也就是 RMS 电压，所以它等于整流后的 RMS DC 电压。

4）通过以上计算可知，R1电阻器需要在通过50mA 的电流下降低 211V 电压。

那么 R = V/I = 211/50mA= 4220Ω

我们可以选择一个接近计算值的标准值的 3.9K 电阻。为什么是3.9K呢？这是因为电阻值低于计算值，会有余量电流。如果选择的电阻高于计算值，则实际电流将低于所需值。

因为 R1 的变化会改变电流，现在需要重新计算使用 3.9K 和 100Ω 电阻器降低的电压

1）R1 和 R2 两端的电压：230 – 12 – 2 = 216V。

2）使用 3.9K 和 100Ω 电阻器下降 216V 的电流值 = 216 / (3900 + 100) = 54mA。

3）因此，驱动 50mA（12V 电源的负载电流）负载，其余 4mA 将被连接在负载两端的 12V 齐纳二极管消耗。

输入电源为 230V，负载电路消耗的电流为 54mA，则输入功率 = 230x54mA = 12.42W；将电路视为纯电阻。输出负载功率 = 12x50ma = 0.6W，因此，输入和输出之间的功率差为 12.65 – 0.6 = 11.82W。

因此，电路浪费了 11.82 瓦的功率。齐纳二极管和整流二极管的功率损耗要低得多，因此，使用电阻降压器并不是一种有效的方法，因为它具有大量的热量损失。下一篇文章会讲解电容降压电路的计算不要错过哦。