本文主要是关于阻容降压的相关介绍,并着重对阻容降压电流改变及其原理进行了详尽的阐述。
阻容降压
电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,因为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。
注意事项
采用电容降压时应注意以下几点:
1. 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
2. 限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。
3. 电容降压不能用于大功率负载,因为不安全。
4. 电容降压不适合动态负载。
5. 同样,电容降压不适合容性和感性负载。
6. 当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流, 因为全波整流产生浮置的地,并在零线和火线之间产生高压,造成人体触电伤害。而且要满足恒定负载的条件。
容降压式简易电源的基本电路如图1,C1为降压电容器,VD2为半波整流二极管,VD1在市电的负半周时给C1提供放电回路,VD3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。
器件选择
1.电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io,实际上是流过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,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。
2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。
3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。
阻容降压电路怎么改电流
阻容降压原理和计算公式
阻容降压原理和计算公式,电容降压式电源将交流式电转换为低压直阻容降压原理和计算公式
这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。它的输出电压通常可在几伏到三几十伏,取决于
所使用的齐纳稳压管。所能提供的电流大小正比于限流电容容量。采用半波整流时,每微法电容可得到电
流(平均值)为:(国际标准单位)
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
f为电源频率单位HZ;C为电容容值单位F法拉;V为电源电压单位伏V;Zc=2*Pi*f*C为阻抗阻值单位欧姆。
如果采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,但是因为浮地,稳定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的
更少。
使用这种电路时,需要注意以下事项:
1、未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电!
2、限流电容须接于火线,耐压要足够大(大于400V),并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗,严禁齐纳管断开运行。
电容降压式电源将交流式电转换为低压直流
电容降压原理
电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大
工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压
加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产
生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这
个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生
的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到
220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为
8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联
接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为
70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负
载两端电压的角色。
将交流式电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时
,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。
一、电路原理
电容降压式简易电源的基本电路如图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提供放电回路,D3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2
的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。
整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电
源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。
二、器件选择
1. 电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电
容C1向负载提供的电流Io,实际上是流过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,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允
许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。
2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。
3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。
三、设计举例
图2中,已知C1为0.33μF,交流输入为220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流。 C1在电路中的容抗Xc
为:
Xc=1 /(2 πf C)= 1/(2*3.14*50*0.33*10-6)= 9.65K
流过电容器C1的充电电流(Ic)为:
Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。
通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为:C=14.5 I,其中C的容量单位是μF,Io的单位
是A。
电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电。
图2中,已知C1为0.33μF,交流输入为220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流。 C1在电路中的容抗Xc
为:
Xc=1 /(2 πf C)= 1/(2*3.14*50*0.33*10-6)= 9.65K
流过电容器C1的充电电流 (Ic)为:
Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。
通常降压电容C1的容 量C与负载电流Io的关系可近似认为:C=14.5 I,其中C的容量单位是μF,Io的单位
是A。
电容降压式电源是一种非隔离 电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电。
电容应选为334j即0.33uf的瓷片电容
(1)防开关灯 电流冲击: R1取值75-150欧姆碳膜电阻,对开电瞬间缓冲的效果非常明显,可以减弱尖峰
脉冲电压对后级元件的影响,没有R1的电路稳定性大幅下降,容易出现的问 题就是开电瞬间打火严重,
瞬间烧掉LED。R1同时也等同于一个保险,后级出现短路性故障,可以自行熔断,不至于把危害涉及到到
更大范围,由此可见,没有 R1的电路也是不安全的!
(2)防止高压对LED冲击:R2一般选用100欧姆-680欧姆/1W,作用为降压输出缓冲,可以防 止高压直接冲
击LED,多路时也可用于分流或限流。
(3)防止瞬间高压瞬间形成:C2选用10uf/400V或 10uf/250V电解电容,开灯瞬间电路给电容两端充电时间
很重要,电容容量大,高压无法在电容两端迅速形成,从而避免了瞬间高电压的形成,从而避免了 对LED
缓冲电路和LED的损伤。
(4)关电后LED灯余光消除:R3,10K-1M/0.25W电阻,为降压输出假性负载,防 止电路空载时输出端电路
过流,同时可以端时间泄放电解电容两端电压,避免关灯后的余光长久滞留,取值较小的话,还可以防止
LED瞬间加电电压升高,充分保 护LED!
浅谈阻容降压电路原理
需要指出的是电容能够降压,不是近几年才发现的,而是自从有了交流电人们就认识了交流电通过电容后所表现的性质:
1.交流电能够通过电容,但电流超前于电压90°;且对交流电呈现阻抗(容抗),容抗大小Xc=1/2πfC,f交流电频率,C电容容量;通过电容器的电流I=U/Xc。
2.当电阻(负载)与电容串联后,电流超前于电压不再是90°,而是小于90度,阻抗IZI=√R2+Xc2;通过阻容电路的电流I=U/IZI。这样加在电阻上的电压可以通过改变容抗来改变,这就是电容降压的原理。
3.电容降压有什么好处呢?交流电通过电容,虽然有容抗,但没有能量消耗,只存在电能的交换,这是其一;其二,电容体积小,不占地方;其三,成本低,可以大规模生产;鉴于以上三个因素,阻容降压电路得到了广泛的应用。
非常典型的两种电容降压电路;半波整流型、桥式整流型,其工作过程:市电---降压--整流--滤波
电路组成:降压电容C1作用就是限流、降压;,卸荷电阻R的作用就是当电路断开时,为C1提供放电通道。VD2整流,VD1为电容C1负半周提供放电通道;稳压管VS稳压作用;C2滤波作用。
对于半波整流电路,每微法能提供的电流为30mA,推导过程,Ic=U/Xc,半波整流平均电压为220×0.44v,故Ic=0.45×220×2×3.14×50×C=C30mA。采用桥式整流为60mA,推导过程同上,这里是指电容能提供的最大电流,将电阻省略了,因为电容如果很大,就不合算了一般在0.33uF-2.5uF之间,负载电阻较小,这个总阻抗近似和容抗相同。这个关系很重要在下面的设计中我们要用到它。
半波整流电路元件的选择:在已知电源电压(U1=220V)、负载电压U2、负载电流I的条件下进行选择。。与变压器降压不同,该电路是依据负载电流选定电容器,变压器电源是通过负载电压和功率选择的。
电容的选择,降压电容C1,根据上述公式C1≥I/30,C1电容量,单位微法uF,I为电路输出电流,也即负载电流,单位mA。Uc的耐压大于等于√2U1;C2的容量一般大于50微法,耐压≥2U2,越大越好,同时考虑体积、成本问题。
稳压管Vs的选择:主要是稳压值和最大反向电流两个参数。稳压值Uz=输出电压U2;最大反向电流大于等于1.5*I2,即输出电流的1.5倍;
二极管VD1、VD2的选择,最大整流电流Im≥2*I2,最大反向电流大于≥2U2
放电电阻R的取值与C1有关,见下表,额定功率1/2W
桥式整流电路元件选择依据基本同上,不过C1≥I/60,整流二极管电流为输出电流的一半,其它相同。
任何事物都不是十全十美的,阻容降压电路也一样,存在的问题:
它不是隔离电源,不安全,也就是220v电源能传到负载,有触电危险性;桥式整流比半波整流更差。
不能用于大功率,如果需要大功率则必须增加电容量,这样就不划算了;
不适合容性、感性负载;会丧失其优越性;
不适合动态负载;
为了提高电路的稳定性、可靠性,有的电路增加了压敏电阻、保险管等,这里不再叙述。
结语
关于阻容降压的相关介绍就到这了,如有不足之处欢迎指正。
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