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阻容降压原理

2017-04-10 15:25分类:电子元器件 阅读:

 

电容降压的电路通常用于低本钱获得非隔绝的小电流电源。它的输出电压通常可在几伏到三几十伏,取决于所运用的稳压管。所能供给的电流巨细正比于限流电容容量。电容降压的作业原理为运用电容在必定的沟通信号频率下发作的容抗来绑缚最高文业电流。例如,在50Hz 的工频条件下,一个1uF 的电容所发作的容抗约为3180 奥姆。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作功耗,应为假定电容是一个志向电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。依据这个特征,咱们假定在一个1uF的电容器上再串联一个阻性组件,则阻性组件两头所得到的电压和它所发作的功耗彻底
取决于这个阻性组件的特性。因而,电容降压实习上是运用容抗限流。而电容器实习上起到一个绑缚电流和动态分配电容器和负载两头电压的人物。电容降压核算公式选用半波整流时,每微法电容可得到电流(均匀值)为:Zc 的单位是奥姆;沟通电频率f 的单位是赫兹;电容器C 的单位是法拉。
I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C
=0.44*220*2*3.14*50*C=30395C
=30395*0.000001=0.03A=30mA
选用全波整流可得到双倍的电流(均匀值)为:
I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C
=0.89*220*2*3.14*50*C=61481C
=61481*0.000001=0.061A=61mA
阻容降压原理
选用电容降压时应留心以下几点:
1 依据负载的电流巨细和沟通电的作业频率挑选恰当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
2 限流电容有必要选用无极性电容,必定不能选用电解电容。而且电源电压为1十V 时电容的耐压须在275V 以上,电源电压为220V 时电容的耐压须在600V 以上。
3 限流电容须接于前方,电容降压不适合动态负载条件。在电容器两头并联1M 的泄放电阻。若需求加电源开关,为避免浪涌电流对负载RL 并联。
4 当电容C 断定往后,输出电流I 是安稳的,而输出直流电压却随负载电阻RL巨细纷歧样在必定方案内改动。RL 越小输出电压越低,RL 越大输出电压也越高。
5 稳压管的稳压值应等于负载电路的作业电压,其安稳电流的挑选也非常首要。由于电容降压电源供给的的是安稳电流,近似为恒流源,因而通常不怕负载短路,可是当负载彻底开路时,限流电阻及稳压管回路中将经过悉数的电流,所以稳压管的最大安稳电流应当取比经过电容电流大一些为宜。由于RL 与稳压管并联,在保证RL 取用正常作业电流的一同,尚有一些电流经过稳压管,所以其最小安稳电流不得大于这个电流,否则将失掉稳压效果。限流电阻取值不能太大,否则会添加电能损耗,一同也会添加C3的耐压恳求。 滤波电容通常取十0 微法到十00 微法,但要留心其耐亚的挑选.耐压挑选为负载电压加上R1 上的压降,再考虑到留有必定的余量。
阻容降压原理
电容降压原理图
例:
如下图,C1为降压电容,通常为0.33~3.3uF。假定C1=2uF,其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的导通电阻只需几奥姆,稳压管VS的动态电阻为十奥姆分配,限流电阻R1及负载电阻RL通常为十0~200,而滤波电容通常为十0uF~十00uF,其容抗非常小,能够疏忽。若用R代表除C1以外悉数元器材的等效电阻,能够画出图2的沟通等效电路。一同满意了XC1>R的条件,所以能够画出电压向量图。
由于R甚小于XC1,R上的压降VR也远小于C1上的压降,所以VC1与电源电压V近似持平,即VC1=V。依据电工原理可知:整流后的直流电流均匀值Id,与沟通电均匀值I的联络为Id=V/XC1。若C1以uF为单位,则Id为毫安培单位,关于22V,50赫兹沟通电来说,可得到Id=0.62C1。
由此能够得出以下两个定论:(1)在运用电源变压器作整流电源时,当电路中各项参数断定往后,输出电压是安稳的,而输出电流Id则随负载增减而改动;(2)运用电容降压作整流电路时,由于Id=0.62C1,能够看出,Id与C1成正比,即C1断定往后,输出电流Id是安稳的,而输出直流电压却随负载电阻RL巨细纷歧样在必定方案内改动。RL越小输出电压越低,RL越大输出电压也越高。
C1取值巨细应依据负载电流来挑选,比方负载电路需求9V作业电压,负载均匀电流为75毫安培,由于Id=0.62C1,能够算得C1=1.2uF。考虑到稳压管VD5的的损耗,C1能够取1.5uF,此刻电源实习供给的电流为Id=93毫安培。
稳压管的稳压值应等于负载电路的作业电压,其安稳电流的挑选也非常首要。由于电容降压电源供给的的是安稳电流,近似为恒流源,因而通常不怕负载短路,可是当负载彻底开路时,R1及VD5回路中将经过悉数的93毫安培电流,所以VD5的最大安稳电流应当取十0毫安培为宜。由于RL与VD5并联,在保证RL取用75毫安培作业电流的一同,尚有18毫安培电流经过VD5,所以其最小安稳电流不得大于18毫安培,否则将失掉稳压效果。
限流电阻取值不能太大,否则会添加电能损耗,一同也会添加C2的耐压恳求。假定是R1=十0奥姆,R1上的压降为9.3V,则损耗为0.86瓦,能够取十0奥姆1瓦的电阻。
滤波电容通常取十0微法到十00微法,但要留心其耐亚的挑选.前已述及,负载电压为9V,R1上的压降为9.3V,总降压为18.3V,考虑到留有必定的余量,因而C2耐压取25V以上为好。
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