阻容降压电源

目录

 

1、概述

2、原理图

3、计算公式

4、器件选择

5、使用注意

6、稳压管


1、概述

阻容降压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。 

2、原理图

电容降压式简易电源的基本电路如图,C140为降压电容器,MB6F整流桥堆,T1,T2是稳压二极管,R153为关断电源后C1的电荷泄放电阻。R142为PTC电阻,R143为压敏电阻。C103为滤波电容。

3、计算公式

1μF,在交流输入为220V/50Hz容抗Xc为: 

Xc=1 /(2 πf C)

       = 1/(2*3.14*50*1*10-6)

       = 3184.7Ω 

流过电容器C1的充电电流(Ic)为:

 Ic = U / Xc 

       = 220 / 3184.7 = 69mA

4、器件选择

       在进行电路设计时,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。因为通过降压电容向负载提供的电流,实际上是流过的充放电电流 。降压电容容量越大,容抗Xc越小,则流经降压电容的充、放电电流越大。当负载电流小于的降压电容的充放电电流时,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允许电流小于降压电容的电流和负载电流的差值时易造成稳压管烧毁。泄放电阻的选择必须保证在要求的时间内泄放掉降压电容上的电荷。为保证降压电容可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。

5、使用注意

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条件,因为不安全.

4 、电容降压不适合动态负载条件.

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.而且要满足恒定负载的条件. 

7、 该电路未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电! 

8、 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。 

9、注意齐纳管功耗,严禁齐纳管断开运行。 

6、稳压管

稳压二极管(又称齐纳二极管或反向击穿二极管)

稳压二极管具有普通二极管的单向导电特性,但是它工作在反向击穿区。当反向电压达到一定数值时,反向电流突然增大,稳压二极管进入击穿区,但是它并不损坏而是进入正常工作状态,这一点是和普通的二极管最大的不同之处。当二极管进入这一工作状态之后,即使反向电流在很大范围内变化时,稳压二极管两端的反向电压也能保持基本不变,这就是稳压二极管的稳压特性。如果反向电流继续增大到一定数值之后,稳压二极管会被彻底击穿损坏。

 

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