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  • 電容降壓式電源電路圖詳解
    • 發(fā)布時間:2024-06-18 16:47:47
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    電容降壓式電源電路圖詳解
    將交流市電轉換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波,當受體積和成本等因素的限制時,最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。
    采用電容降壓時應注意以下幾點:
    1、根據負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當的電容,而不是依據負載的電壓和功率。
    2、限流電容必須采用無極性電容,絕對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。
    3、電容降壓不能用于大功率條件,因為不安全。
    4、電容降壓不適合動態(tài)負載條件。
    5、同樣,電容降壓不適合容性和感性負載。
    6、當需要直流工作時,盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流,而且要滿足恒定負載的條件。
    電路一
    電容降壓式
    這一類的電路通常用于低成本取得非隔離的小電流電源。它的輸出電壓通??稍趲追饺龓资Q于所使用的齊納穩(wěn)壓管。所能提供的電流大小正比于限流電容容量。
    采用半波整流時,每微法電容可得到電流(平均值)為:(國際標準單位)
    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
    如果采用全波整流可得到雙倍的電流(平均值)為:
    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,此類電路全波整流雖電流稍大,但是因為浮地,穩(wěn)定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的更少。
    使用這種電路時,需要注意以下事項:
    1、未和220V交流高壓隔離,請注意安全,嚴防觸電!
    2、限流電容須接于火線,耐壓要足夠大(大于400V),并加串防浪涌沖擊兼保險電阻和并放電電阻。3、注意齊納管功耗,嚴禁齊納管斷開運行。
    電路二
    電容降壓式
    最簡單的電容降壓直流供電電路及其等效電路如圖1,C1為降壓電容,一般為0.33~3.3uF。
    假設C1=2uF,其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的導通電阻只有幾歐姆,穩(wěn)壓管VS的動態(tài)電阻為10歐姆左右,限流電阻R1及負載電阻RL一般為100~200,而濾波電容一般為100uF~1000uF,其容抗非常小,可以忽略。
    若用R代表除C1以外所有元器件的等效電阻,可以畫出圖的交流等效電路。同時滿足了XC1>R的條件,所以可以畫出電壓向量由于R甚小于XC1,R上的壓降VR也遠小于C1上的壓降,所以VC1與電源電壓V近似相等,即VC1=V。
    根據電工原理可知:整流后的直流電流平均值Id,與交流電平均值I的關系為Id=V/XC1。若C1以uF為單位,則Id為毫安單位,對于22V,50赫茲交流電來說,可得到Id=0.62C1。
    由此可以得出以下兩個結論:
    (1)在使用電源變壓器作整流電源時,當電路中各項參數確定以后,輸出電壓是恒定的,而輸出電流Id則隨負載增減而變化;
    (2)使用電容降壓作整流電路時,由于Id=0.62C1,可以看出,Id與C1成正比,即C1確定以后,輸出電流Id是恒定的,而輸出直流電壓卻隨負載電阻RL大小不同在一定范圍內變化。
    RL越小輸出電壓越低,RL越大輸出電壓也越高。C1取值大小應根據負載電流來選擇,比如負載電路需要9V工作電壓,負載平均電流為75毫安,由于Id=0.62C1,可以算得C1=1.2uF??紤]到穩(wěn)壓管VD5的的損耗,C1可以取1.5uF,此時電源實際提供的電流為Id=93毫安。
    穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應等于負載電路的工作電壓,其穩(wěn)定電流的選擇也非常重要。由于電容降壓電源提供的的是恒定電流,近似為恒流源,因此一般不怕負載短路,但是當負載完全開路時,R1及VD5回路中將通過全部的93毫安電流,所以VD5的最大穩(wěn)定電流應該取100毫安為宜。
    由于RL與VD5并聯,在保證RL取用75毫安工作電流的同時,尚有18毫安電流通過VD5,所以其最小穩(wěn)定電流不得大于18毫安,否則將失去穩(wěn)壓作用。
    限流電阻取值不能太大,否則會增加電能損耗,同時也會增加C2的耐壓要求。如果是R1=100歐姆,R1上的壓降為9.3V,則損耗為0.86瓦,可以取100歐姆1瓦的電阻。
    濾波電容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亞的選擇.前已述及,負載電壓為9V,R1上的壓降為9.3V,總降壓為18.3V,考慮到留有一定的余量,因此C2耐壓取25V以上為好。
    電路三
    電容降壓式
    如圖-1,C1 為降壓電容器,D2 為半波整流二極管,D1 在市電的負半周時給C1 提供放電
    回路,D3 是穩(wěn)壓二極管R1 為關斷電源后C1 的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖-2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時,可采用圖-3 所示的橋式整流電路。
    整流后未經穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于30 伏,并且會隨負載電流的變化發(fā)生很大的波動,這是因為此類電源內阻很大的緣故所致,故不適合大電流供電的應用場合。
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