鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1407次 | 2020年02月05日
阻容降壓是什么?原理該怎么理解?
1、電容降壓原理:
利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。
注:電容降壓電路中,在電容器上不會(huì)產(chǎn)生功耗,因?yàn)槿绻娙菔且粋€(gè)理想電容,則流過(guò)電容的電流為虛部電流,它所做的功為無(wú)功功率。所以在一個(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性組件,則阻性組件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性組件的特性。因此,電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。
2、使用電容降壓注意點(diǎn):
(1)電容的選取應(yīng)根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率來(lái)決定;
(2)限流電容必須采用無(wú)極性電容;且,如果電源電壓為110V時(shí),電容的耐壓值必須在275V以上;如果電源電壓為220V時(shí),電容的耐壓值需在600V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負(fù)載;
(4)限流電容須接于火線(xiàn),且電容降壓不適合動(dòng)態(tài)負(fù)載;
(5)電容降壓不適合容性和感性負(fù)載;
(6)需要直流工作時(shí),盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流,因?yàn)槿ㄕ鳟a(chǎn)生浮置的地,會(huì)在陵縣和火線(xiàn)之間產(chǎn)生高壓,容易造成人體觸電傷害。并且需要滿(mǎn)足恒定負(fù)載的條件。
(7)當(dāng)電容C確定后,輸出電流I是恒定的,而且輸出直流電壓隨著負(fù)載電阻RL大小的不同在一定范圍內(nèi)變化。RL越小輸出電壓越低,RL越大輸出電壓越高。
(8)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負(fù)載電路的工作電壓。穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取比通過(guò)電容電流大一些,而最小穩(wěn)定電流不得大于通過(guò)RL的電流。
3、示例分析:
下圖中,C1為降壓電容,一般為0.33-3.3uF。在此設(shè)為C1=2uF,整流管的導(dǎo)通電阻通常為幾歐姆,穩(wěn)壓管VS的動(dòng)態(tài)電阻為10歐姆左右,限流電阻R1及負(fù)載電阻RL一般為100-200歐姆,濾波電容一般為100uF-1000uF,其容抗可忽略。因此,可將圖1電路等效為圖2的交流電路,且滿(mǎn)足容抗XC1》R的條件。
電容C1的容抗XC1為:
XC1=1/(2pI*fC1)=1/(2*3.14*50*2uF)=1592歐姆
由于R遠(yuǎn)小于XC1,則R上的壓降VR也遠(yuǎn)小于C1上的壓降,所以VC1與電源電壓V近似相等,即VC1=V。則有:
整流后的直流電流平均值Id為:
Id=V/XC1=V*(2pI*fC1)=0.62C1(mA)
結(jié)論:
(1)在使用電源變壓器做整流電源時(shí),當(dāng)電路中各項(xiàng)參數(shù)確定后,輸出電壓是恒定的,而輸出電流Id隨負(fù)載增減變化;
(2)使用電容降壓做整流電路時(shí),由于Id=0.62C1,則Id與C1成正比,則當(dāng)C1確定后,輸出電流Id是恒定的,輸出直流電壓隨負(fù)載電阻RL大小的不同在一定范圍變化。RL越小,輸出電壓越低;RL越大,輸出電壓越高。
C1取值選擇:
C1的大小應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流來(lái)選擇,如負(fù)載電路工作電壓為9V,負(fù)載平均電流為75毫安,則有Id=0.62C1,可得出C1=1.2uF。由于穩(wěn)壓管VD5的損耗,則C1可取1.5uF,則此時(shí)電源實(shí)際提供的電流為Id=93mA.
穩(wěn)壓管穩(wěn)定電流選擇:
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負(fù)載電路的工作電壓。由于電容降壓電源提供的是恒定電流,因此一般不怕負(fù)載短路,但當(dāng)負(fù)載完全開(kāi)路時(shí),R1及VD5回路中將通過(guò)全部的93mA電流,所以VD5的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取100mA為宜。又因?yàn)镽L與VD5并聯(lián),則在保證RL取用75mA工作電流是=時(shí),尚有18mA電流通過(guò)VD5,所以穩(wěn)壓管的最小穩(wěn)定電流不得大于18mA,否則將失去穩(wěn)壓作用。
限流電阻取值:
限流電阻取值不能太大,否則將會(huì)增加電能損耗,并且也會(huì)增加C2的耐壓要求。如若R1=100歐姆,R1上的降壓為9.3V,則損耗為0.86W,可以取100歐姆1W的電阻。
濾波電容取值:
濾波電容一般為100uF-1000uF,但需注意其耐壓值。如負(fù)載電壓為9V,R1上的壓降為9.3V,總壓降為18.3V,則濾波電容C2應(yīng)取25V以上為好。
注:電容降壓電源是一種非隔離電源,在應(yīng)用上需特別注意隔離,以防止觸電。
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