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从网上看到很多人在寻求电容降压电路的计算方法。实际上用电路仿真软件一下子就可以推理出电容降压电路的计算方法。以下面的为例,说 一下怎么计算电容降压电路。
例:在上图中电源v1 的电压为 220v 频率为 50HZ,求OUT 端输出电压为17V,电流 I 为 2mA 时,降压电容 C1 的值为多少?
【解题猜测】从电路图中可以看出似乎是一个电容和电阻串联的电容,先试试用电源电压 V1 减去 17V 得到电容两端的电压,得到电容两端的电压后除以电流, 然后再依据电容的容抗计算方法得出电容的容量。
电路的计算方法:只不过是多了个并联电阻,10150 是电容 C1 和 R2 的并联总阻值。再依据并联电路的原理就可以得出电容的容量〔这里省略,如不懂,请到振德小学进修两年〕。得到的仿真结果也和猜测的结果一样。实际试验:电压不稳定。电阻不会再冒烟,再进展电路改进。结果如下:
通过不断的转变 C1,R1 的值,得到 OUT 端的电压等于稳压管的稳压值。电流 取值于 R1 的值〔通过试验得到〕。实际试验时,此电路较以前的电路安全稳定。固然由于输出的电压等于稳压二极管的稳压值,所以此电路还可以用来测量未知稳压管的稳压值。
将沟通市电转换为低压直流的常规方法是承受变压器降压后再整流滤波,当受体积和本钱等因素的限制时,最简洁有用的方法就是承受电容降压式电源。
电容降压式简易电源的根本电路如图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 供给放电回路,D3 是稳压二极管,R1 为关断电源后C1 的电荷泄放电阻。在实际应用时常常承受的是图 2 的所示的电路。当需要向负载供给较大的电流时,可承受图 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,这是由于此类电源内阻很大的原因所致,故不适合大电流供电的应用场合。
电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考例如来选择降压电容器的容量。由于通过降压电容C1 向负载供给的电流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,假设稳压管的最大允许电流 Idmax 小于Ic-Io 时易造成稳压管烧 毁.
图 2 中,C1 为 F,沟通输入为 220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流。
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= I,其中C 的容量
[日期:2023-06-29] 来源:网络收集 佚名 [字体:大 中 小] 在电子制作时,为了减小体积、降低本钱,往往承受电容降压的方法代替笨重的电源变压器。承受电容降压方法如元器件选择不当,不但达不到降压要求,还有可能造成电路损坏。本文从实际应用角度,介绍电容降压元器件应如何进展正确选择。
最简洁的电容降压直流供电电路及其等效电路如图 1,C1 为降压电容,一般为
~。假设 C1=2uF,其容抗 XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的导通电阻只有几欧姆,稳压管VS 的动态电阻为10 欧姆左右,限流电阻R1 及负载电阻RL 一般为100~200, 而滤波电容一般为 100uF~1000uF,其容抗格外小,可以无视。假设用R 代表除 C1 以外全部元器件的等效电阻,可以画出图 2 的沟通等效电路。同时满足了 XC1R 的条件,所以可以画出电压向量图。
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 近似相等,即 VC1=V。依据电工原理可知:整流后的直流电流平均值 Id,与沟通电平均值 I 的关系为 Id=V/XC1。假设 C1 以 uF 为单位,则 Id 为毫安单位,对于 22V,50 赫兹沟通电来说, 可得到 Id=。
由此可以得出以下两个结论:〔1〕在使用电源变压器作整流电源时,当电路中各项参数
确定以后,输出电压是恒定的,而输出电流 Id 则随负载增减而变化;〔2〕使用电容降压作整流电路时,由于 Id=,可以看出,Id 与 C1 成正比,即 C1 确定以后,输出电流 Id 是恒定的,而输出直流电压却随负载电阻 RL 大小不同在肯定范围内变化。RL 越小输出电压越低,RL 越大输出电压也越高。
C1 取值大小应依据负载电流来选择,比方负载电路需要 9V 工作电压,负载平均电流为
75 毫安,由于 Id=,可以算得 C1=。考虑到稳压管 VD5 的的损耗,C1 可以取
稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压,其稳定电流的选择也格外重要。由于电容降压电源供给的的是恒定电流,近似为恒流源,因此一般不怕负载短路,但是当负载完全开路时,R1 及 VD5 回路中将通过全部的 93 毫安电流,所以 VD5 的最大稳定电流应当取 100
毫安为宜。由于RL 与 VD5 并联,在保证RL 取用 75 毫安工作电流的同时,尚有18 毫安电流通过 VD5,所以其最小稳定电流不得大于 18 毫安,否则将失去稳压作用。
限流电阻取值不能太大,否则会增加电能损耗,同时也会增加 C2 的耐压要求。假设是
R1=100 欧姆,R1 上的压降为 ,则损耗为 瓦,可以取 100 欧姆 1 瓦的电阻。
滤波电容一般取 100 微法到 1000 微法,,负载电压为9V,R1 上的压降为 ,总降压为 ,考虑到留有肯定的余量,因此 C2 耐压取 25V 以上为好。
承受电容降压电路是一种常见的小电流电源电路﹐由于其具有体积小﹑本钱低﹑电流相对恒定等优点﹐也常应用于LED 的驱动电路中。
图一 为一个实际的承受电容降压的 LED 驱动电路﹕请留意﹐大局部应用电路中没有连接压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管﹐建议连接上﹐因压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管能 在电压突变瞬间( 如雷电﹑大用电设备起动等 )有效地将突变电流泄放﹐从而保护二级关和其它晶体管﹐它们的响应时间一般在微毫秒级 。
电容C1 的作用为降压和限流﹕大家都知道﹐电容的特性是通沟通﹑隔直流﹐当电容连接于沟通电路中时﹐其容抗计算公式为﹕
式中﹐XC 表示电容的容抗﹑f 表示输入沟通电源的频率﹑C 表示降压电容的容量。流过电容降压电路的电流计算公式为﹕
在 220V﹑50Hz 的沟通电路中﹐当负载电压远远小于220V 时﹐电流与电容的关系式为
下表为在 220V﹑50Hz 的沟通电路中﹐理论电流与实际测量电流的比较
电阻 R1 为泄放电阻﹐其作用为﹕当正弦波在最大峰值时刻被切断时﹐电容C1 上的残存电荷无法释放﹐会长期存在﹐在修理时假设人体接触到C1 的金属局部﹐有猛烈的触电可能﹐而电阻R1 的存在﹐能将残存的电荷泄放掉﹐从而保证人﹑机安全。泄放电阻的阻值与电容的大小有关﹐一般电容的容量越大﹐残存的电荷就越多﹐泄放电阻就阻值就要选小些。阅历数据如下表﹐供设计时参考﹕
C2﹑C3 的作用为滤波﹐其作用是将整流后的脉动直流电压滤波成平稳直流电压
压敏电阻( 或瞬变电压抑制晶体管 )的作用是将输入电源中瞬间的脉冲高压电压对地泄放掉﹐从而保护LED 不被瞬间高压击穿。
LED 串联的数量视其正向导通电压( Vf )而定﹐在 220V AC 电路中﹐最多可以到达 80 个左右。
组件选择﹕电容的耐压一般要求大于输入电源电压的峰值﹐在 220V,50Hz 的沟通电路中时﹐可以选择耐压为 400 伏以上的涤纶电容或纸介质电容。
滤波电容C2﹑C3 的耐压依据负载电压而定﹐ 倍。其电容容量视负载电流的大小而定。
在图 二 电路中﹐可控硅SCR 及 R3 组成保护电路﹐当流过LED 的电流大于设定值时
﹐SCR 导通肯定的角度﹐从而对电路电流进展分流﹐使 LED 工作于恒流状态﹐从而避开
在图三电路中﹐C1﹑R1﹑压敏电阻﹑L1﹑R2 组成电源初级滤波电路﹐能将输入瞬间高压滤除﹐C2﹑R2 组成降压电路﹐C3﹑C4﹑L2﹑及压敏电阻组成整流后的滤波电路。此电路承受双重滤波电路﹐能有效地保护LED 不被瞬间高压击穿损坏。
图四 是一个最简洁的电容降压应用电路﹐电路中利用两只反并联的 LED 对降压后的
Mask design engineer position (hand)
Layout analog and RF blocks. LVS/DRC check on analog block layout. Requirements:
Experience in Cadence Virtuso layout editor Familiar to Calibre LVS/DRC flow.
Working experience on analog/RF layout a plus
沟通电压进展整流﹐可以广泛应用于夜光灯﹑按钮指示灯﹐要求不高的位置指示灯等场合