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阻容降压式电源的资料集

 杜铭源 2014-12-06
 
 

阻容降压式电源是将市电的交流电转换为低压直流电源


阻容降压原理:

电容降压的工作原理并不复杂。他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,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。

将交流式电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用阻容降压式电源。


 

一、电路原理

电容降压式简易电源的基本电路
:

 

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提供放电回路,D3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。

 
 

3, 所示的桥式整流电路。当需要向负载提供较大的电流时,可采用桥式整流电路. 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,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。

二、器件选择

1. 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C1向负载提供的电流Io,实际上是流过C1的充放电电流 IcC1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,若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁.

2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。

3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

三、设计举例

2中,已知C10.33μF,交流输入为220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流。 C1在电路中的容抗Xc:

Xc=1 /2 πf C= 1/2*3.14*50*0.33*10-6= 9.65K

流过电容器C1的充电电流(Ic)为:Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA

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=14.5 I,其中C的容量单位是μFIo的单位是A

电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电。
 

当将不同容量的电容器C(如图1所示),接入AC220V 50Hz的交流电路时,其C的容抗及其所能通过的电流如附表所列。该电流即电容器C所能提供的最大电流值。

用电容器降压制作电源时,必须注意以下几点:

1)经电容器降压后,必须如图2所示经整流、滤波及稳压二极管稳压后,

才能获得电压稳定的电源(注:整流电路也可用半波整流)。  

2)电容器耐压最好在630V以上,并应用无极性的电容器,有极性电容器不能用。

3)在电容器两端并联500K-1M的泄放电阻。

4)若需要加电源开关,为防止浪涌电流对负载RL并联,如图3所示。

5)在组装调试过程中要用1:1隔离变压器接入AC220V电路中,以防触电。

隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指11变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。 隔离变压器的主要作用是:使一次侧与二次侧的电气完全绝缘,也使该回路隔离。 另外, 利用其铁芯的高频损耗大的特点, 从而抑制高频杂波传入控制回路  用隔离变压器使二次对地悬浮,只能用在供电范围较小、线路较短的场合。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

 

 

 

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