一直以來,降壓電路都是大家的關注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在,小編將為大家?guī)斫祲弘娐返南嚓P介紹,詳細內容請看下文。
一、阻容降壓電路
電路中降壓的方法有很多,阻容降壓因只需要一個電容和一個電阻就能實現(xiàn)電壓降低,成本低,所以使用廣泛,在電源電路中,比如小家電(電蚊拍、電飯煲、節(jié)能燈,電風扇,溫控器,智能電表)都使用了阻容降壓電路。
它的工作原理是利用電容在一定頻率的交流信號下產生的容抗來限制最大工作電流。電容器實際上起到一個限制電流和動態(tài)分配電容器和負載兩端電壓的角色。
在市電50HZ頻率下,它的輸出電流一般都小于200mA,輸出電壓取決于所使用的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值,而輸出電流大小取決于電容容量的大小,電容容量越大,電流越大。
阻容降壓的完整電路一般有五大部分組成:浪涌保護電路、阻容降壓電路、整流電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路。下面主要看一下前兩個:
1、浪涌保護電路:這屬于市電前級電路,一般都會有保險絲FU,它的作用是防止電路過大電流,一旦電流過大,保險絲會熔斷,還有壓敏電阻VDR,VDR作用是抑制浪涌電壓,一般還有一個限流電阻R,R為20Ω,一般功率2W以上,在有些電路還有熱敏電阻PTC;
2、阻容降壓電路:這是整個電路核心,理解阻容降壓電路之前先看看電容如何在交流信號下產生容抗來限制電路的最大工作電流。根據電容容抗的計算公式Xc=1/(2πfC) 可算出容抗大小,(f為市電的頻率50Hz,C為電容值的大小),假如降壓電容容量1μF,那么將U市電電壓220V加在電容上,所產生的容抗約為3183.09Ω,那么流過電容的電流I=U/Xc=69.1mA。
由于其它參數(shù)一般為固定值,電路中的降壓電容的容量大小決定了降壓電路中的電流大小,因此可以根據負載電流的需要選擇降壓電容的容量大小,220V、50Hz的交流電路中,下表是電容降壓電路中電流大小與容量之間的關系,表中所示電流為特定降壓電容器容量下的最大電流值。
二、電容降壓電路
電容降壓電路,因其成本低廉、體積小而被廣泛地使用,此一優(yōu)點足以掩蓋其它所有缺點:輸出電流小(一般控制在100mA以內),與市電直通非隔離而存在安全隱患,輸出電壓波動大等;這些缺點也限制了其所能使用場所。補充:常規(guī)的AC->DC方案是采用變壓器降壓后再整流濾波。1 工作原理就是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流,因負載阻抗不是很大,而認為此時的電容為一個恒流源為負載供電。電容的取值一般在0.33~3.3uF之間針對我國220V/50Hz市電,利用容抗計算公式:Xc=1/(2pifC),可得其容抗在965Ω~9.65kΩ范圍內,較一般負載阻抗來說,已遠遠大于其值。根據負載所需電流大小,來確定C1值的大小。此電路我們會發(fā)現(xiàn)一個問題:交流的市電輸入,在負載兩端會產生一個交變的電壓,而非我們所需的DC電源。
利用了二極管的單向導通性。但隨之又引入了第二個問題:電容C1放電回路問題;當電壓從0逐步增大到最大值時,電壓對C1進行充電,為負載提供電流;當C1充滿電后,C1斷路,不再給負責提供電流;而此時,C1沒有放電回路,一直保持最大電壓,后續(xù)不再進行充放電過程;故此電路只有在上電瞬間,才提供給負載pi/4時間的電流。還是利用二極管的單向導通性,對上述電路做如下改進,D2為C1提供放電回路。我們再來找找問題:在前面我們已經提到,因Xc1很大而認為C1為一個恒流源,故負載上的電壓完全由負載阻抗決定,當負載變化時其兩端的電壓也隨之變化,這并不是我們所期望看到的,所以穩(wěn)壓是我們需要考慮的一步。此時,穩(wěn)壓二極管又有了它的用武之地,同時考慮到其與普通二極管的共性,故可對上述電路做如下改進,將D2普通二極管改為D3穩(wěn)壓二極管。
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