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隔離|電容降壓注意這六點,分析電路再也不用愁了!

隔離|電容降壓注意這六點,分析電路再也不用愁了!

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隔離|電容降壓注意這六點,分析電路再也不用愁了!

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 。
01
電路一:

這一類的電路通常用于低成本取得非隔離的小電流電源 。 它的輸出電壓通常可在幾伏到三幾十伏 , 取決于所使用的齊納穩壓管 。 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 。
【隔離|電容降壓注意這六點,分析電路再也不用愁了!】3、注意齊納管功耗 , 嚴禁齊納管斷開運行 。
02
電路二:

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 , 穩壓管VS的動態電阻為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 。 考慮到穩壓管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 。
穩壓管的穩壓值應等于負載電路的工作電壓 , 其穩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 , 所以其最小穩定電流不得大于18毫安 , 否則將失去穩壓作用 。

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