電容降壓的工作原理.doc

電容降壓的工作原理電容降壓的工作原理并不復雜.他的工作原理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.例如,在50Hz的工頻條件下,一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆.當220V的交流電壓加在電容器的兩端,則流過電容的最大電流約為70mA.雖然流過電容的電流有70mA,但在電容器上并不產生功耗,應為如果電容是一個理想電容,則流過電容的電流為虛部電流,它所作的功為無功功率.根據這個特點,我們如果在一個1uF的電容器上再串聯(lián)一個阻性元件,則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性.例如,我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯(lián),在接到220V/50Hz的交流電壓上,燈泡被點亮,發(fā)出正常的亮度而不會被燒毀.因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA,它與1uF電容所產生的限流特性相吻合.同理,我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上,燈泡同樣會被點亮,而不會被燒毀.因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA.因此,電容降壓實際上是利用容抗限流.而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.采用電容降壓時應注意以下幾點: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(tài)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.以上是電容降壓工作原理的簡單介紹.前些日子我曾再次提出一個問題,就是只用電阻和電容可以組成什么電路,進一步講只用一個電阻和一個電容可以組成什么電路.此篇可以是一個回答,有興趣的可以再想一想還能組成什么電路.其實電阻、電容和電感作為電子電路的基本元件,熟知它們的特性并靈活地應用它們是非常重要的.1電容降壓電源原理和計算公式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?？稍趲追饺龓资?，取決于所使用的齊納穩(wěn)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(wěn)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。3、注意齊納管功耗，嚴禁齊納管斷開運行。電容降壓式電源原理及電路電容降壓式電源將交流市電轉換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當受體積和成本等因素的限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。一、電路原理電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩(wěn)壓二極管，R1為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。整流后未經穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發(fā)生很大的波動，這是因為此類電源內阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場合。二、器件選擇1. 電路設計時，應先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容C1向負載提供的電流Io，實際上是流過C1的充放電電流 Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，則流經C1的充、放電電流越大。當負載電流Io小于C1的充放電電流時，多余的電流就會流過穩(wěn)壓管，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩(wěn)壓管燒毀。2.為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。3.泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。三、設計舉例圖2中，已知C1為0.33F，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。C1在電路中的容抗Xc為：Xc=1 /（2 f C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K流過電容器C1的充電電流（Ic）為：Ic = U / Xc =