电容降压电源原理和计算公式.doc

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1、電容降壓電源原理和計算公式   這一類的電路通常用於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，取決於所使用的齊納穩壓管。所能提供的電流大小正比於限流電容容量。採用半波整流時，每微法電容可得到電流（平均值）爲：（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如果採用全波整流可得到雙倍的電流（平均值）爲：   I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C    

2、   =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，但是因爲浮地，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、限流電容須接於火線，耐壓要足夠大（大於400V），並加串防浪湧衝擊兼保險電阻和並放電電阻。   3、注意齊納管功耗，嚴禁齊納管斷開運行。電容降壓電路的特點及元器件選擇   在電子製作時，爲了減小體積、降低成本，往往採用電容降壓的方法代替笨重的

3、電源變壓器。採用電容降壓方法如元器件選擇不當，不但達不到降壓要求，還有可能造成電路損壞。本文從實際應用角度，介紹電容降壓元器件應如何進行正確選擇。   最簡單的電容降壓直流供電電路及其等效電路如圖1，C1爲降壓電容，一般爲0.33~3.3uF。假設C1=2uF，其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由於整流管的導通電阻只有幾歐姆，穩壓管VS的動態電阻爲10歐姆左右，限流電阻R1及負載電阻RL一般爲100~200，而濾波電容一般爲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2的交流等效電路。同時滿足了XC1>R

4、的條件,所以可以畫出電壓向量圖。   由於R甚小於XC1，R上的壓降VR也遠小於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：整流後的直流電流平均值Id,與交流電平均值I的關係爲Id=V/XC1。若C1以uF爲單位，則Id爲毫安培培單位，對於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後，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，由於Id=0.62C1,可以看出，Id與C1成正比，即C1確定以後，輸出電流

5、Id是恒定的，而輸出直流電壓卻隨負載電阻RL大小不同在一定範圍內變化。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，負載平均電流爲75毫安培培，由於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爲Id=93毫安培培。   穩壓管的穩壓值應等於負載電路的工作電壓，其穩定電流的選擇也非常重要。由於電容降壓電源提供的的是恒定電流，近似爲恒流源，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毫安培培電流，所以VD

6、5的最大穩定電流應該取100毫安培培爲宜。由於RL與VD5並聯，在保證RL取用75毫安培培工作電流的同時，尚有18毫安培培電流通過VD5，所以其最小穩定電流不得大於18毫安培培，否則將失去穩壓作用。   限流電阻取值不能太大，否則會增加電能損耗，同時也會增加C2的耐壓要求。如果是R1=100歐姆，R1上的壓降爲9.3V,則損耗爲0.86瓦,可以取100歐姆1瓦的電阻。  濾波電容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亞的選擇.前已述及,負載電壓爲9V,R1上的壓降爲9.3V,總降壓爲18.3V,考慮到留有一定的餘量,因此C2耐壓取25V以上爲好。　電容降壓式電源   將

7、交流市電轉換爲低壓直流的常規方法是採用變壓器降壓後再整流濾波，當受體積和成本等因素的限制時，最簡單實用的方法就是採用電容降壓式電源。一、電路原理           電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1爲降壓電容器，D2爲半波整流二極體，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩壓二極體，R1爲關斷電源後C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常採用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可採用圖3所示的橋式整流電路。整流後未經穩壓的直流電壓一般會高於30伏，並且會隨負載電流的變化發生很