LED阻容降壓原理和注意事項及器件選擇
發(fā)布時間:2022-03-18
1原理
分類:電子應(yīng)用電路
電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產(chǎn)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(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)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(chǎn)生功耗,因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(jù)這個特點,我們?nèi)绻谝粋€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(chǎn)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(chǎn)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。
2注意事項
采用電容降壓時應(yīng)注意以下幾點:
1. 根據(jù)負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?而不是依據(jù)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(dāng)需要直流工作時,盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流, 因為全波整流產(chǎn)生浮置的地,并在零線和火線之間產(chǎn)生高壓,造成人體觸電傷害。而且要滿足恒定負載的條件。
容降壓式簡易電源的基本電路如圖1,C1為降壓電容器,VD2為半波整流二極管,VD1在市電的負半周時給C1提供放電回路,VD3是穩(wěn)壓二極管,R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應(yīng)用時常常采用的是圖2的所示的電路。當(dāng)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。
3器件選擇
1.電路設(shè)計時,應(yīng)先測定負載電流的準(zhǔn)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(jīng)C1的充、放電電流越大。當(dāng)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(yīng)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(nèi)泄放掉C1上的電荷。
4設(shè)計舉例
圖2中,已知C1為0.33μF,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 πf 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 = 220 / 9.65 = 22mA。
通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關(guān)系可近似認為:C=14.5I,其中C的容量單位是μF,Io的單位是A。
電容降壓式電源是一種非隔離電源,在應(yīng)用上要特別注意隔離,防止觸電。
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