前言
阻容降压 电源 分为两大类,一类是 电阻 降压,一类是 电容 降压,经常使用电阻降压构建电源并不是一种有效的方法,由于它具备少量的热量损失。本篇文章咱们会解说电容降压电路的计算。
电容降压
电容降压器
咱们可以在交流电路中经常使用 电容器 (电容自身的容抗)来降低电压。咱们重点须要做的是计算电容器的容值,在交流电路中,电容可以像电阻一样降低电压,这应用了电容最基本的特性,也就是通交流阻直流,并且电容是属于储能元件,理想的电容是不损耗能量的。
电容降压电路计算实例
为了便于对比,咱们以 12V、50mA 的负载和 230V、50Hz 的交流电源为例,经常使用与电阻降压电路打算相反的电路,只是将 电阻器 交流为电容器。因此,为了便于了解,咱们先把电容降压所需的电阻阻值计算步骤放上。
1)负载电压是12V,假设负载 电流 按50mA,那么R2电阻两端的电压是 0.05 x 100 = 5V。
2)还要思考 桥式整流器 的两个正向偏置 二极管 的压降的 1V(每个二极管 0.7 至 1.2V),1 x 2 = 2V。
3)那么咱们须要用 R1 降低的净电压就等于:230 – 12 – 5 – 2 = 211V;由于输入电压是电压,也就是电压,所以它等于整流后的 RMS电压。
4)经过以上计算可知,R1电阻器须要在经过50mA 的电流降低低 211V 电压。
那么 R = V/I = 211/50mA= 4220Ω
电阻降压所需的电阻为 4220Ω,因此须要计算电抗值简直凑近 4220Ω 的电容器。
有人会纳闷了,为什么电路图中的电容器并联了一个电阻器呢?这里的电阻的作用是当输入电源断电时,泄放电容中贮存的电荷,防止断电后,人触摸插头被电击到。电阻的阻值在 470k – 1M 范围内,阻值比拟大的阻值和电容的放电期间要求无关,由于阻值比拟大,经过的电流比拟小,因此在上方的计算中咱们就疏忽了R1,所以电容器两端的等效电阻简直与电容的容抗值相反。容抗可以计算为Xc = 1/2ΠfC。
接上去就一步步计算电容降压的容值,电流,功率:
1)容值计算
Xc = 4220Ω = 1/ 2πfC
C = 1/ 4220 x 2 x π x 50 = 0.754μf
由于容抗与电容值成正比,因此选用的电容器规范值须要高于计算值能力取得更大的电流。
所以,假设咱们选用一个 1μf 的电容,它的容抗是3183.1Ω。
与电阻降压器的计算模式相反,电容器上的压降是216V,那么电路中的电流值= 216 / Z。
电阻降压电路是纯电阻性的,但电容降压电路有一个无功重量,即容抗。纯容性和阻性负载相差90度,容性电路中电流相位超前电压相位。
2)输入电流计算
阻抗Z = 1/2ΠfC + R 2 = 3184.67Ω;
输入电流变为 216/3184.67 = 67mA,其中包括了 50mA 负载电流和 齐纳 二极管电流 Iz = 17mA。
3)输入功率计算
电路的输入功率按视在功率计算,由于它同时蕴含有功功率和无功功率。视在功率 = VI = 230 x 0.067 = 15.41W。
电容器的功率 = I x I x XL sin 90 = 0.067 x 0.067 x 3183.1 = 14.28VAR
输入负载功率 = 12V x 50mA = 0.6W
总结
与消耗有功功率的电阻降压器不同,电容降压电路中的大局部功率是无功功率。因此,经常使用电容降压器远比经常使用电阻降压器效率更高。电容降压电路也有许多缺陷,比如该电路在交流线路和直流输入之间没有 电气 隔离,这或许会造成电击或其余电气意外。它仅对小电流的 产品 有用,关于有大负载输入要求的产品无法行,由于大电流须要更高的电容,这也象征着电容器的体积会更大,不便于集成。