采用电容降压的计算方法及注意事项
电容降压式电源电路的电容计算及选择

电容降压式电源电路的电容计算及选择
在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。
通过电容器把交流电引入负载中,对地有220V电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中,本弱点也可克服。
如冰箱电子温控器或遥控电源的开╱关等电源都是用电容器降压而制作的。
相对于电阻降压,对于频率较低的50Hz交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。
通过电容器电流的大小,受该电容器容抗Xc=1╱(2πfC),Xc 的单位是欧姆;交流电频率f的单位是赫兹;电容器C的单位是法拉。
当将不同容量的电容器C(如图1所示),接入AC220V 50Hz的交流电路时,其C的容抗及其所能通过的电流如附表所列。
该电流即电容器C所能提供的最大电流值。
图阻容降压电路图(点击看原图)
(1)经电容器降压后,必须如图2所示经整流、滤波及稳压二极管稳压后,才能获得电压稳定的电源(注:整流电路也可用半波整流)。
(2)电容器耐压最好在630V以上,并应用无极性的电容器,有极性电容器不能用。
(3)在电容器两端并联500K-1M的泄放电阻。
(4)若需要加电源开关,为防止浪涌电流对负载RL并联,如图3所示。
(5)在组装调试过程中要用1:1隔离变压器接入AC220V电路中,
以防触电。
电容降压电路计算方法

电容降压电路计算方法从网上看到很多人在寻求电容降压电路的计算方法。
实际上用电路仿真软件一下子就可以推理出电容降压电路的计算方法。
以下面的为例,说一下怎么计算电容降压电路。
例:在上图中已知电源v1的电压为220v频率为50HZ,求OUT端输出电压为17V,电流I为2mA时,降压电容C1的值为多少?【解题猜想】从电路图中可以看出好像是一个电容和电阻串联的电容,先试试用电源电压V1减去17V得到电容两端的电压,得到电容两端的电压后除以电流,然后再根据电容的容抗计算方法得出电容的容量。
仿真波形如下:猜想正确。
实际实验:一通电,电阻就冒烟了,可见这个电路不实用。
试一试改进的电路,图中的电路多加了电阻R2电路的计算方法:只不过是多了个并联电阻,10150是电容C1和R2的并联总阻值。
再按照并联电路的原理就可以得出电容的容量。
得到的仿真结果也和猜想的结果一样。
实际实验:电压不稳定。
电阻不会再冒烟,再进行电路改进。
结果如下:通过不断的改变C1,R1的值,得到OUT端的电压等于稳压管的稳压值。
电流取值于R1的值(通过实验得到)。
实际实验时,此电路较以前的电路安全稳定。
当然由于输出的电压等于稳压二极管的稳压值,所以此电路还可以用来测量未知稳压管的稳压值。
下面的电路最好不要用。
电容降压式电源原理及电路将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。
一、电路原理电容降压式简易电源的基本电路如图1,C1为降压电容器,D2为半波整流二极管,D1在市电的负半周时给C1提供放电回路,D3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。
在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。
当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。
整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。
电容降压电源原理和计算公式与相关注意事项

电容降压电源原理和计算公式这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。
它的输出电压通常可在几伏到三几十伏,取决于所使用的齐纳稳压管。
所能提供的电流大小正比于限流电容容量。
采用半波整流时,每微法电容可得到电流(平均值)为:(国际标准单位)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双倍的电流(平均值)为: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,此类电路全波整流虽电流稍大,但是因为浮地,稳定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的更少。
使用这种电路时,需要注意以下事项:1、未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电!2、限流电容须接于火线,耐压要足够大(大于400V),并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗,严禁齐纳管断开运行。
注意事项:在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。
通过电容器把交流电引入负载中,对地有220V电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中,本弱点也可克服。
如冰箱电子温控器或遥控电源的开╱关等电源都是用电容器降压而制作的。
相对于电阻降压,对于频率较低的50Hz交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。
通过电容器电流的大小,受该电容器容抗Xc=1╱(2πfC),Xc的单位是欧姆;交流电频率f的单位是赫兹;电容器C的单位是法拉。
当将不同容量的电容器C(如图1所示),接入AC220V 50Hz的交流电路时,其C的容抗及其所能通过的电流如附表所列。
电容降压电路计算方法(完整版)

电容降压电路计算方法从网上看到很多人在寻求电容降压电路的计算方法。
实际上用电路仿真软件一下子就可以推理出电容降压电路的计算方法。
以下面的为例,说一下怎么计算电容降压电路。
例:在上图中已知电源v1的电压为220v频率为50HZ,求OUT端输出电压为17V,电流I为2mA时,降压电容C1的值为多少?【解题猜想】从电路图中可以看出好像是一个电容和电阻串联的电容,先试试用电源电压V1减去17V得到电容两端的电压,得到电容两端的电压后除以电流,然后再根据电容的容抗计算方法得出电容的容量。
仿真波形如下:猜想正确。
实际实验:一通电,电阻就冒烟了,可见这个电路不实用。
试一试改进的电路,图中的电路多加了电阻R2电路的计算方法:只不过是多了个并联电阻,10150是电容C1和R2的并联总阻值。
再按照并联电路的原理就可以得出电容的容量(这里省略,如不懂,请到振德小学进修两年)。
得到的仿真结果也和猜想的结果一样。
实际实验:电压不稳定。
电阻不会再冒烟,再进行电路改进。
结果如下:通过不断的改变C1,R1的值,得到OUT端的电压等于稳压管的稳压值。
电流取值于R1的值(通过实验得到)。
实际实验时,此电路较以前的电路安全稳定。
当然由于输出的电压等于稳压二极管的稳压值,所以此电路还可以用来测量未知稳压管的稳压值。
下面的电路最好不要用。
电容降压式电源原理及电路技术分类:电源技术 | 2006-10-08来源:《中国制作》将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。
一、电路原理电容降压式简易电源的基本电路如图1,C1为降压电容器,D2为半波整流二极管,D1在市电的负半周时给C1提供放电回路,D3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。
在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。
当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。
整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。
电容降压的工作原理

电容降压的工作原理电容降压是一种常见的电路设计方法,用于将高电压降低到较低的电压水平。
它基于电容器的特性来实现电压的降低。
本文将详细介绍电容降压的工作原理以及相关的电路设计技巧。
1. 电容器的基本原理电容器是一种能够存储电荷的被动元件。
它由两个导体板和介质组成,通过将电荷存储在两个导体板之间的介质中来存储电能。
电容器的容量以法拉(Farad)为单位,表示电容器可以存储的电荷量。
2. 电容降压的原理电容降压是通过将电容器与电源和负载电阻连接在一起来实现的。
当电源施加电压时,电容器开始充电。
在充电过程中,电流通过电容器流入,导致电容器上的电荷逐渐增加。
当电容器充满电荷后,它将存储一定的电能。
此时,如果将负载电阻连接到电容器的两端,电容器将释放存储的电能,从而提供给负载电阻。
在这个过程中,电容器的电压将逐渐降低,直到达到与负载电阻匹配的稳定电压值。
3. 电容降压的电路设计为了实现电容降压,可以使用简单的RC电路。
RC电路由一个电阻和一个电容器组成,电阻用于限制电流,电容器用于存储电能。
在设计电容降压电路时,需要确定所需的输出电压和负载电流。
根据负载电流和电容器的充电时间常数,可以选择合适的电容器容量和电阻值。
充电时间常数(τ)可以通过以下公式计算:τ = R * C其中,R是电阻值(单位为欧姆),C是电容器的容量(单位为法拉)。
为了实现稳定的输出电压,可以通过选择合适的电容器容量和电阻值来调整充电时间常数。
较大的电容器容量和较小的电阻值将导致较长的充电时间常数,从而产生更稳定的输出电压。
4. 电容降压的优缺点电容降压具有以下优点:- 简单且成本低廉的电路设计。
- 输出电压稳定性高,适用于一些对电压要求较高的应用。
- 可以实现较低的输出电压。
然而,电容降压也存在一些缺点:- 输出电流受限制,适用于较低功率的应用。
- 输出电压受输入电压波动的影响,不适用于输入电压变化较大的情况。
- 需要选择合适的电容器容量和电阻值,否则可能导致输出电压不稳定或不满足要求。
电容降压的工作原理

电容降压的工作原理电容降压是一种常见的电源降压方式,通过使用电容器来实现电压的降低。
在电容降压电路中,电容器被连接在输入电压和负载之间,起到降压的作用。
工作原理:1. 电容器的充电过程:当输入电压施加在电容器上时,电容器开始充电。
在这个过程中,电容器的两端电压逐渐增加,直到达到输入电压的峰值。
电容器的充电过程可以用以下公式描述:Q = C * V其中,Q是电容器上的电荷量,C是电容器的电容值,V是电容器两端的电压。
2. 电容器的放电过程:当负载开始消耗电流时,电容器开始放电。
在这个过程中,电容器的两端电压逐渐降低,直到达到负载所需的电压。
电容器的放电过程可以用以下公式描述:Q = C * V其中,Q是电容器上的电荷量,C是电容器的电容值,V是电容器两端的电压。
3. 电容降压的原理:在电容降压电路中,电容器的充电和放电过程交替进行。
当电容器充电时,输入电压通过电容器的两端,将电荷储存起来。
当负载需要电压时,电容器开始放电,释放储存的电荷供应给负载。
通过不断重复这个过程,电容器可以稳定地为负载提供所需的电压。
注意事项:1. 选择合适的电容器:在设计电容降压电路时,需要选择合适的电容器来满足负载的需求。
电容器的电容值决定了电容器能够储存的电荷量,因此需要根据负载的功率和电流要求来选择合适的电容器。
2. 稳定性和效率:电容降压电路的稳定性和效率与电容器的选择和电路设计密切相关。
合理选择电容器和设计电路可以提高降压电路的稳定性和效率。
3. 过压保护:在电容降压电路中,需要考虑输入电压的波动和过压情况。
可以通过添加过压保护电路来保护电容器和负载免受过压的损害。
应用领域:电容降压广泛应用于各种电子设备和电路中,例如:- 电子产品:手机、平板电脑、电视等消费电子产品中常见的电源降压方式之一。
- 电源适配器:电容降压电路常用于电源适配器中,将高电压转换为低电压供应给电子设备。
- LED驱动:在LED照明中,电容降压电路常用于驱动LED灯珠,提供所需的电压和电流。
电容降压电源原理和计算公式

电容降压电源原理和计算公式2009-04-18 19:06在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。
通过电容器把交流电引入负载中,对地有220V电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中,本弱点也可克服。
如冰箱电子温控器或遥控电源的开/关等电源都是用电容器降压而制作的。
相对于电阻降压,对于频率较低的50Hz交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。
电容降压的工作原理并不复杂。
他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。
当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。
虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。
根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。
因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。
同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。
因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。
因此,电容降压实际上是利用容抗限流。
而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。
电容降压式简易电源的基本电路如图1 ,C1 为降压电容器,D2 为半波整流二极管,D1 在市电的负半周时给C1 提供放电回路,D3 是稳压二极管,R1 为关断电源后C1的电荷泄放电阻。
电容降压电源原理和计算公式-5V直流稳压电源

电容降压电源原理和计算公式用电容降压的电路里,给电容并联的电阻起什么作用最佳答案刚接通电路时,电容是没有初始储能的,电容相当于短路,所以会对后面电路产生危害,所以并联电阻降压。
等电容储能完毕,电容上就分担了大部分电流,等于把电阻开路了。
在电源关闭后,电容可以通过电阻释放储存的能量。
我是这么理解的。
这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源.它的输出电压通常可在几伏到三几十伏,取决于所使用的齐纳稳压管.所能提供的电流大小正比于限流电容容量.采用半波整流时,每微法电容可得到电流(平均值)为:(国际标准单位)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双倍的电流(平均值)为: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,此类电路全波整流虽电流稍大,但是因为浮地,稳定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的更少.使用这种电路时,需要注意以下事项:1、未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电!2、限流电容须接于火线,耐压要足够大(大于400V),并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻.3、注意齐纳管功耗,严禁齐纳管断开运行.C1取值大小应根据负载电流来选择,比如负载电路需要9V工作电压,负载平均电流为75毫安,由于Id=0.62C1,可以算得C1=1.2uF.考虑到稳压管DZ1的损耗,C1可以取1.5uF,此时电源实际提供的电流为Id=93毫安.稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压,其稳定电流的选择也非常重要.由于电容降压电源提供的的是恒定电流,近似为恒流源,因此一般不怕负载短路,但是当负载完全开路时,R2(串在整流电路后,做限流)及DZ1回路中将通过全部的93毫安电流,所以DZ1的最大稳定电流应该取100毫安为宜.由于RL与DZ1并联,在保证RL 取用75毫安工作电流的同时,尚有18毫安电流通过DZ1,所以其最小稳定电流不得大于18毫安,否则将失去稳压作用.电工原理:整流后的直流电流平均值Id,与交流电平均值I的关系为Id=V/XC1.C1以uF为单位,则Id为毫安单位问:谈到电容降压,我有点小问问题想请各位指教.我公司有多款产品都用到电容降压,但都没有用齐纳管也没有任何事发生,照常出货.前不久,我们生产一批产品,是黄色LED灯,却出现大量死灯,而且是一死灯就是整块板的灯全开路死灯,到现在也没有搞清楚是怎么回事(其它颜色的灯没有出现这样的情况).今天看到你们的贴子这么好,也想借此机会向各位请教.答:一是你的CBB选大了, 二是你CBB选的是对的,但是客户的输入电压肯定不是咱们的220 有可能高出几伏或者十几伏, 所以会开路死灯,发表我的看法.我认为,inherit先生的计算公式是错误的,连近似公式都不是.还有,画的电路也不完整.我认为,完整的电路应该是:1.输入端应串接浪涌限制电阻.2.稳压管上应并联滤波电容(如果没有电容的话,纹波大,稳压管也容易损坏).3.输出端应接入稳压器件,例如78系列的78X05之类.4.半波整流的情况下,整流二极管应挪到稳压管后面.我认为,平均电流的计算公式中不应有0.44,0.89,Pi.在有效值电流和视在功率的式子中可能出现0.44(半波),0.89(全波).sqrt(Pi)/4=0.44(近似),sqrt(Pi)/2=0.89(近似).很抱歉,因为有效值电流和视在功率的近似式子中出现sqrt(Pi)项,我用除4或除8的方法,主观硬凑出0.44和0.89的.前几年,我是建立数学模型,用解微分方程的方法得出了近似式子,费了不功夫,向公司递交了技术报告.当时看到公司的人用实验方法确定降压电容,很挠心.得出的近似式子如下:1.半波:I(AV)=2*sqrt(2)*f*c*Vrms(近似)I(rms)=2*sqrt(2)*f*c*Vrms*sqrt(Pi)(近似)视在功率=2*sqrt(2)*f*c*Vrms*Vrms*sqrt(Pi)(近似)2.全波:I(AV)=4*sqrt(2)*f*c*Vrms(近似)I(rms)=2*sqrt(2)*f*c*Vrms*sqrt(Pi)(近似)视在功率=2*sqrt(2)*f*c*Vrms*Vrms*sqrt(Pi)(近似)其实,若考虑稳压管的电压、整流二极管的压降、导通角,上面的式子非常复杂,我没法输入,只好在此省略了,很抱歉.这种电路有以下优点:1.电路简单、元件少2.噪声小3.可防磁场干扰这种电路有以下缺点:1.功率因数低,无功功率大.2.不适合于负载电流稍大的电源,不适合于宽输入电压、负荷电流变动很大的电源.因为降压电容是在最低输入电压、最低工作频率、最大负荷电流的条件下确定的.当输入电压和工作频率较高、负荷电流较小时,多余的电流会流向稳压管,导致稳压管发热.3.因为是非绝缘型电源,电路带电,电路的使用范围受到限制.不能有一端接了零线就安全的想法.设计时,1.根据输入电压的最小值、最低工作频率、最大负荷电流、电容的误差和温度变化率计算出降压电容容量.2.根据输入电压的最大值、降压电容的容量(应考虑误差和温度变化率)、并参照有关电气规定确定放电电阻的阻值.3.根据输入电压的最大值、最高工作频率、最小负荷电流、降压电容的容量(应考虑误差和温度变化率)、稳压管的最大容许功率和热阻抗(应考虑最高环境温度),确定稳压管的型号.从成本的角度看,我个人认为,这种电路不太适合于200V-240V电网,是适合于100V电网.因为输入电压很高时,要想采用可靠的降压电容,电容的成本太高.另,特别要注意稳压管的安全.其实,稳压管的稳压值和损失的关系曲线成抛物线.电容器使用说明1)名称:聚酯(涤纶)电容符号:(CL)电容量:40p--4uf额定电压:63--630V主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路2)名称:聚苯乙烯电容符号:(CB)电容量:10p--1uf额定电压:100V--30KV主要特点:稳定,低损耗,体积较大应用:对稳定性和损耗要求较高的电路3)名称:聚丙烯电容符号:(CBB)电容量:1000p--10uf额定电压:63--2000V主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路4)名称:云母电容符号:(CY)电容量:10p--0.1uf额定电压:100V--7kV主要特点:高稳定性,高可*性,温度系数小应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路5)名称:高频瓷介电容符号:(CC)电容量:1--6800p额定电压:63--500V主要特点:高频损耗小,稳定性好应用:高频电路6)名称:低频瓷介电容符号:(CT)电容量:10p--4.7uf额定电压:50V--100V主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差应用:要求不高的低频电路7)名称:玻璃釉电容符号:(CI)电容量:10p--0.1uf额定电压:63--400V主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)应用:脉冲、耦合、旁路等电路8)名称:铝电解电容符号:(CD)电容量:0.47--10000uf额定电压:6.3--450V主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等9)名称:钽电解电容符号:(CA)铌电解电容(CN)电容量:0.1--1000uf额定电压:6.3--125V主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容应用:在要求高的电路中代替铝电解电容10)名称:空气介质可变电容器符号:可变电容量:100--1500p主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用:电子仪器,广播电视设备等11)名称:薄膜介质可变电容器符号:可变电容量:15--550p主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大应用:通讯,广播接收机等12)名称:薄膜介质微调电容器符号:可变电容量:1--29p主要特点:损耗较大,体积小应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿13)名称:陶瓷介质微调电容器可变电容量:0.3--22p主要特点:损耗较小,体积较小应用:精密调谐的高频振荡回路14)名称:独石电容电容量大、体积小、可*性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等.应用范围:广泛应用于电子精密仪器.各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路.容量范围:0.5PF--1UF耐压:二倍额定电压.独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型性能挺好,但容量小,一般小于0.2Uf,另一种叫II型,容量大,但性能一般.独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的频漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了.就温漂而言:独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小.就价格而言:钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.15)安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级(IEC664)X1 >2.5kV ≤4.0kVⅢX2 ≤2.5kVⅡX3 ≤1.2kV——16)安规电容安全等级绝缘类型额定电压范围Y1 双重绝缘或加强绝缘≥ 250VY2 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY3 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY4 基本绝缘或附加绝缘 <150VY电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的.GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF.Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义安规电容的参数选择X电容,聚苯乙烯(薄膜乙烯)电容,从上面的贴子里也可以看到,聚苯乙烯的耐电压较高,适合EMI 电路的高压脉冲吸收作用.2.容量计算:一般两级X电容,前一级用0.47uF,第二基用0.1uF;单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法.(电容容量的大小和电源的功率无直接关系)电解电容的设计,一点小经验:1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍,并不根据滤波电路的额定值;2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔.3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触.电路设计(4)铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容.(5)对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器.(6)不应使用过载电压1.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值.2.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内.(9)设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,,并应留出2mm以上的空隙.(10)电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电.当电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc板上的线路.,以致生烟或着火.因此在电解电容下面不应有任何线路.(11)设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容电容的型号命名:1) 各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成:第一部分:用字母表示名称,电容器为C.第二部分:用字母表示材料.第三部分:用数字表示分类.第四部分:用数字表示序号.2) 电容的标志方法:(1) 直标法:用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上.(2) 文字符号法:用数字、文字符号有规律的组合来表示容量.文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F 等.和电阻的表示方法相同.标称允许偏差也和电阻的表示方法相同.小于10pF的电容,其允许偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.2pF,D——±0.5pF,F——±1pF.(3) 色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为pF.小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置*近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示:颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰耐压 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V(4) 进口电容器的标志方法:进口电容器一般有6项组成.第一项:用字母表示类别:第二项:用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系.第三项:温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的,也有用颜色的,其意义如下表所示:序号字母颜色允许偏差字母颜色温度系数1 A 金 +100 R 黄 -2202 B 灰 +30 S 绿 -3303 C 黑 0 T 蓝 -4704 G ±30 U 紫 -7505 H 棕 -30 ±60 V -10006 J ±120 W -15007 K ±250 X -22008 L 红 -80 ±500 Y -33009 M ±1000 Z -470010 N ±2500 SL +350~-100011 P 橙 -150 YN -800~-5800备注:温度系数的单位10e -6/℃;允许偏差是 % .第四项:用数字和字母表示耐压,字母代表有效数值,数字代表被乘数的10的幂.第五项:标称容量,用三位数字表示,前两位为有效数值,第三为是10的幂.当有小数时,用R或P表示.普通电容器的单位是pF,电解电容器的单位是uF.第六项:允许偏差.用一个字母表示,意义和国产电容器的相同.也有用色标法的,意义和国产电容器的标志方法相同.3.电容的主要特性参数:(1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围.一般分为3级:I级±5%,II级±10%,III级±20%.在有些情况下,还有0级,误差为±20%.精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级.常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同.用字母表示:D——005级——±0.5%;F——01级——±1%;G——02级——±2%;J——I级——±5%;K——II 级——±10%;M——III级——±20%.(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可*工作,所承受的最大直流电压,又称耐压.对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大.(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值.温度系数越小越好.(4) 绝缘电阻:用来表明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.(5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通常用损耗角正切值来表示.(6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.不同品种的电容器,最高使用频率不同.小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ① 铝电解电容与钽电解电容铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感.它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波.铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险.与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势.但是,它的工作电压较低.② 纸介电容和聚酯薄膜电容其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大.它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz以下)的场合,可用于低频滤波和旁路.使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响.③ 云母和陶瓷电容其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定.它适用于电容量小、工作频率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦.但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的.④ 聚苯乙烯电容器其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定.它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦.电容降压应用一种常见LED驱动电路的分析--转伟纳电子采用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路﹐由于其具有体积小﹑成本低﹑电流相对恒定等优点﹐也常应用于LED的驱动电路中。
电容降压的降压电容器参数计算

电容降压的降压电容器参数计算在电子小制作中,常用到电容降压电路,如附图所示。
但如何取电容的容量,则许多电子爱好者并不是很清楚。
在电路中可先把降压电容看成是一个电阻,根据电阻分压的原理计算降压电容的等效阻抗,再根据容抗公式,计算出电容的容量即可。
一、降压电容器的计算1.先计算负载的等效电阻如某负载的工作电压为12伏,最大工作电流为100毫安,其等效内阻则为12÷0.1=120(Ω)2.根据上面所述的负载,若采用电容降压电路,应计算该电路中电容的等效电阻值:(220-12)÷0.1=2080(Ω)3.根据容抗计算公式:Xc=1/2πfc,则有1÷(2×3.14×50c)=2080(Ω)计算结果为:容值=0.00000153111法拉,即=1.53111微法另外还有一种更为简便的计算方法,此方法是一种统计经验,但有一个前提,即电压为Ac220v正弦波,其频率50Hz,电流单位为安,电容单位为微法。
规则为:负载电流的15倍=降压电容的容量(微法),公式为I×15=( )微法,套上前面的数据为0.1(A)×15=1.5(uF)可见误差较小。
二、元器件的选用1.电容容量的选取:在计算公式中应按电网中波动电压的最高端电压计算,以取得稳定的工作电压(一般取电容器的耐压为250V交流电容器)。
2.图中稳压二极管的功率及电流要适当,以免负载较轻或电压较高时,分流过多而烧坏。
3.泄放电阻R不可缺少,以防止断电后电容储电,手摸电容麻手,其阻值为100k左右。
4.电容降压电路只适台小电流和负载电流波动小的电路。
如在计算后,电容量大于几微法,则不应考虑使用该类型电路。
5.由于该电路整体带市电,使用时切记要注意安全。
图中D1-D4为整流二极管,可用1N4007等型号的。
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电容降压电源原理和计算公式

电容降压电源原理和计算公式1.原理概述2.电容器充电过程当交流电源正向电压施加在电容上时,电容器开始充电。
电流会通过电容充电,直到达到电源的峰值电压,此时电容的电流消失。
3.电容器放电过程当交流电压为负向时,电容器开始放电。
在放电过程中,电容器通过负载电阻上的电流会使电容器的电荷减少,并形成一个与输入电压振幅相同的波形。
4.平均电压值通过电容器放电的过程,我们可以获得一个波形振幅为输入电压振幅的直流电压。
由于放电时间相对较长,电容器电压的振动周期较长,可以视为直流电压。
5.电容降压电源计算公式Vout = Vin × (1 - (1 / (2 × π × f × C × R)))其中Vout为输出电压,单位为伏特(V);Vin为输入电压,单位为伏特(V);f为交流电源频率,单位为赫兹(Hz);C为电容器的电容量,单位为法拉(F);R为负载电阻,单位为欧姆(Ω)。
该公式基于电容器充电和放电的原理,通过调节电容和负载电阻的数值,可以得到所需的输出电压。
需要注意的是,电容降压电源是一种比较简单的降压电路,它的输出电压具有一定的浪涌和纹波。
如果需要更稳定的输出电压,可以进一步添加稳压电路来实现。
总结:电容降压电源是一种常见的电源电路,利用电容器的电压-电荷关系实现对输入电压的降压。
其原理是通过电容器的充电和放电过程,得到一个平均电压输出。
根据电容降压电源的计算公式,可以根据输入电压、频率、电容和负载电阻的数值计算出输出电压。
但需要注意的是,电容降压电源的输出电压具有一定的浪涌和纹波,如果需要更稳定的输出,可以添加稳压电路。
电容降压电路原理及注意事项

用电容器降压制作电源时,必须注意以下几点: (1) 经电容器降压后,必须如图 2 所示经整流、滤波及稳压二极管稳压后,才能获得 电压稳定的电源(注:整流电路也可用半波整流)。 (2) 电容器耐压最好在 630V 以上,并应用无极性的电容器,有极性电容器不能用。 (3) 在电容器两端并联 500K-1M 的泄放电阻。 (4) 若需要加电源开关,为防止浪涌电流对负载 RL 并联,如图 3 所示。 (5) 在组装调试过程中要用 1:1 隔离变压器接入 AC220V 电路中,以防触电。
电容降压直流供电电路图
电容降压式电源中电容器的选用及注意事项
在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的 电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。通过电容器把交流 电引入负载中,对地有 220V 电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电 源中, 本弱点也可克服。 如冰箱电子温控器或遥控电源的开╱关等电源都是用电容器降压而 制作的。 相对于电阻降压, 对于频率较低的 50Hz 交流电而言, 在电容器上产生的热能损耗很小, 所以电容器降压更优于电阻降压。 通过电容器电流的大小,受该电容器容抗 Xc=1╱(2πfC),Xc 的单位是欧姆;交流 电频率 f 的单位是赫兹;电容器 C 的单位是法拉。
电容降压 LED 驱动电路
采用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路﹐由于其具有体积小﹑成本低﹑电流 相对恒定等优点﹐也常应用于 LED 的驱动电路中。 图一 为一个实际的采用电容降压的 LED 驱动电路﹕请注意﹐大部分应用电路中没有连 接压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管﹐建议连接上﹐因压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管能在 电压突变瞬间( 如雷电﹑大用电设备起动等 )有效地将突变电流泄放﹐从而保护二级关和 其它晶体管﹐它们的响应时间一般在微毫秒级 。
阻容降压工作原理及参数计算

阻容降压工作原理及参数计算2011-09-12 22:50转载自wcdstar最终编辑wcdstar阻容降压工作原理及参数计算一.工作原理利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流,该电容如果是理想电容,则它所作的功为无功功率.因此,电容降压实际上是利用容抗限流.而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配负载两端二.参数计算1.电路原理图:2.参数计算公式:(1)容抗公式:Xc = 1/(2πf·C) = 1/(ω·C)(2)电流计算公式:Ic = U/Xc = 2πf·CU3.举例: 图2中,已知C1为0.33μF,交流输入为220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流解:由(2)得Ic = U/Xc = 2πf·CU = 2 x 3.14 x 50 x 0.33 x 10-6 x 220 = 0.0228 (A)三.器件选择1.电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考示例来选择降压电容器的容量。
因为通过降Io,实际上是流过C1的充放电电流 Ic。
C1容量越大,容抗Xc越小,则流经C1的充、放电电流的充放电电流时,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。
3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。
理想情况下RC时间常数<T(T 不能取太小,否则R1功耗大,一般我们取RC时间常数<300mS.注意电阻耐压,常用的0.25W碳膜电阻压700V.4.实际电路如图4加入R2,R3限流,防止首次上电和在快速插拔电源插头或插头接触不良时所产生坏.图4电容C2首次上电刚好碰在波峰处,因C2在通电瞬间呈短路状态,此时交流电源直接加在R 2Usin(ωt+φ)=Umsin(ωt+φ),R2,R3上有220VAC x 1.414=311VDC瞬间直流电压;电容C2在快速时,如果C2在n+1波峰处断电,n+2波峰处通电,此时间内放掉ΔV(由C2,R1决定),此时R2,R3上有1.414 –ΔV) = 622VDC –ΔV瞬间直流电压,考虑电网波动,此电压会更高,所以R2,R3要选择般选大功率氧化膜电阻或金属膜电阻,阻值一般取40-50欧姆之间,电阻太大,电路功耗大,电阻太小值电流一般比较大,如1N400X系列峰值电流为200A.图4中,D1,D2为整流二极管,组成半波整流回路,C3,C4组成第一级滤波,其最高耐压=(Umax X =22.2VDC,所以C3,C4选耐压>25VDC的产品,R4,C5,C6组成第二级RC滤波同时ZD1将电压稳定在图4中,R4的大小决定了产品在低工作电压下的纹波大小.R5防止快速插拔或插头接触问题对容上耦合过去,防止稳压二极管损坏.同时PCB Layout时该电阻放在滤波电容C5,C6的后面,防止寄响.四.设计注意事项1.根据负载的电流大小和交流的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率.2.限流电容必须采用无级性电容,绝对不能采用电解电容.而且电容的耐压必须在400V以上,最理想3.电容降压不能用于大功率条件,因为不安全.4.电容降压不适合动态负载条件.5.电容降压不适合容性和感性负载.6.当需要直流工作时,尽量采用半波整流.不建议采用桥式整流.而且要满足恒定负载的条件.7.电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电.五.主要运用产品有1.LED小夜灯.2.直管节能小夜灯.3.声控灯.4.其他小功率低电流电源部分.。
阻容降压中电容的选择以及一些注意事项

5.对于安装使用条件来说,必须安装在人不会轻易接触到的地方.
2017 - 01 - 13 黄林杰
稳压旁路电容如果太小,此时将可能引起稳压的电压大幅度跌落,导致后级电路供电不稳,进而导致一些不可预测的问题,例如主控芯片MCU复位或者死机
3. 在使用过程中,电容是会老化的,然而负责却不会随着使用的年限而降低,这样会导致阻容降压后的电压没有达到设计要求,此情况和2一样。
4.使用阻容降压将会使得整块电路板带电,不能直接进行操作,使用是最好使用隔离变压器将市电隔离后进入控制板进行调试.
1.根据负载的大小来选择
首先板子做好之后,用直流电源供电,根据电源箱显示的电流值来计算阻容降压中的电容大小
例如:
我们现在板子上需要通过阻容降压稳压出24V,先通过直流电源箱供24V给我们板子,此时假设电源箱电流显示30mA.
交流电220VAC,50HZ, 全波整流,30mA
设电容大小为C.
Xc = 1/(2πfC)
30mA/0.89 = (220V - 24V )/Xc ;
(注采用全波整流的利用率系数为约0.89,半波整流的利用率约0.44)
34mA = 196*100π*C
34/1000 = 19600π*C
C = 34/(1000*19600*π)
= 34/61544000
= 0.552 (uF)
这个电容的选择需要认真考量,如果负载太轻,不只是消耗了电能,还有导致稳压管轻则发烫,重则挂掉,更甚者虽然使用的是24V稳压管,可能会漂到30V左右,导致后级稳压电路出现问题,击穿主控芯片.
还有就是一旦电容选定了,只要负载不超过计算的电流值的话,
此时的电路板mA = 0.8W 左右
电容降压电源原理和计算公式

电容降压电源原理和计算公式在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。
通过电容器把交流电引入负载中,对地有220V 电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中,本弱点也可克服。
如冰箱电子温控器或遥控电源的开/关等电源都是用电容器降压而制作的。
相对于电阻降压,对于频率较低的50Hz交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。
电容降压的工作原理并不复杂,其工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180Ω。
当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。
虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。
根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。
因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。
同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。
因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。
因此,电容降压实际上是利用容抗限流。
而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。
电容降压式简易电源的基本电路如图1,C1 为降压电容器,VD2 为半波整流二极管,VD1 在市电的负半周时给C1 提供放电回路,VD3 是稳压二极管,R1 为关断电源后 C1 的电荷泄放电阻。
阻容降压充电功率计算公式

阻容降压充电功率计算公式在电力系统中,阻容降压充电是一种常见的电力补偿方式,通过阻容器对电网进行无功补偿,可以提高电网的功率因数,减少线路损耗,改善电网的稳定性和可靠性。
在进行阻容降压充电时,需要计算其充电功率,以便合理配置设备和进行运行管理。
本文将介绍阻容降压充电功率的计算公式及其应用。
阻容降压充电功率计算公式如下:P = U^2 tan(δ) / X。
其中,P为阻容充电功率,U为电压,δ为电容器的损耗角,X为电容器的电抗值。
在实际应用中,通常需要根据具体的电力系统参数来计算阻容充电功率。
下面将分别介绍电压、损耗角和电抗值的计算方法。
首先是电压的计算。
在电力系统中,电压是一个重要的参数,通常需要根据负载的大小和距离来计算。
在阻容充电中,需要考虑电容器的额定电压和系统的运行电压,确保阻容器能够正常工作并且不会引发电压过高的问题。
其次是损耗角的计算。
损耗角是电容器的一个重要参数,表示电容器内部的能量损耗。
在阻容充电中,需要根据具体的电容器型号和工作条件来计算损耗角,以确保充电功率的准确计算。
最后是电抗值的计算。
电抗值是电容器的另一个重要参数,表示电容器对电网的阻抗。
在阻容充电中,需要根据电容器的额定电抗值和系统的运行条件来计算电抗值,以确保阻容器能够正常工作并且能够提供合适的无功补偿。
通过以上的计算方法,可以得到阻容充电功率的准确数值,从而为阻容充电系统的合理配置和运行管理提供重要的参考依据。
在实际应用中,还需要考虑系统的动态响应、稳定性和可靠性等方面的问题,以确保阻容充电系统能够正常工作并且能够提供有效的无功补偿。
总之,阻容充电功率的计算是电力系统中一个重要的问题,需要根据具体的系统参数和工作条件来进行准确的计算。
通过合理的计算和配置,可以提高电网的功率因数,减少线路损耗,改善电网的稳定性和可靠性,从而为电力系统的安全运行和高效运行提供重要的保障。
希望本文对阻容充电功率的计算和应用有所帮助,也希望能够为电力系统的发展和改进提供一些参考和借鉴。
220V电容降压直流电源原理及阻容计算

220V电容降压直流电源原理及阻容计算一、220V电容降压直流电源原理电容降压原理是一种常见的降压电路,其基本原理是利用电容器的特性,通过电容器对交流电的阻抗作用,使得交流电通过电容器后变成稳定的直流电。
具体来说,当220V交流电源接入电容降压电路时,由于电容器对交流电的阻抗作用,电流会先通过电容器,而电容器能够对交流电的正弦波进行积分,使得通过电容器的电压呈现出衰减的趋势,从而降低交流电的电压。
二、阻容计算为了实现220V电容降压直流电源,需要选择适当的电容和电阻值。
下面是阻容计算的步骤:1.确定输出电压:根据实际需求确定输出电压,例如我们需要5V的输出电压。
2.计算电容器的阻抗:电容器对交流电的阻抗可以通过以下公式计算:Z=1/(2πfC),其中Z为电容器的阻抗,f为交流电的频率,C为电容器的电容。
3.选择电容器的电容:根据电容器的阻抗公式,我们可以选择适当的电容值来实现所需输出电压。
例如,假设交流电的频率为50Hz,我们可以选择一个电容器的电容为1000μF,那么它的阻抗就是Z=1/(2π*50*1000*10^-6)≈3.18Ω。
4. 计算必要的电阻值:为了保证电容降压电路的工作稳定性,需要通过串联一个合适的电阻。
根据欧姆定律,我们可以通过以下公式计算所需的电阻值:R = (Vin - Vout) / Iout,其中Vin为输入电压,Vout为输出电压,Iout为输出电流。
5.选择电阻的阻值:根据所需输出电压和输出电流,我们可以选择合适的电阻阻值。
例如,假设输入电压为220V,输出电压为5V,输出电流为1A,那么电阻的阻值为R=(220-5)/1≈215Ω。
注意:在实际计算和选择电容和电阻时,还需要考虑一些其他因素,如功率损耗、电容和电阻的耐压等。
总结:220V电容降压直流电源利用了电容器的特性,通过对交流电的阻抗作用,使得交流电变成稳定的直流电。
阻容计算的关键步骤包括确定输出电压、计算电容器的阻抗、选择电容器的电容和计算必要的电阻值。
电容降压

电子制作时,为了减小体积、降低成本,往往采用电容降压的方法代替笨重的电源变压器。
采用电容降压方法如元器件选择不当,不但达不到降压要求,还有可能造成电路损坏。
本文从实际应用角度,介绍电容降压元器件应如何进行正确选择。
最简单的电容降压直流供电电路及其等效电路如图1,C1为降压电容,一般为0.33~3.3uF。
假设C1=2uF,其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。
由于整流管的导通电阻只有几欧姆,稳压管VS的动态电阻为10欧姆左右,限流电阻R1及负载电阻RL一般为100~200,而滤波电容一般为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电阻,可以画出图2的交流等效电路。
同时满足了XC1>R的条件,所以可以画出电压向量图。
此主题相关图片如下:由于R甚小于XC1,R上的压降VR也远小于C1上的压降,所以VC1与电源电压V近似相等,即VC1=V。
根据电工原理可知:整流后的直流电流平均值Id,与交流电平均值I的关系为Id=V/XC1。
若C1以uF为单位,则Id为毫安单位,对于22V,50赫兹交流电来说,可得到Id=0.62C1。
由此可以得出以下两个结论:(1)在使用电源变压器作整流电源时,当电路中各项参数确定以后,输出电压是恒定的,而输出电流Id则随负载增减而变化;(2)使用电容降压作整流电路时,由于Id=0.62C1,可以看出,Id与C1成正比,即C1确定以后,输出电流Id是恒定的,而输出直流电压却随负载电阻RL大小不同在一定范围内变化。
RL越小输出电压越低,RL越大输出电压也越高。
C1取值大小应根据负载电流来选择,比如负载电路需要9V工作电压,负载平均电流为75毫安,由于Id=0.62C1,可以算得C1=1.2uF。
考虑到稳压管VD5的的损耗,C1可以取1.5uF,此时电源实际提供的电流为Id=93毫安。
稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压,其稳定电流的选择也非常重要。
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采用电容降压的计算方法及注意事项
电容降压的工作原理并不复杂。
他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。
当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。
虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。
根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。
因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。
同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。
因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。
因此,电容降压实际上是利用容抗限流。
而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。
采用电容降压时应注意以下几点:
1 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
2 限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。
而且电容的耐压须在400V以上。
最理想的电容为铁壳油浸电容。
3 电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。
4 电容降压不适合动态负载条件。
5 同样,电容降压不适合容性和感性负载。
6 当需要直流工作时,尽量采用半波整流。
不建议采用桥式整流。
而且要满足恒定负载的条件。
以上是电容降压工作原理的简单介绍。
前些日子我曾再次提出一个问题,就是只用电阻和电容可以组成什么电路,进一步讲只用一个电阻和一个电容可以组成什么电路。
此篇可以是一个回答,有兴趣的可以再想一想还能组成什么电路。
其实电阻、电容和电感作为电子电路的基本元件,熟知它们的特性并灵活地应用它们是非常重要的。
电容降压电路用的人还蛮多,但是很多人都不会计算输出电流,看他们都用阻抗的方法计算,其实是错的,其一是有V out输出时电路是非线性的,不能用线性公式计算,其二阻抗算出的电流是有效值,比输出端的整流平均直大了1.1倍。
依据基尔霍夫电压定律(KVL)和电容的公式c=q/v,而1A=1q/s,我总结出一个电容降压输出电流计算公式:
全波:
2 Freq ( 2 Sqrt[2] Vin - 2 V out) Cap
说明:
2 Freq表示1S内有2 Freq次充放电,
2 Sqrt[2] Vin - 2 V out,表示放电电压的变化量。
半波:
Freq ( 2 Sqrt[2] Vin - Vout) Cap
这个公式的优美之一是不关Pi事,而阻抗计算用到Pi.
之二是从因子( 2 Sqrt[2] Vin - 2 V out)可以看出,电容降压电路有倍压能力, 即开路输出可以达到2 Sqrt[2] Vin,所以千万不能开路.
使用此电路时切记,电路不带隔离,高压危险。