阻容降压电源电路稳压二极管可靠性分析
阻容降压原理及稳压电源设计详解
阻容降压原理及稳压电源设计详解电容降压电源的特点一、概述电子工程师总是在不断追求减小设备体积,优化设计,以期最大限度地降低设备成本。
其中,减小作为辅助电源的直流稳压电源电路部分的体积,往往是最难解决的问题之一。
普通的线性直流稳压电源电路效率比较低,电源的变压器体积大,重量重,成本较高。
开关电源电路结构较复杂,成本高,电源纹波大,RFI和EMI干扰是难以解决的。
下文介绍的是一种新颖的电容降压型直流稳压电源电路。
这种电路无电源变压器,结构非常简单,具体有:体积小、重量轻、成本低廉、动态响应快、稳定可靠、高效(可达90%以上)等特点。
二、电容降压原理当一个正弦交流电源U(如220V AC 50HZ)施加在电容电路上时,电容器两极板上的电荷,极板间的电场都是时间的函数。
也就是说:电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵循欧姆定律。
即加在电容上的电压幅值一定,频率一定时,就会流过一个稳定的正弦交流电流ic。
容抗越小(电容值越大),流过电容器的电流越大,在电容器上串联一个合适的负载,就能得到一个降低的电压源,可经过整流,滤波,稳压输出。
电容在电路中只是吞吐能量,而不消耗能量,所以电容降压型电路的效率很高。
三、原理方框图电路由降压电容,限流,整流滤波和稳压分流等电路组成。
1.降压电容:相当于普通稳压电路中的降压变压器,直接接入交流电源回路中,几乎承受全部的交流电源U,应选用无极性的金属膜电容(METALLIZED POLYESTER FILM CAPACITOR)。
2.限流电路:在合上电源的瞬间,有可能是U的正或负半周的峰_峰值,此时瞬间电流会很大,因此在回路中需串联一个限流电阻,以保证电路的安全。
3.整流滤波:有半波整流和全波整流,与普通的直流稳压电源电路的设计要求相同。
4.稳压分流:电压降压回路中,电流有效值I是稳定的,不受负载电流大小变化的影响,因此在稳压电路中,要有分流回路,以响应负载电流的大小变化。
四、设计势实例1.桥式全波整流稳压电路:规格要求:输出DC电压12V,DC电流300mA;输入电源220V AC/50HZ 市电。
LED驱动电源阻容降压原理及稳压电源设计
LED驱动电源阻容降压原理及稳压电源设计LED驱动电源电容降压电源的特点概述电子工程师总是在不断追求减小设备体积,优化设计,以期最大限度地降低设备成本。
其中,减小作为辅助电源的直流稳压电源电路部分的体积,往往是最难解决的问题之一。
普通的线性直流稳压电源电路效率比较低,电源的变压器体积大,重量重,成本较高。
开关电源电路结构较复杂,成本高,电源纹波大,RFI和EMI干扰是难以解决的。
下文介绍的是一种新颖的电容降压型直流稳压电源电路。
这种电路无电源变压器,结构非常简单,具体有: 体积小、重量轻、成本低廉、动态响应快、稳定可靠、高效(可达90%以上)等特点。
电容降压原理当一个正弦交流电源U(如220V AC 50HZ)施加在电容电路上时,电容器两极板上的电荷,极板间的电场都是时间的函数。
也就是说: 电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵循欧姆定律。
即加在电容上的电压幅值一定,频率一定时,就会流过一个稳定的正弦交流电流ic 。
容抗越小(电容值越大),流过电容器的电流越大,在电容器上串联一个合适的负载,就能得到一个降低的电压源,可经过整流,滤波,稳压输出。
电容在电路中只是吞吐能量,而不消耗能量,所以电容降压型电路的效率很高。
原理方框图电路由降压电容,限流,整流滤波和稳压分流等电路组成。
1. 降压电容:相当于普通稳压电路中的降压变压器,直接接入交流电源回路中,几乎承受全部的交流电源U,应选用无极性的金属膜电容(METALLIZEDP OLYESTER FILM CAP ACITOR)2. 限流电路:在合上电源的瞬间,有可能是U的正或负半周的峰_峰值,此时瞬间电流会很大,因此在回路中需串联一个限流电阻,以保证电路的安全。
3. 整流滤波:有半波整流和全波整流,与普通的直流稳压电源电路的设计要求相同。
4. 稳压分流:电压降压回路中,电流有效值I是稳定的,不受负载电流大小变化的影响,因此在稳压电路中,要有分流回路,以响应负载电流的大小变化。
37.阻容降压电路全分析
37.阻容降压电路全分析所谓阻容降压电路,原理是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。
工程师们利用电容的这个特性,在一些要求不高的小产品中(如LED灯泡)会使用阻容降压来提供电源,主要优点是器件少、成本低。
阻容降压电路原理分析:阻容降压的本质不是降压,而是限流,其输出电压大小由负载的阻抗大小决定,阻抗大电压就高,阻抗小电压就低。
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。
根据电容容抗的公式:Xc=1/(2πfC),在市电中(220V/50Hz)接入一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆,则流过电容的最大电流约为70mA。
并且电容器所作的功为无功功率,不会产生功耗。
将一个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。
就是因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。
阻容降压电路(半波)上图是阻容降压的典型应用电路,C1为降压电容,R1为断开电源时C1的泄放电阻,D1为半波整流二极管,D2在市电的负半周为C1提供放电回路,否则电容C1充满电就不工作了,Z1为稳压二极管,C2为滤波电容。
输出为稳压管Z1的稳定电压值。
阻容降压电路(全波)阻容降压电路(全波)参数计算:1.首先根据负载的工作电流大小和交流电的电压频率选取适当的电容,计算公式如下:容抗Xc=1/(2πfC)电流Ic=U/Xc=2πfCU此电容必须是无极性,且耐压要大于400V,常用金属膜CBB电容。
2.根据电容大小选取合适的泄放电阻,按下表取值即可。
3.选择的稳压二极管最大反向电流要大于总电流,这样当负载断开时,稳压管才不会烧坏,此处由于电容已经限制了电流,所以稳压二极管可不用串限流电阻。
4.整流管选择1N4007即可,输出滤波电容选择几百uF就行。
阻容降压电路应用注意事项:阻容降压电路虽然成本低,但是不隔离,存在安全隐患,一般应用在接触不到的地方。
阻容降压、线性恒流和开关电源对比
阻容降压、线性恒流和开关电源对比针对LED照明和LED的元器件特性,对阻容降压、线性恒流和开关电源是否适用于LED进行分析。
LED具有二极管特性,因此,LED具有与二极管相同的伏安特性曲线,如下图:通过LED两端的电流,随着LED两端的电压升高,呈指数型增长,而LED的亮度是根据流过LED两端的电流决定的,所有,要保证LED稳定可靠的工作,LED需要稳定的直流电流来进行驱动,同时LED也是一种电流型敏感元器件,对电流的浪涌冲击特别为敏感,所有给LED供电的装置还必须能防止浪涌突入,保护LED。
目前常用的LED驱动电路如下1、电阻电容降压型典型电路:输出电流计算如下:C1起到了限流的作用,它决定了电路中的最大电流,当负载一定的情况下,C1也就决定了负载上可以得到的电压,最终起到了降压的作用。
由公式可以知道,输出电流与电容的容量,电网频率,和电容两端的电压决定,当输出电压和输入频率有所波动时,均会影响到输出电流,这样就导致了LED两端的电流不稳定。
由于输出负载与降压电容式串联在主回路中,所有当输出负载的电压升高后,电容两端的电压会相应降低,导致输出电流会变小,达不到设计的要求。
由于是通过电容的充放电来实现对输出电流的控制,因此电容本身不产生损耗,但是因为电容的存在,导致PF值特别低,一般只有0.4左右。
dv决定的,而负载串联在回路中,如果电网突然串入了浪涌电容的充放电电流是由dt电压,则瞬间容易产生极大的浪涌电流,对LED的损害也是非常之大。
所有电阻电容降压电路中,对输入电网的稳定性要求非常之高,而且负载也要求固定,不能做到灵活性与多变性,没有功率因素校正,PF只有0.4,抗浪涌能力也比较低,不能实现恒流。
优点是价格便宜。
2、线性恒流型:线性恒流控制芯片线性恒流常见电路线性恒流的方案,常规的设计都是通过一颗或者多颗线性恒流IC来控制输出电流的大小,由于整流后,为了保证输出电流的稳定性,在整流桥后一般都会加上一颗比较大电解电容来进行平滑和滤波,这样没有功率因素校正后就使得PF值只有0.5,非常低。
浅谈阻容降压电源的隐患
浅谈阻容降压电源的隐患阻容降压阻容降压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,因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负载,因为不安全。
4. 电容降压不适合动态负载。
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,因为全波整流产生浮置的地,并在零线和火线之间产生高压,造成人体触电伤害。
而且要满足恒定负载的条件。
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。
阻容压降_二极管发热_概述及解释说明
阻容压降二极管发热概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在探讨阻容压降和二极管发热的相关问题,并提供解释与说明。
阻容压降是指在电路中,由于电流通过阻值和电容的耦合作用,产生的能量损失与热量积累导致的电压下降现象。
而二极管作为常见的电子元件之一,在正向工作时会因载流而产生一定的热量。
本文将从概念、原理、影响因素以及解决方法等方面进行分析论述。
2. 文章结构本文将分为四个主要部分进行叙述:引言、阻容压降探讨、二极管发热原理解释和结论。
引言部分将对文章涉及内容进行简单介绍,帮助读者了解文章框架和目的。
3. 目的本文的目标是深入探讨阻容压降和二极管发热现象,并提供对应的解决方法。
通过对问题的解释与说明,让读者能够更好地了解这两个问题并加以应对。
同时,本文还将展望未来可能出现更优秀解决方案与应用前景,旨在促进相关领域的技术发展和创新。
2. 阻容压降探讨2.1 什么是阻容压降阻容压降是指在电路中,由于元件本身具有一定的电阻和电容特性,而产生的能量损耗和电压变化现象。
当电流通过一个元件时,会在该元件上产生一定的电压降,这个电压降即为阻容压降。
2.2 影响因素分析阻容压降大小受多种因素影响。
首先,电流大小会直接影响阻容压降的大小,一般情况下,电流越大,则阻容压降也越大。
其次,元件本身的特性对阻容压降也有影响。
例如,在晶体管、二极管等器件中,其导通和截止时的特性不同,从而导致不同的阻容压降。
此外,环境温度也会对阻容压降产生影响。
较高的环境温度可能会增加元件内部电阻和散热问题,从而进一步增加了阻容压降。
2.3 解决方法介绍为了减小或避免过大的阻容压降引发问题,可以采取以下方法进行解决。
首先,选择合适的元件和电路设计是关键。
选用低压降的元件可以有效地减小阻容压降。
其次,合理布局和散热设计也很重要。
通过良好的散热设计和合适的布局,可以有效降低元件温度,从而减小阻容压降。
此外,增加供电线路的直径、减小线路长度等措施也可一定程度上减少阻容压降。
阻容降压电路分析
因受到成本的制约,具有成本优势的阻容降压在现在的电控风扇和其它小家电中应用非常广泛,现就目前最常用的半波整流电路对其进行详细的分析;此图是一个220VAC/50Hz供电输出5.1VDC <30mA的阻容降压原理图,交流电源从ACL和ACN端输入,其中FUSE(F2A250V保险管)为过流保护,VAR (10D511K压敏电阻)为浪涌保护,C1(MKP-X2 0.1uF/275VAC安规电容)为交流滤波电容,因这三个器件和线路板(或称PCB)直接关系到控制器的安全与电磁兼容性,所以它们必须通过销售国的安全认证,如在中国销售的必须通过CCC认证,其它如美国的UL认证、欧洲的TUV或VDE认证、日本的JET认证等。
电路中C2是降压电容;常用CL21聚脂或CBB21聚丙烯(价格高,性能好),其容抗Rc=1/2ΠFC2,其中Π≈3.14,F=电网频率(50Hz),C2为电容容量,单位是F(法拉),所以此图中C2的容抗Rc≈3.184KΩ,在220VAC输入半波整流条件下最大能输出34.54mA电流,但在实际使用当中,电网电压和电网频率都有波动,所以我们在设计此电容大小时必须考虑到最坏的情况下使用不会出现异常和损坏,还要求在设计时余量不能预留过大以降低整机功耗,同时此电容容量越大电路越不安全,我们在设计此电路时,如果220VAC供电情况下容量超过2.5uF,120VAC供电情况下容量超过4uF就因该放弃阻容降压考虑其它电路。
电路中R1是为C2放电的电阻;防止在快速插拔电源插头或插头接触不良时C2电容上的残余电压和电网电压叠加对后续器件形成高压冲击和防止拔出电源插头后接触到人体对人员产生伤害,所以此RC时间常数在理想状态下≤T(T=1/F,F=50Hz),但在实际使用当中R1不能取太小,否则R1功耗太大,一般我们取RC时间常数≤300mS,另外还要注意此电阻的耐压,我们常用的0.25W碳膜电阻耐压是500V,0.5W碳膜电阻耐压是700V,具体可以参考电阻厂家的性能手册。
阻容降压电路分析
阻容降压电路分析
阻容降压电路的基本结构为串联电阻和并联电容,电源与电路的输入
端并联一个电容,用于储存和平滑电压;输出端串联一个电阻,用于限制
电流和降低电压。
这种结构可以有效地降低电压,使得输出电压稳定且具
有良好的纹波。
阻容降压电路的工作原理是,当输入电源施加到电路上时,电容会首
先开始充电。
在充电过程中,电容的电压会逐渐上升,直到达到稳定值。
同时,电阻会对电流进行限制,避免过大的电流通过电路。
当电容充电完
毕后,电路达到稳定状态,输出电压稳定在设计值。
在阻容降压电路中,电阻的大小和电容的容值是影响输出电压的重要
因素。
电阻的大小决定了电路的输出电压,较大的电阻可以实现较低的输
出电压;而电容的容值决定了电路的纹波电压,较大的电容可以减小纹波
电压的幅度。
此外,阻容降压电路还需要考虑加载效应和功率损耗。
加载效应是指
当电路输出电流增大时,输出电压下降的现象。
为了减小加载效应,可以
通过增加输出电阻或使用更大容值的电容来提高电路的稳定性。
功率损耗
是指在降压过程中电路所消耗的功率,通过合理的设计和选择电阻、电容
可以实现功率损耗的最小化。
总之,阻容降压电路是一种简单、稳定性好、成本低廉的电源降压技术,广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解阻容降压电路的原理和特性,对于电子工程师来说是非常重要的。
通过合理的设计和选择电阻和电容,
可以实现满足各种需求的稳定降压效果。
220v 阻容降压 原理
220v 阻容降压原理阻容降压电路是常用于电子电路中的一种电源降压方式。
其原理是通过串联电阻和电容器的方式对输入电路进行限制,从而实现输出电压的降低。
在实际电路设计中,这种降压方式被广泛应用于各类电器、电子设备中。
该电路的特点是简单可靠、成本较低、能够输出稳定的直流电压。
下面将从阻容降压电路的原理、优缺点、设计和应用等多个方面进行详细说明。
一、阻容降压电路原理阻容降压电路的基本原理是以电容器作为滤波器,将交流电压滤波成直流电压。
通过串联电阻的方式对电路进行限制,将输入电压控制在一定范围之内,实现输出电压的降低。
具体地,电容器将交流电流滤波成稳定的直流电流,电阻通过限制电流的大小来控制输出电压的大小。
阻容电路示意图如下所示:R为串联电阻,C为电容器,Vin为输入电压,Vout为输出电压,I为电路中的电流。
二、阻容降压电路的优缺点阻容降压电路具有以下优点:1、简单可靠:阻容降压电路的原理和构造都比较简单,可以达到稳定输出电压的目标。
电阻和电容器本身都是常见的电子元器件,易于制造和获取。
该电路的可靠性也比较高。
2、成本较低:阻容降压电路成本较低,主要是因为电阻和电容器成本较低,且该电路的构造比较简单。
3、电压输出稳定:通过适当的选择电阻和电容,可以使阻容降压电路输出的电压保持稳定。
阻容降压电路的缺点包括:1、效率低:由于阻值比较大,因此在电路中会有一定的功率损耗,电路效率不高。
2、不能输出高电流:阻容降压电路的电路中电阻比较大,因此电路不能输出较大的电流,通常只能传输小电流。
三、阻容降压电路的设计在进行阻容降压电路的设计时,需要考虑输入电压和输出电压的大小、电阻和电容器的选择等多个因素。
下面对该电路的设计要点进行详细说明:1、选择电容器:选择合适的电容器是阻容降压电路设计中的一个重要步骤。
电容器的容量大小影响输出电压的稳定性,容量越大滤波效果越好。
但过大的电容会导致启动时间较长,且会增加成本。
应根据实际应用需求选择适当的电容器。
典型的阻容降压电路
典型的阻容降压电路⼀、概述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阻容降压式电源。
阻容降压包括电容降压和电阻降压两种。
电容降压的原理⽤复函数来分析:电容的阻抗Xc=1/jωC,电容上的压降IXc,此处I为复函数电流。
也可近似表⽰为IoXc,此处Io为负载电流。
电容降压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,故不适合⼤电流供电的应⽤场合。
本⽂将根据从基本到复杂的顺序,介绍这⼏种常见电容降压和电阻降压的典型电路。
在实际应⽤中应优先选择图5和图6的线路。
在有可控硅的系统中,应优选负电源。
⼆、典型电路1、单负电源电容降压半波整流电路该电路常⽤于电流⼩,空间有限,电源单⼀,有可控硅控制的电路中。
可避免可控硅使⽤在第四象限。
如⽆可控硅控制优先选⽤全波整流。
1.1原理图1.2电路参数选型及分析符号元器件名称型号备注F1保险管 1.25A 250VAC⼀般控制板都选⽤此规格,太⼩容易烧断.选择R1电阻时,可以不⽤保险丝。
C1X2电容0.1UF 275VAC容量的⼤⼩由负载的特性决定。
优选0.1,0.22,0.33,0.47,0.68UFR1线绕电阻30R/3W此电阻应为阻燃的线绕电阻,根据电流的⼤⼩优选30,47,51。
在有保险丝时可省掉ZNR1压敏电阻10D561根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.R2碳膜电阻470K(120V) 1M(230V)由电源电压决定,不能⽤单个贴⽚电阻D1⼆极管1N4007或SMA4007(贴⽚)ZD1稳压⼆极管5V6/1W具体采⽤型号由电压和功率决定,优选3.3V,5.1V,5.6V,12V,24VC2电解电容220UF/16V具体采⽤型号由电压和功率决定,容值可采⽤下例公式计算:RLC>(3~5)T/2C3瓷⽚(贴⽚)电容100N消除⾼频谐波。
阻容降压电路的优点
阻容降压电路的优点
阻容降压电路是一种常见的电压调节电路,其优点包括:1.简单可靠:阻容降压电路由于只包含几个简单的元器件,所以结构简单并且可靠性高。
2.节省空间:与其他电压调节电路相比,阻容降压电路通常占用较小的物理空间,可以用于应用中系统体积要求较小的场合。
3.无噪声干扰:由于阻容降压电路没有开关元件,所以在使用时不会产生噪声干扰和电磁干扰。
4.适用范围广:阻容降压电路可以用于直流电和交流电的调节,可以适用于各种类型的电路和设备。
阻容降压电源电路稳压二极管可靠性分析
阻容降压电源电路稳压二极管可靠性分析编制:曾招前审核: 赖建君审批: 刘晓峰品质管理部产品评价与测试二0一二年十月三十一日发:品质管理部送:风扇公司品质部油汀吊扇公司品质部研发中心1、目的:品质管理部产品评价与测试在日常电路板初品评价中,稳压二极管被击穿(浪涌测试)不良占比17%。
为此,产品评价与测试对稳压二级管在电路中的位置和电压、电流波形进行分析和研究,来发现电路存在的缺陷和质量隐患,以达到改善和提升电路板质量的目的。
风扇电路板电源电路大部分采用阻容降压,如图1所示。
阻容降压电路在待机状态电路所有电流流过稳压二极管;降压电容在上电、断电和电压波动瞬间会产生尖峰脉冲电流冲击稳压二极管;由于电路与市电隔离性差和电容感性特性,电路对电网中的谐波、脉冲、浪涌等干扰信号抑制能力差甚至起放大的作用,会对电源电路本身、后级电路产生冲击和伤害,尤其是稳压二级管。
从以上分析可以看出,整个电源电路中对稳压二极管质量要求较高,产生故障概率也较高。
图1 阻容降压电路图2、稳压二极管电压、电流测试:以典型风扇FS40-6DR电路板为样板,分别在正常工作、电磁炉干扰、浪涌干扰三种工况下对稳压二极管电压、电流波形进行测试。
稳压二极管正常工作电压、电流波形:图2 电压波形图3 电流波形小结:稳压管接在交流电源端(如图1所示),从图2波形可以看出,稳压管正向反向轮流导通。
电流波形(图3)毛刺较多,意味着电流突变较大。
稳压二极管电磁炉干扰下工作电压、电流波形:图4电压波形图5 电流波形小结:电路板在电磁炉干扰下,稳压二极管电压、电流波形受较大,峰值功率约达,超出其额定功率1W。
稳压二极管浪涌干扰下工作电流波形:图6 电流波形小结:电路板在浪涌(50μs-8/20μs)1000V干扰下,稳压二极管电流瞬间峰值约达到左右,大大超出最大允许浪涌电流:。
结论:电路板在正常工作状态下,稳压二极管参数在正常范围内,但在正反向轮流导通工作状态下工作,电流突变较大,稳压二极管工作强度较高。
阻容降压详细分析
一种新颖的电容降压型直流稳压辅助电源
关键字: 电容降压型直流稳压辅助电源 一、 概述 电子工程师总是在不断追求减小设备体积,优化设计,以期最大限度地降低设备成本。 其中,减小作为辅助电源的直流稳压电源电路部分的体积,往往是最难解决的问题之一。 普通的线性直流稳压电源电路效率比较低,电源的变压器体积大,重量重,成本较高。 开关电源电路结构较复杂,成本高,电源纹波大,RFI 和 EMI 干扰是难以解决的。 下文介绍的是一种新颖的电容降压型直流稳压电源电路。 这种电路无电源变压器,结构非常简单,具体有:体积小、重量轻、成本低廉、动态响 应快、稳定可靠、高效(可达 90%以上)等特点。 二、 电容降压原理 当一个正弦交流电源 U(如 220V AC 50HZ)施加在电容电路上时,电容器两极板上的 电荷,极板间的电场都是时间的函数。也就是说:电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵 循欧姆定律。 即加在电容上的电压幅值一定,频率一定时,就会流过一个稳定的正弦交流电流 ic。容 抗越小(电容值越大),流过电容器的电流越大,在电容器上串联一个合适的负载,就能得 到一个降低的电压源,可经过整流,滤波,稳压输出。 电容在电路中只是吞吐能量,而不消耗能量,所以电容降压型电路的效率很高。 三、 原理方框图 电路由降压电容,限流,整流滤波和稳压分流等电路组成。
规格要求:输出 DC 电压 12V,DC 电流 300mA;输入电源 220V AC/50HZ 市电。 1)降压电容 C1 的选择: a. C1 容值的选择: 电容值取决于负载电流,负载电流 I 确定后,可得: C1≥1/2лfU
式中交流电源 U 值计算时取负 10%,即 :I=300mA,U=220V* (-10%)=198V,f=50HZ, C1≥0.3(2*3.14156*50*198)=4.82(µF) 电容值只可取大,不可取小,本例电容 C1 取值 5µF。 b. 耐压值的选择: 要考虑电源正 10%的情况,如本例用市电,C1 要选择 250V AC 的金属膜电容。
稳压二极管降压电路
稳压二极管降压电路稳压二极管降压电路是一种常见的电子电路,用于将高电压降低到稳定的较低电压。
它由稳压二极管和辅助电路组成,通过对输入电压进行调节,使输出电压保持在稳定的水平。
稳压二极管是一种特殊的二极管,它能够在一定范围内保持输出电压稳定。
它的原理是利用二极管的特性,在正向工作时,输入电压超过其额定值时,二极管会自动调节电流,从而保持输出电压不变。
这种特性使得稳压二极管成为一种简单、方便、高效的降压电路。
稳压二极管降压电路的工作原理如下:当输入电压高于稳压二极管的额定电压时,稳压二极管会开始导通,将多余的电流通过自身进行调节,使输出电压保持不变。
当输入电压低于稳压二极管的额定电压时,稳压二极管会断开导通,不会对电路产生任何影响。
稳压二极管降压电路的设计要考虑到输入电压的范围、输出电压的稳定性以及功率消耗等因素。
一般情况下,稳压二极管的额定电压应略高于所需的输出电压,以保证稳定性。
此外,辅助电路也可以用来进一步提高电路的稳定性和效率。
稳压二极管降压电路有许多应用场景,例如电源适配器、电子设备等。
在电源适配器中,稳压二极管降压电路可以将市电的高电压降低到适合电子设备使用的稳定电压。
在电子设备中,稳压二极管降压电路可以用来稳定各种模块的工作电压,保证设备的正常运行。
稳压二极管降压电路的优点是结构简单、成本低廉、效率高、可靠性高。
它不需要外部元件,可以直接使用稳压二极管进行降压,并且输出电压稳定性较好。
另外,稳压二极管降压电路还具有瞬态响应快、噪声低等特点。
然而,稳压二极管降压电路也存在一些局限性。
首先,稳压二极管的额定电压范围有限,不能满足所有输入电压的需求。
其次,稳压二极管的功率消耗较大,会产生一定的热量。
因此,在设计稳压二极管降压电路时,需要合理选择稳压二极管的额定电压和功率。
稳压二极管降压电路是一种简单、高效、可靠的电路,用于将高电压降低到稳定的较低电压。
它在电子设备和电源适配器等领域有着广泛的应用。
电阻容降压串恒流二极管
电阻容降压串恒流二极管
电阻容降压串恒流二极管是一种电路结构,其主要作用是将输入电压降低到一个较低
的稳定值,并保持输出电流不变。
电路结构
电路结构包括一个稳流二极管、一个并联电容和一个串联电阻。
输入电压为Vin,输
出电压为Vout。
如下图所示:
![image.png](attachment:image.png)
工作原理
稳流二极管工作在负向偏压下,使输入电压在一定范围内变化时,输出电流保持不变。
并且,稳流二极管可以消除器件间的温度漂移和零点偏移,从而使输出电流更加稳定。
并联电容可以起到滤波的作用,减小噪声和杂波的影响,并且增强整个电路的稳定
性。
串联电阻能够限制输出电流,使其保持在一定的范围内,并且能够提高整个电路的稳
定性。
同时,串联电阻还可以对输出电压进行调整,实现对输出电压的调节。
优点
2.输出电流稳定:输入电压在一定范围内变化时,输出电流保持不变。
3.输出电压可调:通过调节串联电阻的大小,可以调节输出电压。
应用
电阻容降压串恒流二极管广泛应用于电子测量和稳压电源等领域。
在电子测量中,常常需要将输入电压降低到适宜的电压范围内,且输出电流稳定。
电
阻容降压串恒流二极管可以满足这种要求。
在稳压电源中,电阻容降压串恒流二极管可以满足稳定输出电流和调节输出电压的要求。
其稳定性好、抗干扰能力强、输出电流稳定等优点,使其成为广泛使用的稳压电源电
路结构之一。
总结。
稳压二极管降压电路
稳压二极管降压电路
稳压二极管降压电路是一种常见的电路,它可以将高电压降低到稳定的低电压,以保护电路中的其他元件。
该电路由稳压二极管、电阻和电容组成,其原理是利用稳压二极管的特性,使其在一定电压范围内保持稳定的电压输出。
稳压二极管是一种具有稳定电压输出特性的二极管,它可以在一定电压范围内保持稳定的电压输出。
稳压二极管的工作原理是利用反向击穿现象,当其反向电压达到一定值时,会发生反向击穿,使电流迅速增大,从而使其电压保持稳定。
稳压二极管的电压稳定性好,输出电压不受负载变化的影响,因此被广泛应用于各种电路中。
稳压二极管降压电路的基本原理是利用稳压二极管的特性,将高电压降低到稳定的低电压。
该电路由稳压二极管、电阻和电容组成,其中电阻和电容用于稳定输出电压。
当输入电压高于稳压二极管的额定电压时,稳压二极管开始工作,将电压稳定在其额定电压值。
当输入电压低于稳压二极管的额定电压时,稳压二极管不工作,输出电压等于输入电压减去稳压二极管的压降。
稳压二极管降压电路的优点是输出电压稳定,不受负载变化的影响,可以保护电路中的其他元件。
同时,该电路结构简单,成本低廉,易
于实现。
稳压二极管降压电路的应用非常广泛,例如在电源电路中,可以用于
将高电压降低到适合电路中其他元件的工作电压;在LED驱动电路中,可以用于将高电压降低到LED的额定电压,以保护LED不受过高电压的损害。
总之,稳压二极管降压电路是一种简单、实用的电路,其原理和应用
都非常广泛。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的稳压二极
管和电路参数,以达到最佳的降压效果。
利用电阻和稳压二极管降压
利用电阻和稳压二极管降压
要利用电阻和稳压二极管降压,可以按照以下步骤进行:
1. 确定所需的输出电压和电流。
根据需要降低的电压值和所需的负载电流来选择合适的稳压二极管。
2. 计算所需的电阻值。
根据欧姆定律,可以使用以下公式计算所需的电阻值:R = (Vin - Vout) / I,其中Vin是输入电压,Vout是输出电压,I是负载电流。
3. 选择合适的电阻。
根据计算得到的电阻值,选择一个最接近的标准电阻值。
4. 连接电路。
将稳压二极管的阳极连接到输入电压,将阴极连接到负载。
将电阻与稳压二极管的阴极连接,然后将电阻的另一端连接到负载。
5. 测试并调整。
连接电源后,使用万用表测量输出电压,并根据需要做出调整。
如果输出电压过高,可以增加电阻值;如果输出电压过低,可以减小电阻值。
注意:在设计和搭建电路时要特别注意稳压二极管和电阻的功率承受
能力。
确保它们能够承受所需的输入功率和电流,以避免过热和损坏。
阻容降压原理及电路
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载阻容降压原理及电路地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容阻容降压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。
二、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。
因为通过降压电容C1向负载提供的电流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、放电电流越大。
当负载电流Io小于C1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时易造成稳压管烧毁.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。
三、设计举例图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。
C1在电路中的容抗Xc为:Xc=1 /(2 πf C)= 1/(2*3.14*50*0.33*10-6)= 9.65K流过电容器C1的充电电流(Ic)为:Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。
稳压二极管 电容
稳压二极管电容
稳压二极管是一种常见的电子元件,它在电路中起到稳定电压的作用。
它通过将输入电压限制在一个固定的范围内,确保输出电压始终保持稳定。
稳压二极管广泛应用于各种电子设备中,如电源供应器、通信设备、计算机等。
稳压二极管的原理是利用其特殊的电阻特性以及PN结的特性来实现的。
当输入电压变化时,稳压二极管会自动调整其电阻,以保持输出电压不变。
这种特殊的工作原理使得稳压二极管成为一种可靠的电压稳定器。
在电路中使用稳压二极管有很多好处。
首先,它可以保证输出电压的稳定性,使电子设备能够正常工作。
其次,稳压二极管具有快速响应的特点,能够迅速调整电阻,适应电路中的变化。
此外,稳压二极管还具有低功耗和体积小的优点,使其在各种电子设备中得到广泛应用。
然而,稳压二极管也存在一些限制。
首先,由于其特殊的工作原理,稳压二极管只能限制输出电压的变化范围,并不能完全消除电压波动。
其次,稳压二极管的稳定性也受到温度的影响,温度过高或过低都可能导致输出电压的波动。
因此,在设计电路时需要考虑到这些因素,并采取相应的措施来保证稳压二极管的正常工作。
总的来说,稳压二极管是一种非常重要的电子元件,它在电路中起
到稳定电压的作用。
通过了解其工作原理以及应用特点,我们可以更好地利用稳压二极管来设计和调整电路,以满足各种电子设备的需求。
希望通过本文的介绍,读者对稳压二极管有更深入的了解,并能够在实际应用中灵活运用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
阻容降压电源电路
稳压二极管可靠性分析
编制:曾招前
审核: 赖建君
审批: 刘晓峰
品质管理部产品评价与测试
二0一二年十月三十一日
发:品质管理部
送:风扇公司品质部油汀吊扇公司品质部研发中心
1、目的:品质管理部产品评价与测试在日常电路板初品评价中,稳压二极管被击穿(浪涌测试)不良占比17%。
为此,产品评价与测试对稳压二级管在电路中的位置和电压、电流波形进行分析和研究,来发现电路存在的缺陷和质量隐患,以达到改善和提升电路板质量的目的。
风扇电路板电源电路大部分采用阻容降压,如图1所示。
阻容降压电路在待机状态电路所有电流流过稳压二极管;降压电容在上电、断电和电压波动瞬间会产生尖峰脉冲电流冲击稳压二极管;由于电路与市电隔离性差和电容感性特性,电路对电网中的谐波、脉冲、浪涌等干扰信号抑制能力差甚至起放大的作用,会对电源电路本身、后级电路产生冲击和伤害,尤其是稳压二级管。
从以上分析可以看出,整个电源电路中对稳压二极管质量要求较高,产生故障概率也较高。
图1 阻容降压电路图
2、稳压二极管电压、电流测试:以典型风扇FS40-6DR电路板为样板,分别在正常工作、电磁炉干扰、浪涌干
扰三种工况下对稳压二极管电压、电流波形进行测试。
2.1稳压二极管正常工作电压、电流波形:
图2 电压波形图3 电流波形
小结:稳压管接在交流电源端(如图1所示),从图2波形可以看出,稳压管正向反
向轮流导通。
电流波形(图3)毛刺较多,意味着电流突变较大。
2.2稳压二极管电磁炉干扰下工作电压、电流波形:
图4电压波形图5 电流波形
小结:电路板在电磁炉干扰下,稳压二极管电压、电流波形受较大,峰值功率约达1.3W,超出其额定功率1W。
2.3稳压二极管浪涌干扰下工作电流波形:
图6 电流波形
小结:电路板在浪涌(1.2/50μs-8/20μs)1000V干扰下,稳压二极管电流瞬间峰值约达到5.88A左右,
大大超出最大允许浪涌电流:0.81A。
2.4结论:电路板在正常工作状态下,稳压二极管参数在正常范围内,但在正反向轮流导通工作状态
下工作,电流突变较大,稳压二极管工作强度较高。
在受到电磁炉干扰和浪涌干扰后波形变形严
重,且瞬间峰值电压和功率超出额定值,稳压管存在被击穿的质量风险。
3、改善建议:将稳压二极管移到整流二极管后面,并增加一个整流二极管旁路正半周电流,使得稳
压二极管在直流电的环境下工作,并与市电之间增加了一道屏障,在有干扰信号时可消减峰值脉
冲电压,降低稳压二极管被击穿的风险。
改善后电路如图7所示。
图7改善后电路
3.1改善后电路正常工作状态下稳压二极管电压、电流测试波形:
图8 改善后电压波形图9 改善前电压波形
图10 改善后电流波形图11 改善前电流波形
小结:从图8可以看出,改善后稳压二极管始终处于反向导通,而现行电路方案稳压二极管处于正反向轮流导通(图9),改善后的稳压二极管电流(图10)与现行电路(图11)相比毛刺明显减小。
因此,改善后稳压二极管工作状态更加稳定,可靠性增强。
3.2改善后电路在电磁炉干扰下稳压二极管电压、电流测试波形:
图12 改善后电磁炉干扰电压波形图13 改善前电磁炉干扰电压波形
图14 改善后电磁炉干扰电流波形图15 电磁炉干扰电流波形
小结:改善后电路稳压二极管两端电压为直流,且增加了整流二极管阻挡作用,电压、电流受电磁炉干扰较小(如图12、图14所示);而现行电路由于电磁炉干扰电压、电流波形变形严重,对稳压二极管冲击较大(如图13、15所示)。
3.3改善后电路在浪涌(1.2/50μs-8/20μs)1000V干扰下稳压二极管电压、电流测试波形:
图16改善后浪涌干扰电流最大值图17 改善前浪涌干扰电流最大值
小结:改善后的电路中的稳压二极管在浪涌干扰的情况下,产生的最大峰值电流约为0.44A(如图16所示),改善前因干扰产生的脉冲最大峰值电流约为5.88A(如图17所示),两者相比相差10倍多。
稳压二极管最大允许浪涌电流为0.81A。
4、总结:改善后稳压二极管工作强度降低,在干扰的情况下受到的冲击明显减小,且冲击电流、电压在额定
参数范围内,可靠性和长期寿命可得到明显改善。
改善后电路仅增加1个整流二极管,增加成本为0.02~
0.04元之间。