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标题: 电容降压电源原理和计算公式 [打印本页]

作者: hongruf 时间: 2011-1-26 21:31
标题: 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。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

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、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。
4、为保证 C1 可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。
5、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

作者: 丹顶鹤 时间: 2011-1-28 22:05
实用的资料

作者: bird0633 时间: 2011-1-28 22:49
很实用，收藏学习

作者: mowuwen 时间: 2011-1-28 23:02
这个公式保留

作者: kkssoopp 时间: 2011-1-28 23:21
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: sfcone 时间: 2011-1-29 08:31
做个记号。。。。

作者: zm. 时间: 2011-2-2 17:01
不错，电容降压电源原理和计算公式

作者: cs.yellow 时间: 2011-2-15 19:39
保留这个公式

作者: 快活丞 时间: 2011-2-15 21:23
理论的东西不错，谢啦！

作者: wen7955 时间: 2011-2-15 21:36
这个是实用的资料

作者: 楚国狂徒 时间: 2011-2-20 09:45
标记一下，谢谢楼主！

作者: 孔先生 时间: 2011-2-20 22:55
已整页面下载收藏!

作者: 孔先生 时间: 2011-2-20 22:56
已整个页面下载收藏!

作者: jchdq 时间: 2011-2-20 23:48
收藏，谢谢了

作者: linyinet 时间: 2011-2-21 16:37
2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V）

这一点很重要，应该是大于峰值电压的2被，实际使用时，400V的电容经常击穿。因为220V的电压峰值约是310V，反峰-310V，峰-峰值就有600多V，400V的电容显然不够，实际使用时630V的也有很多击穿的。

作者: 小虫 时间: 2011-3-22 11:01
很实用啊。

作者: yjch2011 时间: 2011-3-22 13:28
很实用的资料!!!

作者: hddlfz 时间: 2011-3-25 22:00
谢谢，已收藏。

作者: 妖刀记 时间: 2011-6-11 19:32
还有个简化的公式

作者: lq54321012345 时间: 2011-6-12 16:14
建议：编一个小软件以方便使用。

作者: yczjz 时间: 2011-6-13 08:21
本帖最后由 yczjz 于 2011-6-14 09:06 编辑

有一个问题需请教版主：
文中公式是按压降为220V计算的，是否可理解为每微法电容可得到的短路电流（或负载电压很低时）为60mA，但负载电压较高时得不到60mA电流。如负载是50只白光发光管串连，需约150V电压，此时落在1微法降压电容上的压降为70V，此时公式中的V是按70 还是220计算？若按70V 计算，流过发光管的电流约为20mA。是20mA还是60mA，这对于发光管很重要，请版主告知，谢谢！

作者: yczjz 时间: 2011-6-13 08:26
本帖最后由 yczjz 于 2011-6-14 09:05 编辑

回复 hongruf 的帖子

有一个问题需请教版主：
文中公式是按压降为220V计算的，是否可理解为每微法电容可得到的短路电流（或负载电压很低时）为60mA，但负载电压较高时得不到60mA电流。如负载是50只白光发光管串连，需约150V电压，此时落在1微法降压电容上的压降为70V，此时公式中的V是按70 还是220计算？若按70V 计算，流过发光管的电流约为20mA。是20mA还是60mA，这对于发光管很重要，请版主告知，谢谢！

作者: 妖刀记 时间: 2011-6-13 12:27
回复 yczjz 的帖子

搞得复杂，I=1.4~1.5C

作者: yczjz 时间: 2011-6-14 09:15

妖刀记发表于 2011-6-13 12:27
回复 yczjz 的帖子

搞得复杂，I=1.4~1.5C

不是搞的复杂，是要搞清楚，20mA对于一般发光管还勉强能够承受，60mA就不行了
另外，你给的这个公式有点看不明白：每微法电容可得到1.5mA还是1.5A的电流？

作者: ftdlgs 时间: 2011-7-27 22:40
不错，电容降压电源原理和计算公式

作者: yubing1111 时间: 2011-8-3 08:05
很实用，收藏学习！

作者: shcqma 时间: 2011-9-23 07:07
收藏学习，

作者: PEAK 时间: 2011-11-24 14:05
很实用，收藏了！

作者: hjq 时间: 2014-10-19 10:40
实用资料，收藏了，谢谢。

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