用电容降压把220V交流电变为低压直流电时,稳压管有什么用(图文)

时间:2020-11-30  来源:www.modaodz.com  作者:cambrain

要把工频220V交流电转换为低压直流电,最常用的方法是采用变压器降压后再对低压交流电进行整流滤波。但是当产品受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是电容降压法。
一、电容降压原理
  电容降压式简易直流电源的基本电路如图1所示,图中的C1为降压电容,VD2为半波整流二极管,VD1二极管的作用是在市电的负半周时给C1电容提供放电回路,VD3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。

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二、实用的电容降压电路
    在实际应用时常常采用图2的所示的电路。在这个电路中,当输入交流信号正半周时,稳压管起到稳压的作用,当输入交流信号是负半周时,稳压管正向导通,给C1降压电容提供放电回路。所以这个稳压管VD3相当于图1中的稳压管VD3加VD1两个器件的作用。需要注意的是图2的稳压管不能放在整流二极管之后,因为如果放在整流二极管后,则C1降压电路没有放电回路,电路不能正常工作。

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    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。

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     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。
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,C1电容不能选择有极性的电解电容,可以用无极性的薄膜电容。
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。

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四、设计举例
例一,计算负载电流
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。
通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为:C=14.5*I,其中C的容量单位是μF,Io的单位是A.
例二,根据降压电压元件选型
如果用电容降压电路将220V交流电降压为10V直流电,其各个元件参数应如何选取?(电阻,电容,二极管多大)
C1根据所需电流大小选择,每1u电容最大提供68mA电流。R1是泄放电阻,防止断电后电容上存电电击伤人,一般取820K-1M左右。稳压二极管用10V/1W的。VD2是整流二极管,用1N4001~4007都可以。C2是滤波电容,可以根据情况取100到1000uF的值。


五、应用注意事项
使用电容降压电路时应注意以下几点:
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,绝对不能采用有极性的电解电容,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,也可以用薄膜电容。
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 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,防止触电。

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