電容降壓應(yīng)注意的幾點(diǎn)

“電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一D的交流信號頻率下產(chǎn)生的容抗來限制zui工作電流。例如，在50Hz的工頻條件下，一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過電容的zui電流約為70mA。

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電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一D的交流信號頻率下產(chǎn)生的容抗來限制zui工作電流。例如，在50Hz的工頻條件下，一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過電容的zui電流約為70mA。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，應(yīng)為如果電容是一個(gè)理想電容，則流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無功功率。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們?nèi)绻谝粋€(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。例如，我們將一個(gè)110V/8W的燈泡與一個(gè)1uF的電容串聯(lián)，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點(diǎn)亮，發(fā)出正常的亮度而不會被燒毀。因?yàn)?10V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會被點(diǎn)亮，而不會被燒毀。因?yàn)?W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。

采用電容降壓時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1 根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙荩皇且罁?jù)負(fù)載的電壓和功率。

2 限流電容必須采用無極性電容，jue對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。zui理想的電容為鐵殼油浸電容。

3 電容降壓不能用于大功率條件，因?yàn)椴话踩?br>
4 電容降壓不適合動態(tài)負(fù)載條件。

5 同樣，電容降壓不適合容性和感性負(fù)載。

6 當(dāng)需要直流工作時(shí)，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流。而且要滿足恒定負(fù)載的條件。

以上是電容降壓工作原理的簡單介紹。前些日子我曾再次提出一個(gè)問題，就是只用電阻和電容可以組成什么電路，進(jìn)一步講只用一個(gè)電阻和一個(gè)電容可以組成什么電路。此篇可以是一個(gè)回答，有興趣的可以再想一想還能組成什么電路。其實(shí)電阻、電容和電感作為電子電路的基本元件，熟知它們的特性并靈活地應(yīng)用它。

采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路o由于其具有體積小p成本低p電流相對恒定等優(yōu)點(diǎn)o也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動電路中。

圖一為一個(gè)實(shí)際的采用電容降壓的LED驅(qū)動電路s請注意o大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管o建議連接上o因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間( 如雷電p大用電設(shè)備起動等 )有效地將突變電流泄放o從而保護(hù)二級關(guān)和其它晶體管o它們的響應(yīng)時(shí)間一般在微毫秒級。

電路工作原理s

電容C1的作用為降壓和限流s大家都知道o電容的特性是通交流p隔直流o當(dāng)電容連接于交流電路中時(shí)o其容抗計(jì)算公式為s

XC = 1/2πf C

式中oXC 表示電容的容抗pf 表示輸入交流電源的頻率pC 表示降壓電容的容量。

流過電容降壓電路的電流計(jì)算公式為s

I = U/XC

式中 I 表示流過電容的電流pU 表示電源電壓pXC 表示電容的容抗在220Vp50Hz的交流電路中o當(dāng)負(fù)載電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于220V時(shí)o電流與電容的關(guān)系式為s

I = 69C

其中電容的單位為uFo電流的單位為mA

下表為在220Vp50Hz的交流電路中o理論電流與實(shí)際測量電流的比較

電阻R1為泄放電阻o其作用為s當(dāng)正弦波在zui峰值時(shí)刻被切斷時(shí)o電容C1上的殘存電荷無法釋放o會長久存在o在維修時(shí)如果人體接觸到C1的金屬部分o有強(qiáng)烈的觸電可能o而電阻R1的存在o能將殘存的電荷泄放掉o從而保證人p機(jī)安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān)o一般電容的容量越大o殘存的電荷就越多o泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表o供設(shè)計(jì)時(shí)參考s

D1 ~ D4的作用是整流o其作用是將交流電整流為脈動直流電壓。

C2pC3的作用為濾波o其作用是將整流后的脈動直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓

壓敏電阻( 或瞬變電壓抑制晶體管 )的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對地泄放掉o從而保護(hù)LED不被瞬間高壓擊穿。

LED串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷? Vf )而定o在220V AC電路中ozui多可以達(dá)到80個(gè)左右。

組件選擇s電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值o在220V,50Hz的交流電路中時(shí)o可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。

D1 ~D4 可以選擇IN4007。

濾波電容C2pC3的耐壓根據(jù)負(fù)載電壓而定o一般為負(fù)載電壓的1.2倍。其電容容量視負(fù)載電流的大小而定。