采用電容降壓時應注意以下幾點:
1根據負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當的電容,而不是依據負載的電壓和功率。
2限流電容必須采用無極性電容,絕對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最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,因為不安全。
4電容降壓不適合動態負載條件。
5同樣,電容降壓不適合容性和感性負載。
6當需要直流工作時,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問題,就是只用電阻和電容可以組成什么電路,進一步講只用一個電阻和一個電容可以組成什么電路。此篇可以是一個回答,有興趣的可以再想一想還能組成什么電路。其實電阻、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用它。
采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路﹐由于其具有體積小﹑成本低﹑電流相對恒定等優點﹐也常應用于LED的驅動電路中。
圖一為一個實際的采用電容降壓的LED驅動電路﹕請注意﹐大部分應用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管﹐建議連接上﹐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﹑大用電設備起動等)有效地將突變電流泄放﹐從而保護二級關和其它晶體管﹐它們的響應時間一般在微毫秒級。
電路工作原理﹕
電容C1的作用為降壓和限流﹕大家都知道﹐電容的特性是通交流﹑隔直流﹐當電容連接于交流電路中時﹐其容抗計算公式為﹕
XC=1/2πfC
式中﹐XC表示電容的容抗﹑f表示輸入交流電源的頻率﹑C表示降壓電容的容量。
流過電容降壓電路的電流計算公式為﹕
I=U/XC
式中I表示流過電容的電流﹑U表示電源電壓﹑XC表示電容的容抗在220V﹑50Hz的交流電路中﹐當負載電壓遠遠小于220V時﹐電流與電容的關系式為﹕
I=69C
其中電容的單位為uF﹐電流的單位為mA
下表為在220V﹑50Hz的交流電路中﹐理論電流與實際測量電流的比較
電阻R1為泄放電阻﹐其作用為﹕當正弦波在最大峰值時刻被切斷時﹐電容C1上的殘存電荷無法釋放﹐會長久存在﹐在維修時如果人體接觸到C1的金屬部分﹐有強烈的觸電可能﹐而電阻R1的存在﹐能將殘存的電荷泄放掉﹐從而保證人﹑機安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關﹐一般電容的容量越大﹐殘存的電荷就越多﹐泄放電阻就阻值就要選小些。經驗數據如下表﹐供設計時參考﹕
D1~D4的作用是整流﹐其作用是將交流電整流為脈動直流電壓。
C2﹑C3的作用為濾波﹐其作用是將整流后的脈動直流電壓濾波成平穩直流電壓
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﹐從而保護LED不被瞬間高壓擊穿。
LED串聯的數量視其正向導通電壓(Vf)而定﹐在220VAC電路中﹐最多可以達到80個左右。
組件選擇﹕電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值﹐在220V,50Hz的交流電路中時﹐可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質電容。
D1~D4可以選擇IN4007。
濾波電容C2﹑C3的耐壓根據負載電壓而定﹐一般為負載電壓的1.2倍。其電容容量視負載電流的大小而定。