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使用铝电解电容降压的原理

文章出处:东联盛电子 作者:铝电解电容编辑阅读量:发表时间:2020-06-17 11:30

  最近见到几张用铝电解电容降压做电源的电路图,随即对这种结构简单,成本低廉,占用空间小的电路产生了兴趣。上网查了查资料,发现这算是一个比较古老的技术,但是如此运用电容,确实是很巧妙。网上关于这方面的交流也不少,但是大多是转载的,主要有两个版本,出处已经无从考证,但是很少有较为严谨的计算。笔者查阅了一些资料,在此对其原理和参数的计算作一些总结,不当之处,还请指教。

铝电解电容

  基本原理:

  铝电解电容降压主要是用在直流稳压电源电路里。直流稳压电源电路的大致结构是:

  市电——变压(降压)——整流——滤波——稳压——直流输出

  第一个环节,也就是变压,主要是降压,一般使用变压器来完成。但是变压器体积较大,成本也较高,如果电路简单,例如声光控制开关,那么加一个变压器就显得大材小用。这个时候用一个电容,就可以解决降压的问题,简化电路,节约成本。

  当加上负载后,如果输出直流电压比较低(稳压管决定),则可以近似认为全部电压都加在铝电解电容上。由于是半波整流,所以电容C1后面的电路只能得到C1半个周期的充放电电流,也就是有效值的一半,大约34.5mA左右。由于负载上有电压,所以实际电流要小一点,大约30mA。当负载需要的电流不超过30mA时,电路就可以正常工作,电容也就起到了类似变压器的作用——降压。

  容降压电路主要应用在负载电流较小,负载确定且固定的场合。因为由电容降压电路组成的稳压电源稳压能力十分有限,并且对电网有一定的影响。

  较为严谨的计算,主要涉及三个元件的参数:降压电容,稳压二极管,泄放电阻。滤波电容用几百UF,耐压值取输出直流电压的3-4倍即可。整流二极管用1N4007就行。在应用稳压二极管稳压时,一般是有一个限流电阻与之一起工作,在这里降压电容已经限制了最大电流,所以可以不用限流电阻。

  首先根据负载所需要的电流和稳压管正常工作的反向电流,确定电路所需要的总电流。然后用电容上的电压除以总电流,得到相应的容抗。最后选择容值最接近的电容。容值小,提供不了足够的电流,容值大,稳压管分担的电流多,功耗大。

  选择的稳压管最大反向电流要大于总电流,这样当负载断开时,稳压管才不至于烧坏。

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