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《電容降壓型直流穩(wěn)壓電路設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、電容降壓型直流穩(wěn)壓電路設計中心議題：電容降壓原理電容降壓型直流穩(wěn)壓電路原理方框圖電容降壓型直流穩(wěn)壓電路設計實例本文介紹一種新穎的電容降壓型直流穩(wěn)壓電路，電路不含變壓器，只由幾個簡單的電子元件組成。輸出DC電壓可在很寬的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，只需要改變基準電壓元件。一、概述電子工程師總是在不斷追求減小設備體積，優(yōu)化設計，以期最大限度地降低設備成本。其中，減小作為輔助電源的直流穩(wěn)壓電源電路部分的體積，往往是最難解決的問題之一。普通的線性直流穩(wěn)壓電源電路效率比較低，電源的變壓器體積大，重量重，成本較高。開關電源電路結
2、構較復雜，成本高，電源紋波大，RFI和EMI干擾是難以解決的。下文介紹的是一種新穎的電容降壓型直流穩(wěn)壓電源電路。這種電路無電源變壓器，結構非常簡單，具有體積小、重量輕、成本低廉、動態(tài)響應快、穩(wěn)定可靠、高效（可達90%以上）等特點。二、電容降壓原理當一個正弦交流電源U（如220VAC50HZ）施加在電容電路上時，電容器兩極板上的電荷，極板間的電場都是時間的函數(shù)。也就是說：電容器上電壓電流的有效值和幅值同樣遵循歐姆定律。即加在電容上的電壓幅值一定，頻率一定時，就會流過一個穩(wěn)定的正弦交流電流ic。容抗越?。娙?/p>
3、值越大），流過電容器的電流越大，在電容器上串聯(lián)一個合適的負載，就能得到一個降低的電壓源，可經(jīng)過整流，濾波，穩(wěn)壓輸出。電容在電路中只是吞吐能量，而不消耗能量，所以電容降壓型電路的效率很高。三、電容降壓型直流穩(wěn)壓電路原理方框圖電路由降壓電容，限流，整流濾波和穩(wěn)壓分流等電路組成。1.降壓電容：相當于普通穩(wěn)壓電路中的降壓變壓器，直接接入交流電源回路中，幾乎承受全部的交流電源U，應選用無極性的金屬膜電容（METALLIZEDPOLYESTERFILMCAPACITOR）。2.限流電路：在合上電源的瞬間，有可能是U的
4、正或負半周的峰_峰值，此時瞬間電流會很大，因此在回路中需串聯(lián)一個限流電阻，以保證電路的安全。3.整流濾波：有半波整流和全波整流，與普通的直流穩(wěn)壓電源電路的設計要求相同。4.穩(wěn)壓分流：電壓降壓回路中，電流有效值I是穩(wěn)定的，不受負載電流大小變化的影響，因此在穩(wěn)壓電路中，要有分流回路，以響應負載電流的大小變化。四、電容降壓型直流穩(wěn)壓電路設計實例1.橋式全波整流穩(wěn)壓電路：規(guī)格要求：輸出DC電壓12V，DC電流300mA；輸入電源220VAC/50HZ市電。1）降壓電容C1的選擇：a.C1容值的選擇：電容值取決于負
5、載電流，負載電流I確定后，可得：C1≥1/2лfU式中交流電源U值計算時取負10%，即：I=300mA，U=220V*（-10%）=198V，f=50HZ,C1≥0.3(2*3.14156*50*198)=4.82uF)電容值只可取大，不可取小，本例電容C1取值5uF。b.耐壓值的選擇：要考慮電源正10%的情況，如本例用市電，C1要選擇250VAC的金屬膜電容。c.耐瞬間沖擊電流的選擇：金屬膜電容的內(nèi)阻是很低的，允許電容在吞吐能量時，有大的電流流過，這個電流的大小取決于電容值和它的du/dt值，此值由電容
6、的結構，金屬膜的類型，引出線的方式?jīng)Q定的。du/dt值與電容的耐壓值有關，耐壓越高，du/dt值越大，不同廠家產(chǎn)品du/dt值也有很大的差別，如耐壓為250VAC電容值為5uF的金屬膜電容的du/dt值一般在3－30之間選擇。在本例中：C1＝5uF，du/dt值取3，則C1耐瞬間沖擊電流值為：I=Cdu/dt＝5*3＝15（A）2）限流電阻R1的選擇：先求C1的容抗：Xc＝1/2лfC＝1/(2*3.1416*50*0.000005)=636.36Ω則復阻抗：
7、Z
8、＝638.3Ω?。≧1取值為47Ω）求得
9、電流有效值為：I=U/
10、Z
11、=220/638.3344.7mA電阻實際承受的有效電壓值：UR=344.7mA*47Ω＝16.2V求出電阻實際承受的功率：PR＝16.2V*344.7mA=5.58W （R1選用線繞電阻器，功率取7.5W）3）穩(wěn)壓分流電路：穩(wěn)壓管ZD1和T1管E-B結，R3組成穩(wěn)壓電路，T1,R2組成分流電路。ZD1選用11.3V的穩(wěn)壓管；R3阻值取180Ω1/6W；T1管響應負載電流的大小變化，負載電流可在0－300mA內(nèi)變化，T1選用2W的PNP管，電流放大倍數(shù)≥200；R2用作負載電
12、流較小時，分擔一部分T1管的功率，R2取值30Ω/3W。2.半波整流穩(wěn)壓電路：規(guī)格要求：輸出一組24VDC電壓（如提供繼電器工作用），一組DC電壓5V（如供微控制器工作或雙向可控硅觸發(fā)電流用），輸出DC電流60mA；輸入電源220V/50HZ。1）降壓電容C1的選擇：a.流過電容C1的電流約是負載電流的兩倍，即120mA，得出：C1≥1/2лfU=0.12(2*3.14156*50*198)=1.93(uF）C1的實際取值2u
