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阻容降压电路的分析设计和一些问题

2020-6-2 10:14:10 显示全部楼层
一、概述
阻容降压电路元件少、成本低、性能稳定,因而在电子产品中得到广泛的应用,尤其是大量应用在LED灯上。
图1. LED灯板

虽然阻容降压电路应用广泛,但是它也存在以下一些问题:
1、输出电流小。1uF的CBB电容输出电流也只有60多mA,因此,在大电流需求的家用电器中很难得到应用,一般的家电产品中,即使是控制部分电流一般都在500mA以上,如果再加上电动机、继电器等,不到100mA输出的阻容降压电路的确有些捉襟见肘;
2、安全性较低。一般提到阻容降压电路的安全问题,都会提到这两点。其一,前级CBB电容容易炸掉;其二,后级的稳压管容易烧掉;其三,滤波电容寿命短,有时候也会炸掉;其四,前后级无隔离,容易导致触电。这些问题听起来的确有些恐怖,但事实上阻容降压电路的安全性并没有这么夸张,只要我们用心去设计阻容降压电路,它还是非常可靠和安全的。
本篇文章中,我们就一起来针对具体的阻容降压电路进行分析和设计。
二、阻容降压电路分析
1、阻容降压电路的基本原理
1.jpg
阻容降压电路主要是通过降压电容的容抗对交流电进行限流而实现降压,可见这里的降压的本质是限流和动态分配电容器和负载两端的电压。根据有关公式推导,我们得出如下结论,即:
a. 阻容降压电路中,负载电流Io的大小由输入电压Ui的大小、电压的频率以及降压电容的大小来共同决定;
b. 阻容降压负载电流与降压电容C之间存在如下关系,即针对半波整流,Io ≈ 30C,针对全波整流,则Io ≈ 60C;
c. 输出直流电压由负载决定,负载越小电压越低,负载越大电压越高。
从上面的结论可以看出,阻容降压电源实际上是一个恒流源。
2、阻容降压电路的基本计算
针对图2中的参数,计算如下:
a. 计算降压电容C的容抗。将参数值代入公式 Xc = 1 / 2πfc ,其中f为交流电的频率,为50Hz,c为降压电容的容量,单位为法拉,所以,Xc = 1/(2*3.14*50*0.47*10-6),最后结果为 6775欧姆;
b. 计算降压电容的充电电流。Ic = U / Xc = 220 / 6775 = 32mA
三、阻容降压电路改进措施
1、可以通过并联降压电容的方式增加输出电流;
2、在交流输入级后加一个10欧左右的电阻,用以防止上电时冲击电流过大而烧毁电路;
3、对于出口型产品,为了过安全认证,应在交流输入两端并上一个压敏电阻和X电容;
4、在整流电路和滤波电容的后面,加上一个10欧左右的电阻,主要是保护滤波电容和稳压管。
图3. 阻容降压电路改进图

经过上述改进,阻容降压电路的稳定性、安全性和寿命都会大大提升。对于CBB电容,阻容降压电源使用3年左右是不会有太大的问题。

来源:网络

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