我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项

又到了杂谈时间啊哈哈。最近学习压力有点大,今天找点时间给大家说电容降压电路,顺便给大家分享一下我的触电经历~

首先上镇贴图:
我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项
注意!本电路实用但危险,实验时最好使用隔离变压器!电路图源自网络,请自行计算确认,后果自负!

我们先上几个电路图,看看它一般长啥样:

LED应用:(便宜的LED灯泡)我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项
我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项
充电应用:(10块钱的铅酸手电筒几乎都是)
我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项

微功率的DC稳压应用:(50ma以内)

我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项

什么是阻容降压?

阻容降压是一种利用电容在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大工作电流的电路。

电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

阻容降压的优缺点:

优点:体积小;成本低。

缺点:

非隔离电源,不安全;

不能用于大功率负载;

不适合容性和感性负载;

不适合动态负载。

阻容降压基本设计要素:

电路设计时,应先确定负载最大工作电流,通过此电流值计算电容容值大小,从而选取适当电容。

此处与线性变压器电源的区别:阻容降压电源是通过负载电流选定电容;线性变压器电源是通过负载电压和功率选定变压器。

因为阻容降压电源仅适用于小电流电路,选取的电容容值范围一般为0.33UF到2.5UF,所以Zc为-1592j到-9651j。而等效负载阻抗Zr在200Ω左右,显然有|Zc|>>|Zr|,同时输入电源电压分在负载上的压降也远小于电容的压降,所以有:Z≈Zc,矢量图的θ角接近于90°。

选型:

全波整流电路
我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项

半波整流电路
我是这样被电麻的:电容降压电路使用和注意事项

各元器件作用和选择

F1:保险丝,起过流保护作用,选用400mA250V型号。

RV1:压敏电阻,起浪涌保护作用,一般选用10D471K型号。

C1:降压电容,利用较大的容抗限制电路总电流。常用聚酯电容(CL21)、聚丙烯电容(CBB21)、安规电容(X2) ,容值依负载需求而定,此电容容量越大电路越 不安全,在设计此电路时,如果220VAC供电情况下容量超过2.5uF,110VAC 供电情况下容量超过4uF就因该放弃阻容降压考虑其它电路。此处选用0.56uF 安规电容(X2),提供19mA电流。

R2:放电电阻,断电后为电容C1提供放电回路,防止在快速插拔电源插头或插头 接触不良时C1电容上的残余电压和电网电压叠加对后续器件形成高压冲击和 防止拔出电源插头后接触到人体对人员产生伤害。一般要求断电后C1电压衰减到37%的时间应小于1秒,因为T=RC*Ln[(V0-V1)/(Vt-V1)],所以T=RC,R=t/C,R<1/C。此处用3个390K的0805贴片电阻(分担电压和功率)。

R1:限流电阻,此电阻主要是防止首次上电和在快速插拔电源插头或插头接触不 良时所产生的高压冲击对整流二极管的损坏。电容C2在通电瞬间呈短路状态(一阶零状态响应),此时交流电源 直接加在R1和整流管上,R1上有220VAC*1.414=311VDC瞬间直流电压,如果上 电时C1电荷未放完,此电压可能会更高 。所以R1要选择耐电流冲击强和耐高 压的电阻,R1电阻不能太小,也不能太大,电阻太小冲击电流大,电阻太大 整个电路功耗增大。整流二极管的峰值电流一般会比较大,如1N400X系列 峰值电流为50A,所以一般取R1电阻在10-50Ω之间。

DZ1:稳压二极管,选用1N4733,稳压电压Vz为5.1V。DZ1的最大稳压电流Iz必须大于电容C1最大充放电电流。

R5:与电容E1、C2组成RC滤波,减小纹波。

D1:整流二极管,起半波整流作用,选用1N4007。

D2:整流二极管,起半波整流作用,选用1N4007。

E1:电解电容,对稳压后的电压滤波,同时在电源关断的半个周期为负载提供电 能。电源下半个周期来临前,E1必须保证为负载提供的电压不能衰减太多,此处选用1000uF25V型号。T=RC*Ln[(V0-V1)/(Vt-V1)]=10mS,所以衰减后 的电压Vt=4.8V。

C2:贴片电容,滤波作用,选用0.1uF。

R6:放电电阻,断电后为E1提供放电回路,一般为5~10K。

R7:等效负载。

计算:

这篇文章讲的很专业:计算和注意事项:
https://www.sohu.com/a/201511017_654340
这篇也不错,讲的简洁也正确:
https://www.cnblogs.com/jnhs/p/10935933.html

我的触电经历:

当时是小学6年级,家里的充电手电筒坏了,我当时哪里知道这玩意不能断开负载,就把电池取下,一手抓着一根线压在表笔上量电压,就猛地感觉一根根针从左手扎到右手,整个肩膀僵住了根本动不了。出于本能,我一下子跳开了,但胳膊还是麻了一上午哈哈。

注意!本电路实用但危险,实验时最好使用隔离变压器!电路图源自网络,请自行计算确认,后果自负!

版权声明:玥玥 发表于 2021-03-15 10:19:47。
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