阻容降壓是一種常見的電源電路,它利用電阻和電容的并聯(lián)組合來降低輸入電壓。在實(shí)際應(yīng)用中,阻容降壓電路被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中,如充電器、適配器等。本文將介紹阻容降壓電路的基本原理、降壓電容大小的選擇、穩(wěn)壓二極管選型注意事項(xiàng)以及阻容降壓電路的優(yōu)缺點(diǎn)。
一、阻容降壓電路的基本原理
阻容降壓電路主要由一個電阻和一個電容組成。當(dāng)輸入電壓施加到電路上時,電阻和電容會共同作用,使得輸出電壓降低。具體來說,當(dāng)輸入電壓上升時,電容器開始充電,電流通過電阻產(chǎn)生壓降,從而降低了輸出電壓。當(dāng)輸入電壓下降時,電容器開始放電,電流通過電阻產(chǎn)生反向壓降,進(jìn)一步降低了輸出電壓。通過合理選擇電阻和電容的參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的有效控制。
下圖為阻容降壓的典型應(yīng)用電路,C1為降壓電容;R1為C1的泄放電阻,在電源斷開時,電容里的電能在R1當(dāng)中消耗;D1為半波整流二極管;D2在市電的負(fù)半周為C1提供放電回路,否則電容C1充滿電就不工作了;D3為穩(wěn)壓二極管,C2為濾波電容。輸出電壓為穩(wěn)壓二極管D3的穩(wěn)定電壓值。
二、降壓電容大小的選擇
在阻容降壓電路中,降壓電容的大小直接影響到輸出電壓的穩(wěn)定性和效率。一般來說,降壓電容越大,輸出電壓越穩(wěn)定,但效率越低;降壓電容越小,輸出電壓越不穩(wěn)定,但效率越高。因此,在選擇降壓電容大小時,需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行權(quán)衡。
三、穩(wěn)壓二極管選型注意事項(xiàng)
在阻容降壓電路中,穩(wěn)壓二極管的作用是保護(hù)電路免受過高或過低的輸出電壓影響。在選擇穩(wěn)壓二極管時,需要注意以下幾點(diǎn):
1.最大穩(wěn)定電壓:穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電壓應(yīng)大于電路所需的輸出電壓。一般來說,穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電壓應(yīng)比電路所需的輸出電壓高20%左右。
2.最大穩(wěn)定電流:穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)大于電路所需的輸出電流。一般來說,穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)比電路所需的輸出電流大20%左右。
3.動態(tài)電阻:穩(wěn)壓二極管的動態(tài)電阻應(yīng)盡可能小,以減小輸出電壓的波動。一般來說,動態(tài)電阻應(yīng)小于1Ω。
4.工作溫度范圍:穩(wěn)壓二極管的工作溫度范圍應(yīng)滿足電路的實(shí)際工作環(huán)境。一般來說,穩(wěn)壓二極管的工作溫度范圍應(yīng)為-40℃~+125℃。
四、實(shí)際運(yùn)用
阻容降壓-半波整流電路
在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中,我們可以用下圖代替剛剛上面的阻容降壓典型應(yīng)用電路,這里用了Z1正向特性和反向特性,其反向特性(也就是穩(wěn)壓特性)來穩(wěn)定電壓,其正向特性用來在市電負(fù)半周給C1提供放電回路。
上圖為阻容降壓全波整流電路
上圖為阻容降壓半波整流電路負(fù)半周電流流向
阻容降壓全波整流
實(shí)際上,我們并建議在阻容降壓中使用全波整流電路。因?yàn)槿ㄕ鲗Ρ绕鸢氩ㄕ鞔嬖谝欢ǖ陌踩[患,其次多了兩三個整流二極管的成本。下面是我在網(wǎng)上找到的詳細(xì)說明:
半波整流電流利用率只有全波整流的一半,但是在阻容降壓電路很少用橋式整流,這是由于在電路中我們總希望電路只有一個公共參考點(diǎn),也就是接地點(diǎn)。如果采用橋式整流,在交流輸入端和直流輸出端可能出現(xiàn)不同公共參考點(diǎn),也就是說當(dāng)交流輸入端的N線和L線反接時,直流輸出端的參考點(diǎn)可能會帶電,這樣存在安全隱患;
而用半波整流時,直流輸出端的地線一直與交流輸入端的N相連,這樣在電路調(diào)試時相對安全一些,但是,也不是絕對安全的,畢竟是非隔離電源,但這只是相對而言,因此在很多的場合,我們基本上采用半波整流,另外還有一方面就是省去了兩個整流二極管甚至三個。
上圖為阻容降壓全波整流電路
五、阻容降壓電路的優(yōu)缺點(diǎn)
阻容降壓電路具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.簡單可靠:阻容降壓電路的結(jié)構(gòu)非常簡單,易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。
2.成本低廉:阻容降壓電路所使用的元件成本較低,適用于低成本的電源設(shè)計。
然而,阻容降壓電路也存在一些缺點(diǎn):
1.效率較低:由于電阻的存在,阻容降壓電路的效率相對較低。
2.輸出電壓穩(wěn)定性較差:阻容降壓電路的輸出電壓受輸入電壓和負(fù)載變化的影響較大,穩(wěn)定性較差。
總之,阻容降壓電路是一種簡單可靠的電源電路,具有一定的應(yīng)用價值。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的降壓電容大小和穩(wěn)壓二極管型號,以實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的有效控制。
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