阻容降压是一种常见的电源电路,它利用电阻和电容的并联组合来降低输入电压。在实际应用中,阻容降压电路被广泛应用于各种电子设备中,如充电器、适配器等。本文将介绍阻容降压电路的基本原理、降压电容大小的选择、稳压二极管选型注意事项以及阻容降压电路的优缺点。
一、阻容降压电路的基本原理
阻容降压电路主要由一个电阻和一个电容组成。当输入电压施加到电路上时,电阻和电容会共同作用,使得输出电压降低。具体来说,当输入电压上升时,电容器开始充电,电流通过电阻产生压降,从而降低了输出电压。当输入电压下降时,电容器开始放电,电流通过电阻产生反向压降,进一步降低了输出电压。通过合理选择电阻和电容的参数,可以实现对输出电压的有效控制。
下图为阻容降压的典型应用电路,C1为降压电容;R1为C1的泄放电阻,在电源断开时,电容里的电能在R1当中消耗;D1为半波整流二极管;D2在市电的负半周为C1提供放电回路,否则电容C1充满电就不工作了;D3为稳压二极管,C2为滤波电容。输出电压为稳压二极管D3的稳定电压值。
二、降压电容大小的选择
在阻容降压电路中,降压电容的大小直接影响到输出电压的稳定性和效率。一般来说,降压电容越大,输出电压越稳定,但效率越低;降压电容越小,输出电压越不稳定,但效率越高。因此,在选择降压电容大小时,需要根据实际需求进行权衡。
三、稳压二极管选型注意事项
在阻容降压电路中,稳压二极管的作用是保护电路免受过高或过低的输出电压影响。在选择稳压二极管时,需要注意以下几点:
1.最大稳定电压:稳压二极管的最大稳定电压应大于电路所需的输出电压。一般来说,稳压二极管的最大稳定电压应比电路所需的输出电压高20%左右。
2.最大稳定电流:稳压二极管的最大稳定电流应大于电路所需的输出电流。一般来说,稳压二极管的最大稳定电流应比电路所需的输出电流大20%左右。
3.动态电阻:稳压二极管的动态电阻应尽可能小,以减小输出电压的波动。一般来说,动态电阻应小于1Ω。
4.工作温度范围:稳压二极管的工作温度范围应满足电路的实际工作环境。一般来说,稳压二极管的工作温度范围应为-40℃~+125℃。
四、实际运用
阻容降压-半波整流电路
在实际运用当中,我们可以用下图代替刚刚上面的阻容降压典型应用电路,这里用了Z1正向特性和反向特性,其反向特性(也就是稳压特性)来稳定电压,其正向特性用来在市电负半周给C1提供放电回路。
上图为阻容降压全波整流电路
上图为阻容降压半波整流电路负半周电流流向
阻容降压全波整流
实际上,我们并建议在阻容降压中使用全波整流电路。因为全波整流对比起半波整流存在一定的安全隐患,其次多了两三个整流二极管的成本。下面是我在网上找到的详细说明:
半波整流电流利用率只有全波整流的一半,但是在阻容降压电路很少用桥式整流,这是由于在电路中我们总希望电路只有一个公共参考点,也就是接地点。如果采用桥式整流,在交流输入端和直流输出端可能出现不同公共参考点,也就是说当交流输入端的N线和L线反接时,直流输出端的参考点可能会带电,这样存在安全隐患;
而用半波整流时,直流输出端的地线一直与交流输入端的N相连,这样在电路调试时相对安全一些,但是,也不是绝对安全的,毕竟是非隔离电源,但这只是相对而言,因此在很多的场合,我们基本上采用半波整流,另外还有一方面就是省去了两个整流二极管甚至三个。
上图为阻容降压全波整流电路
五、阻容降压电路的优缺点
阻容降压电路具有以下优点:
1.简单可靠:阻容降压电路的结构非常简单,易于实现和维护。
2.成本低廉:阻容降压电路所使用的元件成本较低,适用于低成本的电源设计。
然而,阻容降压电路也存在一些缺点:
1.效率较低:由于电阻的存在,阻容降压电路的效率相对较低。
2.输出电压稳定性较差:阻容降压电路的输出电压受输入电压和负载变化的影响较大,稳定性较差。
总之,阻容降压电路是一种简单可靠的电源电路,具有一定的应用价值。在实际应用中,需要根据实际需求选择合适的降压电容大小和稳压二极管型号,以实现对输出电压的有效控制。
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