Eine umfassende Analyse der Step-Down-Schaltung der Widerstands kapazität und ihrer Anwendung

Ein Grundkonzept der Widerstands kapazitäts spannungs reduzierung1. Was ist eine Drucken tlastung der Widerstands kapazität? Der Abwärts schritt der Widerstands kapazität ist eine Schaltung, die den maximalen Arbeits strom begrenzt, indem die vom Kondensator unter dem Wechselstrom signal einer bestimmten Frequenz erzeugte kapazitive Reaktanz verwendet wird.

Der Kondensator spielt tatsächlich eine Rolle bei der Begrenzung des Stroms und der dynamischen Verteilung der Spannung zwischen dem Kondensator und der Laden.2. Aus welchen Teilen besteht die Abwärts schaltung der Widerstands kapazität? Die Abwärts schaltung der Widerstands kapazität besteht aus Abwärts modul, Gleich richter modul, Spannungs stabilisierung modul und Filter modul.

3. Grundlegende Konstruktion elemente der Widerstands kapazitäts spannungs reduktion Während des Schaltung entwurfs muss zuerst der maximale Arbeits strom der Last bestimmt werden, und der Kapazitäts wert muss durch diesen Strom wert berechnet werden, um die geeignete Kapazität auszuwählen. Die Differenz zwischen dieser Strom versorgung und der linearen Transformator Strom versorgung: Die Abwärts strom versorgung der Widerstands kapazität wählt die Kapazität durch den Laststrom aus. Die Strom versorgung des linearen Transformators wird durch Lasts pannung und Leistung ausgewählt.

Berechnung der Abwärts bewegung der Widerstands kapazität Die Abwärts schaltung der Widerstands kapazität kann einem Abwärts kondensator C1 und einem Last widerstand R1 entsprechen, die in Reihe geschaltet sind, um die Spannung zu teilen. Die kapazitive Reaktanz des Kondensators C1 ist ZC = - J / WC = - J / 2 FC

Die Impedanz des Widerstands R1 ist Zr = RDie gesamte äquivalente Impedanz ist Z = ZC Zr = - J / 2 FC RSo I = u / z = u / (ZC Zr) = u / (- J / 2 FC R)

Da die Strom versorgung der Widerstands kapazität nur für kleine Stromkreise anwendbar ist, beträgt der ausgewählte Kapazitäts wert bereich im Allgemeinen 0,33 uf bis 2,5 uf, sodass ZC-1592j bis-9651j beträgt. Die äquivalente Last impedanz Zr beträgt etwa 200, was offen sichtlich | ZC | hat >> | Zr |. Gleichzeitig ist der Spannungs abfall der Eingangs versorgungs spannung an der Last weit geringer als der Spannungs abfall des Kondensators, daher gibt es: Z ZC, Vektor diagramm Der Winkel liegt nahe bei 90. Somit: I = U/Z = U/Zc = U/(-j/2fC)

= 220*2 * f * C * j = 220*2*50 * C * j = j69000C

I = | I | 90, aktueller Effektivwert I1 = | I | = 69000c. Wenn eine Halbwellen gleich richtung angenommen wird, ist I1 = 0,5 | i | = 34500c.Design-Beispiel Bekannte Bedingungen: Last arbeits strom 15mA, Arbeits spannung 5V. Finden Sie die Kapazität der Abwärts kapazität?

Halbwellen-Rektifi kation modus wird angenommen. Nach der Berechnungs formel I1 = 0,5 | i | = 34500c, C = 0,43 uf. Daher wird hier ein Kondensator von 0,47 uf ausgewählt. Im Gegenzug kann überprüft werden, dass der gelieferte Strom I1 = 34500c = 16,2 mA und der übers chüssige Strom durch die spannungs stabilisierende Röhre fließt. Vorteile der Verringerung der Widerstands kapazität der Spannungs spannung: Kleines Volumen; Niedrige Kosten.

Disadvantages von widerstand kapazität spannung reduktion: Non isoliert power versorgung, unsichere; It kann nicht verwendet werden für hohe-power last;

Nicht geeignet für kapazitive und induktive Lasten; Nicht geeignet für dynamische Lasten. 2 Grundprinzip der Widerstands kapazität Spannungs reduktion

1. Prinzip der Kondensator ladung und-entladung Ein Kondensator ist ein passives Gerät, das Energie in Form eines elektrischen Feldes speichert. Die Essenz des Kondensator lade-und-entladung prozesses ist der Prozess von zwei leitfähigen parallelen Platten, die Elektronen erfassen und freisetzen. Kondensator ladung:

Wenn die elektrische Feldstärke E im Kondensator an beiden Enden des Kondensators geringer ist als die externe Versorgungs spannung u, beginnt der Kondensator zu laden. Zu diesem Zeitpunkt verliert die positive Elektrode des Kondensators immer wieder Elektronen, die negative Elektrode erhält immer wieder Elektronen und das interne elektrische Feld E nimmt weiter zu, bis es der externen Spannung u entspricht. Und die Aufladung endet. Kondensator entladung: Wenn die elektrische Feldstärke E im Kondensator an beiden Enden des Kondensators größer ist als die externe Versorgungs spannung u, beginnt sich der Kondensator zu entladen. Zu diesem Zeitpunkt erhält die positive Elektrode des Kondensators immer wieder Elektronen, die negative Elektrode verliert immer wieder Elektronen und das interne elektrische Feld E wird schwächer, bis es gleich der externen Spannung u ist und die Entladung endet.

Gleichstrom-Lade-und Entlade vorgang des Kondensators Wie im obigen Ladevorgang gezeigt, berechnen Sie die Zeit, zu der die C1-Spannung 1 V erreicht: Da V0 = 0V, VT = 1 V, V1 = 5V, r = 10K, C = 0,1 uF, t = 10000*0,1*0,000001 * ln (5/4) = 223us

Wechselstrom-Lade-und Entlade vorgang des Kondensators Das Gleichstrom laden und Entladen des Kondensators ist auf einmal abgeschlossen, während das AC-Laden und Entladen ein wiederholter Prozess ist. Vollwellen-Gleich richter kreis

Halbwellen gleich richter schaltung Funktion und Auswahl der Komponenten F1: Sicherung mit Übers trom schutz funktion, Modell 400 ma250v wird ausgewählt.

Rv1: Varis tor, Überspannung schutz, im Allgemeinen 10 d471k-Modell. C1: Abwärts kondensator, der eine große kapazitive Reaktanz verwendet, um den Gesamtstrom der Schaltung zu begrenzen. Üblicher weise werden Polyester kondensator (CL21), Polypropylen kondensator (CBB21) und Sicherheits regulierungs kondensator (x2) verwendet. Der Kapazitäts wert hängt vom Lastbedarf ab. Je größer die Kapazität ist, desto unsicherer ist die Schaltung. Wenn bei der Konstruktion dieser Schaltung die Kapazität 2,5 uf unter 220VAC-Strom versorgung und 4uf unter 110VAC-Strom versorgung übers ch reitet, sollte sie den Abwärts schritt der Widerstands kapazität aufgeben und andere Schaltkreise berücksichtigen. Hier wird ein Sicherheits kondensator von 0,56 uf (x2) ausgewählt, um einen Strom von 19mA bereit zustellen.

R2: Entlade widerstand, der nach Stromausfall eine Entladung schaltung für den Kondensator C1 bereitstellt, um zu verhindern, dass die Überlagerung der Rests pannung auf dem C1-Kondensator und der Netzspannung einen Hochspannung aufprall auf nachfolgende Geräte bildet, wenn der Netz stecker eingesteckt wird schnell raus oder der Stecker in schlechtem Kontakt ist, Und verhindern Sie Personen schäden, die durch Kontakt mit dem menschlichen Körper nach dem Abziehen des Netz steckers verursacht werden. Im Allgemeinen muss die Zeit für eine C1-Spannungs dämpfung auf 37% nach Stromausfall weniger als 1s betragen, da t = RC * LN[ (v0-v1) / (vt-v1)], also t = RC, r = t / C, R

R1: Strom begrenzung widerstand, der haupt sächlich verwendet wird, um zu verhindern, dass die Gleich richter diode durch den Hochspannung aufprall beschädigt wird, der beim ersten Einschalten erzeugt wird und wenn der Netz stecker schnell eingesteckt oder der Stecker in schlechtem Kontakt ist. Wenn der Kondensator C2 beim ersten Einschalten nur den Wellen kamm berührt, befindet er sich zum Zeitpunkt der Einschaltung in einem Kurzschluss zustand (Null zustands antwort erster Ordnung). Zu diesem Zeitpunkt wird die Wechselstrom versorgung direkt an R1 und Gleich richter röhre, Und es gibt 220VAC * 1.414 = 311vdc momentane Gleich spannung auf R1. Wenn die C1-Ladung während des Einschalens nicht entladen wird, kann diese Spannung höher sein. Daher sollte R1 einen Widerstand mit starkem Strom impuls widerstand und Hochspannung widerstand auswählen. Der R1-Widerstand sollte nicht zu klein oder zu groß sein. Wenn der Widerstand zu klein ist, der Impuls strom groß ist und der Widerstand zu groß ist, erhöht sich der Strom verbrauch der gesamten Schaltung. Gleich richter diode Der Spitzenstrom der 1n400x-Serie ist im Allgemeinen groß. Zum Beispiel ist der Spitzenstrom der 1n400x-Serie 50a, so dass der R1-Widerstand im Allgemeinen zwischen 10-50 liegt.

DZ1: Zenerdiode, 1 n4733 wird ausgewählt, und die geregelte Spannung VZ beträgt 5,1 V. Der maximal regulierte Strom von DZ1 muss größer sein als der maximale Lade-und Entladestrom des Kondensators C1.R5: RC-Filterung mit den Kondensatoren E1 und C2, um die Welligkeit zu verringern. D1: Gleich richter diode, verwendet für die Halbwellen gleich richtung, 1 N4007.

D2: rectifier diode, halb welle gleichrichter, 1N4007.E1: elektrolytkondensator, die filter die spannung nach spannung stabilisierung und bietet elektrische energie für die last in die halb zyklus von power off. Bevor der zweite Halb zyklus der Strom versorgung kommt, muss E1 sicherstellen, dass die für die Last vorgesehene Spannung nicht zu stark gedämpft werden kann. Hier wird das Modell 1000 uf25v ausgewählt. T = RC * ln [(v0-v1) / (vt-v1)] = 10ms, also die gedämpft Spannung Vt = 4,8 V.C2: Chip kondensator, Filter funktion, 0,1 uF.

R6: Entladung widerstand, der eine Entladung schaltung für E1 nach Stromausfall zur Verfügung stellt, in der Regel 5 10K.R7: äquivalente Last. Bilder von Haupt komponenten

Primärer Sicherungs selbst Erholung fuse Varis tor

Metalli sierter Polyester-Folien kondensator (CL21)Metalli sierter Polypropylen kondensator (CBB21)X2 Sicherheits kondensator (CBB62 / MKP)

3 Anwendung der Spannungs reduzierung der Widerstands kapazität Aufgrund ihrer geringen Größe und geringen Kosten ist die Reduzierung der Widerstands kapazität spannung für Last mit geringer Leistung und niedrigem Strom verbrauch geeignet. Zu den gängigen Anwendungen gehören ein elektrischer Energie zähler, ein LED-Lampen antrieb mit geringer Leistung, kleine Haushalts geräte und ein Temperatur regler. LED-Lampen antrieb

Anwendung von kleinen Haushalts geräten Lüfter regler Elektrischer Heiz regler

Kaffee maschine