抵抗容量ステップダウン回路の包括的な分析とその応用

抵抗容量電圧reduction1の基本概念。 抵抗容量減圧とは抵抗容量降圧とは、ある周波数のAC信号の下でコンデンサが発生する容量性リアクタンスを使用して、最大作動電流を制限する回路です。

コンデンサは実際に電流を制限し、コンデンサと負荷の間で電圧を動的に分配する役割を果たします。 抵抗容量降圧回路はどの部分で構成されていますか?抵抗容量降圧回路は、降圧モジュール、整流器モジュール、電圧安定化モジュール、およびフィルターモジュールで構成されています。

3. 抵抗容量電圧還元の基本設計要素回路設計中に、負荷の最大動作電流を最初に決定し、適切な容量を選択するために、この電流値を介して容量値を計算する必要があります。この電源とリニアトランス電源の差: 抵抗容量降圧電源は、負荷電流を介した容量を選択します。リニアトランス電源は、負荷電圧と電力によって選択されます。

抵抗容量の降圧電流の計算抵抗容量の降圧回路は、電圧を分割するために直列に接続された降圧コンデンサC1と負荷抵抗R1に相当します。コンデンサC1の容量性リアクタンスはZC = - J / WC = - J / 2 FCです。

抵抗R1のインピーダンスはZr = Rです。総等価インピーダンスはZ = ZC Zr = - J / 2 FC RSo I = u / z = u / (ZC Zr) = u / (- J / 2 FC R) です。

抵抗容量降圧電源は小さな電流回路にのみ適用できるため、選択された容量値の範囲は通常0.33ufから2.5ufであるため、ZCは-1592jから-9651jになります。 等価負荷インピーダンスZrは約200であり、明らかに | ZC | >> | Zr |。 同時に、負荷の入力電源電圧の電圧降下は、コンデンサの電圧降下よりもはるかに小さいため、Z ZC、ベクトル図角度は90に近い。したがって、I = U/Z = U/Zc = U/(-j/2fC)

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

I = | I | 90、現在の実効値I1 = | I | = 69000cである。 半波整流を採用する場合、I1 = 0.5 | i | = 34500c。設計例既知の条件: 負荷作動電流15mA、動作電圧5V。 ステップダウン容量の容量を見つけますか?

半波整流モードが採用されています。 計算式I1 = 0.5 | i | = 34500cによれば、C = 0.43ufである。 したがって、ここでは0.47ufのコンデンサが選択される。 次に、供給された電流I1 = 34500c = 16.2maであり、過剰な電流が電圧安定化管に流れることを確認できます。抵抗容量電圧低下の利点: 少量; 低コスト。

抵抗容量電圧低下の欠点: 非孤立電源、安全ではありません。高出力負荷には使用できません。

容量性負荷や誘導性負荷には適していません。動的負荷には適していません。2抵抗容量電圧低下の基本原理

1. コンデンサの充電と放電の原理コンデンサは、電界の形でエネルギーを蓄えるパッシブデバイスです。 コンデンサの充電と放電のプロセスの本質は、2つの導電性平行プレートが電子を取得して放出するプロセスです。コンデンサの充電:

コンデンサの電界強度Eがコンデンサの両端の外部電源電圧uよりも小さいと、コンデンサは充電を開始します。 このとき、コンデンサの正極は電子を失い続け、負極は電子を持ち続け、内部電界Eは外部電圧uに等しくなるまで増加し続けます。コンデンサ放電: コンデンサの電界強度Eがコンデンサの両端の外部電源電圧uよりも大きいと、コンデンサは放電を開始します。 このとき、コンデンサの正电极は电子を得続け、负电极は电子を失い続け、内部电界Eは外部电圧uと等しくなるまで弱まり続け、放电は终了する。

容量のDC充電および放電プロセス上記の充電プロセスに示すように、C1電圧が1 Vに達する時間を計算します。V0 = 0V、VT = 1 V、V1 = 5V、r = 10K、C = 0.1uF、t = 10000*0.1*0.000001 * ln (5 / 4) = 223us

容量のAC充電および放電プロセスコンデンサのDC充電および放電は一度に完了しますが、AC充電および放電は繰り返しプロセスです。全波整流器回路

半波整流器回路機能とコンポーネントの選択F1: ヒューズ、過電流保護機能付き、400ma250vモデルが選択されています。

Rv1: バリスタ、サージ保護、一般的に10d471kモデル。C1: 回路の総電流を制限するために大きな容量性リアクタンスを使用するステップダウンコンデンサ。 ポリエステルコンデンサ (CL21) 、ポリプロピレンコンデンサ (CBB21) 、安全調整コンデンサ (x2) が一般的に使用されており、容量値は負荷需要に依存します。 容量が大きいほど、回路は安全ではありません。 この回路を設計する際、容量が220VAC電源で2.5uf、110VAC電源で4ufを超える場合、抵抗容量の降圧を放棄し、他の回路を検討する必要があります。 ここでは、19ma電流を供給するために0.56ufの安全コンデンサ (x2) が選択されています。

R2: 電源障害後のコンデンサC1の放電回路を提供する放電抵抗。これにより、電源プラグを差し込んだときに、C1コンデンサの残留電圧とグリッド電圧の重ね合わせが後続のデバイスに高電圧の影響を与えるのを防ぎます。すぐにアウトするか、プラグが接触していない、パワープラグを抜いた後、人体との接触によって引き起こされる人身傷害を防ぎます。 一般に、t = RC * LN[ (v0-v1) / (vt-v1)] 、t = RC、r = t/C、Rであるため、停電後にC1電圧減衰が37% になるまでの時間は1秒未満です。

R1: 電流制限抵抗。主に、最初の電源のオン時や電源プラグがすばやく差し込まれたり差し出されたり、プラグが接触していないときに発生する高圧衝撃によって整流ダイオードが損傷するのを防ぐために使用されます。 コンデンサC2が最初のパワーオン時に波の頂上に触れるだけでは、パワーオン時に短絡状態になります (1次ゼロ状態応答) このとき、AC電源はR1と整流管に直接印加されます。R1には220VAC * 1.414 = 311vdc瞬時DC電圧があります。 パワーオン中にC1チャージが放電されない場合、この電圧は高くなる可能性があります。 したがって、R1は強い電流インパルス抵抗と高い電圧抵抗を持つ抵抗を選択する必要があります。 R1抵抗は小さすぎたり大きすぎたりしないでください。 抵抗が小さすぎると、インパルス電流が大きくなり、抵抗が大きすぎると、回路全体の消費電力が増加します。 整流ダイオード1n400xシリーズのピーク電流は一般に大きいです。 たとえば、1n400xシリーズのピーク電流は50aであるため、R1抵抗は一般に10〜50です。

DZ1: ツェナーダイオード、1n4733が選択され、調整された電圧VZは5.1Vです。 DZ1の最大調整電流izは、リップルを低減するためにコンデンサC1.R5の最大充電および放電電流よりも大きくする必要があります。D1: 半波整流に使用される整流ダイオード、1N4007。

D2: 整流ダイオード、半波整流器、1N4007.E1: 電解コンデンサ。電圧安定化後に電圧をフィルタリングし、パワーオフの半サイクルで負荷に電気エネルギーを提供します。 電源の後半サイクルが来る前に、E1は負荷に供給される電圧があまり減衰しないようにする必要があります。 ここでは、1000uf25vモデルが選択されています。 T = RC * ln [(v0-v1) / (vt-v1)] = 10ms、したがって減衰電圧Vt = 4.8V。C2: チップキャパシタ、フィルタリング機能、0.1uF。

R6: 停電後のE1の放電回路を提供する放電抵抗、通常5 10K.R7: 同等の負荷。主要コンポーネントの写真

一次fuseSelf回復fuseVaristor

金属化ポリエステルフィルムコンデンサ (CL21) 金属化ポリプロピレンコンデンサ (CBB21)X2安全コンデンサ (CBB62 / MKP)

3抵抗容量電圧低減の応用サイズが小さく、コストが低いため、抵抗容量電圧低減は低電力および低電流負荷に適しています。 一般的なアプリケーションには、電気エネルギーメーター、低電力LEDランプドライブ、小型家電製品、温度コントローラーなどがあります。LEDランプドライブ

アプリケーションの小さな家庭用appliancesFan controller電気暖房コントローラー

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