Uma análise abrangente do circuito de baixa capacitância de resistência e sua aplicação

Um conceito básico de redução de tensão de capacitância de resistência1. O que é a despressurização da capacitância de resistência A redução da capacitância é um circuito que limita a corrente máxima de trabalho usando a reatância capacitiva gerada pelo capacitor sob o sinal CA de uma determinada frequência.

O capacitor realmente desempenha um papel na limitação da corrente e na distribuição dinâmica da tensão entre o capacitor e a carga. Em quais peças consiste o circuito de descida de capacitância de resistência? O circuito de descida de capacitância de resistência é composto de módulo de descida, módulo retificador, módulo de estabilização de tensão e módulo de filtro.

3. Elementos básicos de projeto da redução da tensão de capacitância de resistênciaDurante o projeto do circuito, a corrente máxima de trabalho da carga deve ser determinada primeiro, e o valor da capacitância deve ser calculado através deste valor atual, de modo a selecionar a capacitância apropriada. A diferença entre esta fonte de alimentação e a fonte de alimentação linear do transformador: A fonte de alimentação de redução da capacitância de resistência seleciona a capacitância através da corrente de carga; A fonte de alimentação do transformador linear é selecionada por tensão de carga e energia.

Cálculo da corrente de descida da capacitância de resistência O circuito de descida da capacitância de resistência pode ser equivalente a um capacitor de descida C1 e um resistor de carga R1, que são conectados em série para dividir a tensão. A reatância capacitiva do capacitor C1 é ZC = - J / WC = - J / 2 FC

A impedância do resistor R1 é Zr = R A impedância equivalente total é Z = ZC Zr = - J / 2 FC RSo I = u / z = u / (ZC Zr) = u / (- J / 2 FC R)

Como a fonte de alimentação de baixa capacitância de resistência é aplicável apenas a pequenos circuitos de corrente, a faixa de valor de capacitância selecionada é geralmente de 0,33 uf a 2,5 uf, então ZC é de-1592j a-9651j. A impedância de carga equivalente Zr é de cerca de 200, o que obviamente tem | ZC | >> | Zr |. Ao mesmo tempo, a queda de tensão da tensão de alimentação de entrada na carga é muito menor do que a queda de tensão do capacitor, então existem: Z ZC, diagrama vetorial O ângulo está próximo de 90. Assim: I = U/Z = U/Zc = U/(-j/2fC)

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

I = | I | 90, valor efetivo atual I1 = | I | = 69000c. Quando a retificação de meia onda é adotada, I1 = 0,5 | i | = 34500c. ExampleCondições conhecidas: corrente de trabalho de carga 15mA, Tensão de trabalho 5V. Encontre a capacitância da capacitância step-down?

O modo de retificação de meia onda é adotado. De acordo com a fórmula de cálculo I1 = 0,5 | i | = 34500c, C = 0,43 uf. Portanto, um capacitor de 0,47 uf é selecionado aqui. Por sua vez, pode-se verificar que a corrente fornecida I1 = 34500c = 16.2ma, e o excesso de corrente flui através do tubo de estabilização de tensão. Vantagens da redução da tensão de capacitância de resistência: Pequeno volume; Baixo custo.

Desvantagens da redução da tensão de capacitância de resistência: Fonte de alimentação não isolada, insegura; Não pode ser usado para carga de alta potência;

Não é adequado para cargas capacitivas e indutivas; Não é adequado para cargas dinâmicas. 2 Princípio básico de redução de tensão de capacitância de resistência

1. Princípio do carregamento e descarregamentoUm capacitor é um dispositivo passivo que armazena energia na forma de um campo elétrico. A essência do processo de carregamento e descarga do capacitor é o processo de duas placas paralelas condutoras adquirindo e liberando elétrons. Carregamento do capacitor:

Quando a intensidade do campo elétrico E no capacitor é menor que a tensão da fonte de alimentação externa u em ambas as extremidades do capacitor, o capacitor começa a carregar. Neste momento, o eletrodo positivo do capacitor continua perdendo elétrons, o eletrodo negativo continua recebendo elétrons e o campo elétrico interno E continua aumentando até que seja igual à tensão externa u, E as extremidades de carregamento. Descarga do capacitor: Quando a intensidade do campo elétrico E no capacitor é maior do que a tensão da fonte de alimentação externa u em ambas as extremidades do capacitor, o capacitor começa a descarregar. Neste momento, o eletrodo positivo do capacitor continua recebendo elétrons, o eletrodo negativo continua perdendo elétrons e o campo elétrico interno E continua enfraquecendo até que seja igual à tensão externa u e a descarga termine.

Processo de carregamento e descarga DC do capacitorComo mostrado no processo de carregamento acima, calcule o tempo em que a tensão C1 atinge 1 V: Porque V0 = 0V, VT = 1 V, V1 = 5V, r = 10K, C = 0,1 uF, t = 10000*0,1*0,000001 * ln (5 / 4) = 223us

Processo de carregamento e descarga AC do capacitorO carregamento e descarregamento DC do capacitor é concluído de uma só vez, enquanto o carregamento e descarregamento AC é um processo repetido. Circuito retificador de onda completa

Circuito retificador de meia onda Função e seleção de componentes F1: fusível, com função de proteção de sobrecorrente, o modelo 400ma250v é selecionado.

Rv1: varistor, proteção contra surtos, geralmente modelo 10d471k. C1: capacitor step down, que usa grande reatância capacitiva para limitar a corrente total do circuito. Capacitor de poliéster (CL21), capacitor de polipropileno (CBB21) e capacitor de regulação de segurança (x2) são comumente usados, o valor da capacitância depende da demanda de carga. Quanto maior a capacitância, mais inseguro é o circuito. Ao projetar este circuito, se a capacidade exceder 2,5 uf sob a fonte de alimentação 220VAC e 4uf sob a fonte de alimentação 110VAC, ele deve desistir da capacitância de resistência step-down e considerar outros circuitos. Aqui, o capacitor de segurança de 0,56 uf (x2) é selecionado para fornecer corrente de 19ma.

R2: resistência à descarga, que fornece um circuito de descarga para o capacitor C1 após falha de energia, de modo a evitar que a superposição da tensão residual no capacitor C1 e a tensão da rede formem um impacto de alta tensão em dispositivos subsequentes quando o plugue de energia é conectado e desligado rapidamente ou o plugue está em mau contato, E evitar ferimentos pessoais causados pelo contato com o corpo humano após desconectar o plugue de alimentação. Geralmente, o tempo para a atenuação da tensão C1 para 37% após a falha de energia deve ser inferior a 1s, porque t = RC * LN[ (v0-v1) / (vt-v1)], então t = RC, r = t / C, R

R1: resistência limitadora de corrente, que é usada principalmente para evitar que o diodo retificador seja danificado pelo impacto de alta tensão gerado durante a primeira alimentação e quando o plugue de alimentação é rapidamente conectado ou desligado ou o plugue está em mau contato. Se o capacitor C2 apenas tocar a crista da onda durante a primeira alimentação, ele estará em um estado de curto-circuito no momento de ligar (resposta de estado zero de primeira ordem). Neste momento, a fonte de alimentação CA é aplicada diretamente a R1 e tubo retificador, E há 220VAC * 1.414 = 311vdc tensão DC instantânea em R1. Se a carga C1 não for descarregada durante a alimentação, essa tensão pode ser maior. Portanto, R1 deve selecionar uma resistência com forte resistência ao impulso de corrente e resistência de alta tensão. A resistência R1 não deve ser muito pequena ou muito grande. Se a resistência for muito pequena, a corrente de impulso é grande e a resistência é muito grande, o consumo de energia de todo o circuito aumentará. Diodo retificador A corrente de pico da série 1n400x é geralmente grande. Por exemplo, a corrente de pico da série 1n400x é 50a, então a resistência R1 é geralmente entre 10-50.

DZ1: diodo zener, 1n4733 é selecionado e a tensão regulada VZ é de 5,1 V. A corrente máxima regulada iz de DZ1 deve ser maior que a corrente máxima de carga e descarga do capacitor C1.R5: filtragem RC com capacitores E1 e C2 para reduzir a ondulação. D1: diodo retificador, usado para retificação de meia onda, 1N4007.

D2: diodo retificador, retificador de meia onda, 1N4007.E1: capacitor eletrolítico, que filtra a tensão após a estabilização da tensão e fornece energia elétrica para a carga no meio ciclo de desligamento. Antes que a segunda metade do ciclo da fonte de alimentação chegue, E1 deve garantir que a tensão fornecida para a carga não possa ser atenuada demais. Aqui, o modelo 1000uf25v é selecionado. T = RC * ln [(v0-v1) / (vt-v1)] = 10ms, então a tensão atenuada Vt = 4,8 V.C2: capacitor de chip, função de filtragem, 0,1 uF.

R6: resistência à descarga, que fornece um circuito de descarga para E1 após falha de energia, geralmente 5 10 K.R7: carga equivalente. Imagens de componentes principais

Fusível primário Auto recuperação fuseVaristor

Capacitor de filme de poliéster metalizado (CL21) Capacitor de polipropileno metalizado (CBB21) capacitor de segurança X2 (CBB62 / MKP)

3 Aplicação de redução de tensão de capacitância de resistênciaDevido ao seu tamanho pequeno e baixo custo, a redução de tensão de capacitância de resistência é adequada para cargas de baixa potência e baixa corrente. As aplicações comuns incluem medidor de energia elétrica, unidade de lâmpada LED de baixa potência, pequenos eletrodomésticos e controlador de temperatura. Unidade de lâmpada LED

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