电阻电容降压电路的综合分析及其应用

电阻电容降压的基本概念1。 什么是电阻电容降压是利用电容器在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大工作电流的电路。

电容器实际上起着限制电流并在电容器和负载之间动态分配电压的作用。2。 电阻电容降压电路由哪些部分组成电阻电容降压电路由降压模块、整流模块、稳压模块和滤波模块组成。

3. 电阻电容降压的基本设计要素在电路设计时，应首先确定负载的最大工作电流，并通过该电流值计算电容值，从而选择合适的电容。该电源与线性变压器电源的区别: 电阻电容降压电源通过负载电流选择电容; 线性变压器电源通过负载电压和功率选择。

电阻电容降压电流的计算电阻电容降压电路可以相当于一个降压电容C1和一个负载电阻R1，串联起来分压，电容C1的容抗为ZC = - J / WC = - J / 2 FC

电阻R1的阻抗为Zr = R总等效阻抗为Z = ZC Zr = - J / 2 FC RSo I = u / z = u / (ZC Zr) = u / (- J / 2 FC R)

由于电阻电容降压电源仅适用于小电流电路，因此所选电容值范围一般为0.33uf至2.5uf，因此ZC为-1592j至-9651j。 等效负载阻抗Zr约为200，显然具有 | ZC | >> | Zr |。 同时，输入电源电压在负载上的压降远远小于电容器的压降，因此有: Z ZC，矢量图的角度接近90。因此: I = U/Z = U/Zc = U/(-j/2fC)

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

I = | I | 90，当前有效值I1 = | I | = 69000c。 采用半波整流时，I1 = 0.5 | i | = 34500c。设计例已知条件: 负载工作电流15mA，工作电压5V。 找到降压电容的电容？

采用半波整流模式。 根据计算公式I1 = 0.5 | i | = 34500c，C = 0.43uf。 因此，这里选择0.47uf的电容器。 反过来，可以验证所提供的电流I1 = 34500c = 16.2ma，多余的电流流过稳压管。电阻电容降压的优点: 体积小; 成本低。

电阻电容降压的缺点: 非隔离电源，不安全; 不能用于大功率负载;

不适用于容性、感性负载; 不适用于动态负载。2电阻电容降压的基本原理

1. 电容器充电和放电原理电容器是一种以电场形式存储能量的无源器件。 电容器充放电过程的实质是两个导电平行板获取和释放电子的过程，电容器充电:

当电容器中的电场强度E小于电容器两端的外部电源电压u时，电容器开始充电。 此时电容器的正极不断地失去电子，负极不断地得到电子，内部电场E不断地增大，直到等于外部电压u，充电结束，电容器放电: 当电容器中的电场强度E大于电容器两端的外部电源电压u时，电容器开始放电。 此时电容器的正极不断得到电子，负极不断失去电子，内部电场E不断减弱，直到等于外部电压u，放电结束。

电容的直流充放电过程如上面的充电过程所示，计算C1电压达到1 V时的时间: 因为V0 = 0V，VT = 1 V，V1 = 5V，r = 10K，C = 0.1uF，t = 10000*0.1*0.000001 * ln (5 / 4) = 223us

电容器的交流充放电过程电容器的直流充放电是一次完成的，而交流充放电是一个重复的过程。全波整流电路

半波整流电路功能及选型元件f1: 保险丝，具有过流保护功能，选用400ma250v型号。

Rv1: 压敏电阻，浪涌保护，一般为10d471k型号。C1: 降压电容器，它使用大的容抗来限制电路的总电流。 常用聚酯电容器 (CL21) 、聚丙烯电容器 (CBB21) 和安全调节电容器 (x2)，其电容值取决于负载需求。 电容越大，电路越不安全。 在设计该电路时，如果在220VAC电源下容量超过2.5uf，在110VAC电源下容量超过4uf，则应放弃电阻电容降压并考虑其他电路。 这里，选择0.56uf安全电容器 (x2) 以提供19ma电流。

R2: 放电电阻，为电容器C1断电后提供放电电路，以防止在电源插头快速插拔或插头接触不良时，C1电容器上的残余电压与电网电压的叠加对后续器件形成高压冲击，并防止拔掉电源插头后与人体接触造成人身伤害。 一般停电后C1电压衰减到37% 的时间应小于1s，因为t = RC * LN[ (v0-v1)/(vt-v1)]，所以t = RC，r = t/C，R

R1: 限流电阻，主要用于防止整流二极管在第一次通电时以及电源插头快速插拔或插头接触不良时产生的高压冲击损坏。 若电容C2在第一次通电时刚好触碰波峰，则在通电瞬间会处于短路状态 (一阶零状态响应) 此时，交流电源直接施加于R1和整流管，r1上有220VAC * 1.414 = 311vdc瞬时DC电压。 如果在通电期间C1电荷未放电，则该电压可能更高。 因此，R1应选择具有强电流冲动电阻和高电压电阻的电阻。 R1电阻不应太小或太大。 如果电阻太小，冲动电流大，电阻太大，整个电路的功耗就会增加。 整流二极管1n400x系列的峰值电流一般较大。 例如，1n400x系列的峰值电流为50a，因此R1电阻一般在10-50之间。

选择DZ1: 齐纳二极管，1n4733，调节电压VZ为5.1V。 DZ1的最大稳压电流iz必须大于电容器C1.R5的最大充放电电流: 用电容器E1和C2进行RC滤波以减小纹波。D1: 整流二极管，用于半波整流，1N4007。

D2: 整流二极管，半波整流器，1N4007.E1: 电解电容器，对电压稳定后的电压进行滤波，并在断电的半周期内为负载提供电能。 在供电的后半周期到来之前，E1必须确保为负载提供的电压不能衰减太多。 这里，选择1000uf25v型号。 T = RC * ln [(v0-v1) / (vt-v1)] = 10ms，因此衰减电压Vt = 4.8v.c2: 片式电容器，滤波功能，0.1uF。

R6: 放电电阻，为断电后的E1提供放电电路，一般为5 10K.R7: 等效负载。主要元件图片

初级熔合物自我恢复熔合物

金属化聚酯薄膜电容器 (CL21) 金属化聚丙烯电容器 (CBB21)X2安全电容器 (CBB62 / MKP)

3电阻电容降压的应用由于其体积小，成本低，因此适用于低功耗和低电流负载。 常见的应用包括电能表、低功率发光二极管灯驱动、小家电和温度控制器。发光二极管灯驱动

小型家用电器的应用风扇控制器电加热控制器

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