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电容降压 2

电容降压 2

稳压问题:
由于电容降压电路对负载来说属于“近似恒流”特性,而往往负载大多数情况下是个电流在一定的范围内变动的,这就造成了负载上的电压会发生大幅度的变动,从而影响负载的工作。所以一般来说在这种情况下必须增设稳压电路,值得引起重视的是,对于具有类似“恒流特性”的电源,其稳压电路必须用“并联稳压”电路。而不能用“串联稳压”电路来进行稳压工作,比如说不能用常用的“三端稳压”对电容降压电路的输出直接进行稳压工作。“并联稳压”是利用并联分流的原理来进行稳压的,为负载使用不了的电流提供另一条电流通路,也就是采用“疏通”的办法来进行稳压工作,而不是采用“串联稳压”的“堵”的办法来进行稳压工作。如下图所示:
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下图这种方法是错误的:
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对于并联稳压电路,电容降压电路提供的输出电流必须不小于最大的负载电流,实际设计时是略大于负载的最大电流。而稳压管最大承受的最大工作电流发生在负载电流最小时,这时候电源的输出电流与负载的最小电流间的差值部分都由稳压管分流,所以选择稳压管时必须的最大工作电流不小于这个电流的差值。对于某些场合,若没有最大工作电流比较大的稳压管时可以用足够功率的三极管进行“扩流”,如下图所示:
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某些时候,为了得到比较好的稳压效果,在并联稳压之后再采用串联稳压是允许的,因为经过并联稳压,其电源特性已经从类似恒流特性转变为恒压特性,这时候再采用串联稳压电路就合理了。如下图所示:
style='word-wrap: break-word;orphans: auto;text-align:start;widows: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px;word-spacing:0px' alt=rcjy1.jpg aid=1922500 zoomfile="data/attachment/forum/201210/25/195423cs0hx0ccgb0vv6ci.jpg" file="data/attachment/forum/201210/25/195423cs0hx0ccgb0vv6ci.jpg" class=zoom inpost=1 title=rcjy1.jpg lazyloaded=true _load=1 initialized=true v:shapes="aimg_1922500">


安全问题:
电容降压电路由于输出和输入存在着电的联系(不象变压器降压那样是通过磁的联系而隔离了电的联系),所以其输出的对地电位和输入密切相关。正常情况下,如果相线L(俗称“火线”)接入降压电容而中性线N(俗称“零线”)接入另一端,那么输出对地的电位不高,但如果反过来,则输出对地电位就接近相线对地电压,如果人碰触将是非常危险的。现实中要保证降压电容端都是接在相线端并不是一件容易的事,或多或少都存在着接反的概率。何况,即便是保证了接线方向的正确性,但在非正常的情况下(比如说“零线”开路的情况),输出端仍然有带危险电位的的可能性。所以应用电容降压的场合应该保证其所有的部分都是在通电的情况下人碰触不到的!这非常重要,因为牵涉到人的生命,应该引起足够的重视!

降压电容的残留电荷问题:
电容是储能器件,所以在使用后其降压电容上有可能还储存有足够的电荷,两端尚有较高的电压,人若碰触到会对人造成“电击”,所以需要提高其电荷释放回路。也就是在降压电容两端并联上一个高阻值的电阻。这个电阻的选择,一般选其和降压电容的时间常数在0.5秒---2秒之间。比如说对于1μF电容选用500K---2M的电阻。电阻太小易使得正常工作时电阻上的发热功率偏大,一来影响效率,二来发热的温度升高也对可靠性有所影响。


上电瞬间的冲击问题:
上电瞬间时大多数情况下降压电容上的电压和电网该时刻的电压瞬时值并不会相等,由于电容两端的电压不能突变,那么理论上该瞬间的电流为无穷大(假定回路电阻等于0的情况),实际上由于回路的电阻影响,该电流是一个比较大的有限值。由于该冲击电流的存在,会使得:1、输出端在该瞬间将出现冲击高电压(对于无输出滤波电容的情况,最严重的极端情况下接近于2倍的电源电压峰值)。2、该冲击电流幅值比较大(虽然时间很短促)但也有可能对降压电容本身和其他元件造成冲击,而影响其寿命和可靠性。下面针对输出端是否有滤波电容分别进行分析。
    无滤波电容的情况:
    输出端的冲击电压比较大(无其他措施限制时),解决的办法:1、输出端限制电压:比如说采用TVS瞬态吸收二极管(或采用压敏电阻,但压敏电阻的速度没有TVS快)进行限幅。2、限制冲击电流:在降压电容上串联一个小阻值的电阻,以限制冲击电流的峰值。这个电阻一般选取阻值为负载电阻的几十到一两百分之一。阻值太小限制的效果不明显,阻值太大的话效率太低。也可以在直流侧采用串联电感的方式来限制冲击电流。
    输出端有滤波电容的情况:
这种情况比无滤波电容的情况要好些,其输出端冲击电压只有无滤波电容的C1/C2倍。(C1是降压电容,C2是滤波电容)。一般来说滤波电容的容量要比降压电容大几十到几百倍,也就是说冲击电压值有无滤波电容时候的几十到几百分之一。所以输出冲击电压一般不大,但冲击电流仍然很大。所以同样要串联个小电阻或电感来限制冲击电流。如果输出端有并联稳压电路,那么就更进一步限制了输出冲击电压。

最后要说明的一点是电容降压只适合于小电流小功率的且安全防护措施有保证的场合。否则的话从经济性来看已经没有什么优势,何况还存在着安全防护要求高,有上电冲击等缺点。
(全文完,谢谢围观!本贴希望给予初学者有所帮助,由于水平所限,且也没打草稿,只是想到哪就直接打字说,比较乱。还望海涵。不对之处欢迎大侠们拍砖,遗漏之处也欢迎补充!再次谢谢大家!)
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