阻容降压设计

Posted 2022-07-12 三明治开发社区

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1、工作原理

阻容降压，实际上就是利用电容在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大负载电流的电路，也就相当于串“电阻”来分压。如上图所示，在电流流过D5之前，干路电流大小就由电容C6决定了。在非隔离AC-DC电路中，阻容降压具有以下特点：

成本低
体积小
电路简单
适合小功率电路，不适合大功率，不适合容性和感性负载，不适合动态负载。

2、电容C6选型

在阻容降压电路中，电容相当于直接连接在交流电中，其容抗Xc=1/(2πfc)，故干路电流I=U/Xc=2πfcU。

对于半桥整流：I=πfCU；I是电流，f为输入频率，C为电容，U为输入电压。

对于全桥整流：I=2πfCU；I是电流，f为输入频率，C为电容，U为输入电压。

一般选用CBB电容，耐压值最好大于两倍的输入电压。

3、绕线电阻FR1选型

电路接通瞬间，由于电容可以看出是短路状态，电路中会产生瞬间强电流，此电流容易损坏整流二极管D2、D4。FR1起到限流保护作用，对于50HZ的220V市电来说，其最小取值为Rmin=2X220X1.414/二极管正向浪涌电流。一般取最小值的两倍以内，不宜过大，电阻越大耗散功率越大。

4、泄放电阻R25、R26

在阻容降压电路中，当电源断开后，电容C6两端仍有较大的电压。通过泄放电阻并联在电容两端，可以在规定时间内，将电容两端电压泄放到安全水平，以免发生安全事故。

要选择合适的泄放电阻值，阻值越小泄放周期越短。泄放时间t≈RC，其中R为泄放电阻的阻值，C为容值。可以根据具体要求计算泄放电阻阻值。需要注意的是，在强电电路中，需要考虑电阻的耐压值。耐压值小于电容两端电压时，可以通过串联分压的方式解决。

5、稳压二极管选型

稳压二极管，又叫齐纳二极管，是利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。稳压二极管选型需要注意：

稳定电压Uz

稳压管通过额定电流时，稳压管两端产生的稳定电压值。

额定电流Iz

稳压管产生稳定电压时通过该管的电流。在阻容降压电路中，需要注意满载情况下，流过稳压二极管的电流是否能让其正常工作，另外需要注意稳压管允许通过的最大反向电流Izm。防止击穿。

额定功耗Pz

根据温升要求选取，数值上Pz=Uz*Iz。

动态电阻Rz

Rz是在稳压管反向击穿工作时，其两端电压变化量ΔU与流过其电流的变化量ΔI的比值。动态电阻Rz越小，稳压性能越好。

6、滤波电容C7计算公式：

根据电源滤波输出波纹系数这个公式来计算滤波电容。

C》0.289/f×（U/I）×ACv

C，是滤波电容，单位为F。

0.289，是由半波阻性负载整流电路的波纹系数推演来的常数。

f，是整流电路的脉冲频率，如50Hz交流电源输入，半波整流电路的脉冲频率为50Hz，全波整流电路的脉冲频率为100Hz。单位是Hz。

U，是整流电路最大输出电压，单位是V。

I，是整流电路最大输出电流，单位是A。

ACv，是波纹系数，单位是%。

例如，桥式整流电路，输出5V，电流5mA，波纹系数取8%，滤波电容为：

C》0.289/100Hz×（5V/0.005A）×0.08

滤波电容约等于0.000036F，电容取47uF便能满足基本要求。