整理电容降压电源原理和计算公式5V直流稳压电源Word文档下载推荐.docx
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我认为,平均电流的计算公式中不应有0.44,0.89,Pi.在有效值电流和视在功率的式子
中可能出现0.44（半波）,0.89（全波）.sqrt（Pi）/4=0.44（近似）,sqrt（Pi）/2=0.89（近似）.
很抱歉,因为有效值电流和视在功率的近似式子中出现sqrt（Pi）项,我用除4或除8的方法,主
观硬凑出0.44和0.89的.
前几年,我是建立数学模型,用解微分方程的方法得出了近似式子,费了不功夫,向公司
递交了技术报告.当时看到公司的人用实验方法确定降压电容,很挠心.得出的近似式子如下:
1.半波:
I（AV）=2*sqrt
（2）*f*c*Vrms（近似）
I（rms）=2*sqrt
（2）*f*c*Vrms*sqrt（Pi）（近似）
视在功率=2*sqrt
（2）*f*c*Vrms*Vrms*sqrt（Pi）（近似）
2.全波:
I（AV）=4*sqrt
（2）*f*c*Vrms（近似）
其实,若考虑稳压管的电压、整流二极管的压降、导通角,上面的式子非常复杂,我没法输
入,只好在此省略了,很抱歉.
这种电路有以下优点:
1.电路简单、元件少
2.噪声小
3.可防磁场干扰
这种电路有以下缺点:
1.功率因数低,无功功率大.
2.不适合于负载电流稍大的电源,不适合于宽输入电压、负荷电流变动很大的电源.因为降压电容
是在最低输入电压、最低工作频率、最大负荷电流的条件下确定的.当输入电压和工作频率较高、
负荷电流较小时,多余的电流会流向稳压管,导致稳压管发热.
3.因为是非绝缘型电源,电路带电,电路的使用范围受到限制.不能有一端接了零线就安全的想法.
设计时,
1.根据输入电压的最小值、最低工作频率、最大负荷电流、电容的误差和温度变化率计算出降压
电容容量.
2.根据输入电压的最大值、降压电容的容量（应考虑误差和温度变化率）、并参照有关电气规定确
定放电电阻的阻值.
3.根据输入电压的最大值、最高工作频率、最小负荷电流、降压电容的容量（应考虑误差和温度变
化率）、稳压管的最大容许功率和热阻抗（应考虑最高环境温度）,确定稳压管的型号.
从成本的角度看,我个人认为,这种电路不太适合于200V-240V电网,是适合于100V电网.因
为输入电压很高时,要想采用可靠的降压电容,电容的成本太高.
另,特别要注意稳压管的安全.其实,稳压管的稳压值和损失的关系曲线成抛物线.
电容器使用说明
1）名称:
聚酯（涤纶）电容
符号:
（CL）
电容量:
40p--4uf
额定电压:
63--630V
主要特点:
小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差
应用:
对稳定性和损耗要求不高的低频电路
2）名称:
聚苯乙烯电容
（CB）
10p--1uf
100V--30KV
稳定,低损耗,体积较大
对稳定性和损耗要求较高的电路
3）名称:
聚丙烯电容
（CBB）
1000p--10uf
63--2000V
性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差
代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路
4）名称:
云母电容
（CY）
10p--0.1uf
100V--7kV
高稳定性,高可*性,温度系数小
高频振荡,脉冲等要求较高的电路
5）名称:
高频瓷介电容
（CC）
1--6800p
63--500V
高频损耗小,稳定性好
高频电路
6）名称:
低频瓷介电容
（CT）
10p--4.7uf
50V--100V
体积小,价廉,损耗大,稳定性差
要求不高的低频电路
7）名称:
玻璃釉电容
（CI）
63--400V
稳定性较好,损耗小,耐高温（200度）
脉冲、耦合、旁路等电路
8）名称:
铝电解电容
（CD）
0.47--10000uf
6.3--450V
体积小,容量大,损耗大,漏电大
电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等
9）名称:
钽电解电容
（CA）铌电解电容（CN）
0.1--1000uf
6.3--125V
损耗、漏电小于铝电解电容
在要求高的电路中代替铝电解电容
10）名称:
空气介质可变电容器
可变电容量:
100--1500p
损耗小,效率高;
可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等
电子仪器,广播电视设备等
11）名称:
薄膜介质可变电容器
15--550p
体积小,重量轻;
损耗比空气介质的大
通讯,广播接收机等
12）名称:
薄膜介质微调电容器
1--29p
损耗较大,体积小
收录机,电子仪器等电路作电路补偿
13）名称:
陶瓷介质微调电容器
0.3--22p
损耗较小,体积较小
精密调谐的高频振荡回路
14）名称:
独石电容
电容量大、体积小、可*性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等.
应用范围:
广泛应用于电子精密仪器.各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路.
容量范围:
0.5PF--1UF
耐压:
二倍额定电压.
独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型性能挺好,但容量小,一般小于0.2Uf,另一种叫II型,容量大,但性能一般.独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的频漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了.
就温漂而言:
独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小.
就价格而言:
钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.
15）安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.
安规电容安全等级
应用中允许的峰值脉冲电压
过电压等级（IEC664）
X1
>
2.5kV≤4.0kV
Ⅲ
X2
≤2.5kV
Ⅱ
X3
≤1.2kV
——
16）安规电容安全等级
绝缘类型
额定电压范围
Y1
双重绝缘或加强绝缘
≥250V
Y2
基本绝缘或附加绝缘
≥150V≤250V
Y3
Y4
<
150V
Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的.GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF.Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义
安规电容的参数选择
X电容,聚苯乙烯（薄膜乙烯）电容,从上面的贴子里也可以看到,聚苯乙烯的耐电压较高,适合EMI电路的高压脉冲吸收作用.
2.容量计算:
一般两级X电容,前一级用0.47uF,第二基用0.1uF;
单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法.（电容容量的大小和电源的功率无直接关系）
电解电容的设计,一点小经验:
1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍,并不根据滤波电路的额定值;
2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔.
3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触.
电路设计
（4）铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容.
（5）对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器.
（6）不应使用过载电压
1.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值.
2.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内.
（9）设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,,并应留出2mm以上的空隙.
（10）电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电.当电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc板上的线路.,以致生烟或着火.因此在电解电容下面不应有任何线路.
（11）设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容
电容的型号命名:
1）各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成:
第一部分:
用字母表示名称,电容器为C.
第二部分:
用字母表示材料.
第三部分:
用数字表示分类.
第四部分:
用数字表示序号.
2）电容的标志方法:
（1）直标法:
用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上.
（2）文字符号法:
用数字、文字符号有规律的组合来表示容量.文字符号表示其电容量的单位:
P、N、u、m、F等.和电阻的表示方法相同.标称允许偏差也和电阻的表示方法相同.小于10pF的电容,其允许偏差用字母代替:
B——±
0.1pF,C——±
0.2pF,D——±
0.5pF,F——±
1pF.
（3）色标法:
和电阻的表示方法相同,单位一般为pF.小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置*近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示:
颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰
耐压4V6.3V10V16V25V32V40V50V63V
（4）进口电容器的标志方法:
进口电容器一般有6项组成.
第一项:
用字母表示类别:
第二项:
用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系.
第三项:
温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的,也有用颜色的,其意义如下表所示:
序号字母颜色允许偏差字母颜色温度系数
1
A
金
+100
R
黄
-220
2
B
灰
+30
S
绿
-330
3
C
黑
0
T
蓝
-470
4
G
±
30
U
紫
-750
5
H
棕
-30±
60
V
-1000
6
J
120
W
-1500
7
K
250
X
-2200
8
L
红
-80±
500Y
-3300
9
M
1000
Z
-4700
10
N
2500
SL
+350~-1000
11
P
橙
-150
YN
-800~-5800
备注:
温度系数的单位10e-6/℃;
允许偏差是%.
第四项:
用数字和字母表示耐压,字母代表有效数值,数字代表被乘数的10的幂.
第五项:
标称容量,用三位数字表示,前两位为有效数值,第三为是10的幂.当有小数时,用R或P表示.普通电容器的单位是pF,电解电容器的单位是uF.
第六项:
允许偏差.用一个字母表示,意义和国产电容器的相同.
也有用色标法的,意义和国产电容器的标志方法相同.
3．电容的主要特性参数:
（1）容量与误差:
实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围.一般分为3级:
I级±
5%,II级±
10%,III级±
20%.在有些情况下,还有0级,误差为±
20%.
精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级.
常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同.
用字母表示:
D——005级——±
0.5%;
F——01级——±
1%;
G——02级——±
2%;
J——I级——±
5%;
K——II级——±
10%;
M——III级——±
（2）额定工作电压:
电容器在电路中能够长期稳定、可*工作,所承受的最大直流电压,又称耐压.对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大.
（3）温度系数:
在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值.温度系数越小越好.
（4）绝缘电阻:
用来表明漏电大小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小.
（5）损耗:
在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通常用损耗角正切值来表示.
（6）频率特性:
电容器的电参数随电场频率而变化的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.
不同品种的电容器,最高使用频率不同.小型云母电容器在250MHZ以内;
圆片型瓷介电容器为300MHZ;
圆管型瓷介电容器为200MHZ;
圆盘型瓷介可达3000MHZ;
小型纸介电容器为80MHZ;
中型纸介电容器只有8MHZ
①铝电解电容与钽电解电容
铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感.它适用于温度变化不大、工作频率不高（不高于25kHz）的场合,可用于低频滤波.铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险.
与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势.但是,它的工作电压较低.
②纸介电容和聚酯薄膜电容
其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大.它适用于电容量不大、工作频率不高（如1MHz以下）的场合,可用于低频滤波和旁路.使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响.
③云母和陶瓷电容
其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定.它适用于电容量小、工作频率高（频率可达500MHz）的场合,用于高频滤波、旁路、去耦.但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的.
④聚苯乙烯电容器
其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定.它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦.
电容降压应用一种常见LED驱动电路的分析－－转伟纳电子
采用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路﹐由于其具有体积小﹑成本低﹑电流相对恒定等优点﹐也常应用于LED的驱动电路中。
图一为一个实际的采用电容降压的LED驱动电路﹕请注意﹐大部分应用电路中没有连接压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管﹐建议连接上﹐因压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管能在电压突变瞬间（如雷电﹑大用电设备起动等）有效地将突变电流泄放﹐从而保护二级关和其它晶体管﹐它们的响应时间一般在微毫秒级。
电路工作原理﹕
电容C1的作用为降压和限流﹕大家都知道﹐电容的特性是通交流﹑隔直流﹐当电容连接于交流电路中时﹐其容抗计算公式为﹕
XC=1/2πfC
式中﹐XC表示电容的容抗﹑f表示输入交流电源的频率﹑C表示降压电容的容量。
流过电容降压电路的电流计算公式为﹕
I=U/XC
式中
I
表示流过电容的电流﹑U表示电源电压﹑XC
表示电容的容抗
在220V﹑50Hz的交流电路中﹐当负载电压远远小于220V时﹐电流与电容的关系式为﹕
I=69C
其中电容的单位为uF﹐电流的单位为mA
下表为在220V﹑50Hz的交流电路中﹐理论电流与实际测量电流的比较
电阻R1为泄放电阻﹐其作用为﹕当正弦波在最大峰值时刻被切断时﹐电容C1上的残存电荷无法释放﹐会长久存在﹐在维修时如果人体接触到C1的金属部分﹐有强烈的触电可能﹐而电阻R1的存在﹐能将残存的电荷泄放掉﹐从而保证人﹑机安全。
泄放电阻的阻值与电容的大小有关﹐一般电容的容量越大﹐残存的电荷就越多﹐泄放电阻就阻值就要选小些。
经验数据如下表﹐供设计时参考﹕
D1~D4的作用是整流﹐其作用是将交流电整流为脉动直流电压。
C2﹑C3的作用为滤波﹐其作用是将整流后的脉动直流电压滤波成平稳直流电压
压敏电阻（或瞬变电压抑制晶体管）的作用是将输入电源中瞬间的脉冲高压电压对地泄放掉﹐从而保护LED不被瞬间高压击穿。
LED串联的数量视其正向导通电压（Vf）而定﹐在220VAC电路中﹐最多可以达到80个左右。
组件选择﹕电容的耐压一般要求大于输入电源电压的峰值﹐在220V,50Hz的交流电路中时﹐可以选择耐压为400伏以上的涤纶电容或纸介质电容。
D1~D4可以选择IN4007。
滤波电容C2﹑C3的耐压根据负载电压而定﹐一般为负载电压的1.2倍。
其电容容量视负载电流的大小而定。
下列电路图为其它形式的电容降压驱动电路﹐供设计时参考﹕
图
二
在图二电路中﹐可控硅SCR及R3组成保护电路﹐当流过LED的电流大于设定值时﹐SCR导通一定的角度﹐从而对电路电流进行分流﹐使LED工作于恒流状态﹐从而避免LED因瞬间高压而损坏。
三
在图三电路中﹐C1﹑R1﹑压敏电阻﹑L1﹑R2组成电源初级滤波电路﹐能将输入瞬间
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