电容降压型直流稳压辅助电源

电容降压型直流稳压辅助电源

一种新颖的电容降压型直流稳压电路，电路不含变压器，只由几个简单的电子元件组成。输出DC电压可在很宽的范围内任意调节，只需要改变基准电压元件。

一、 概述　　电路由降压电容，限流，整流滤波和稳压分流等电路组成。电容值只可取大，不可取小，本例电容C1取值5uF。

　　b. 耐压值的选择：
　
　　要考虑电源正10%的情况，如本例用市电，C1要选择250V AC的金属膜电容。

　　c. 耐瞬间冲击电流的选择：

　　金属膜电容的内阻是很低的，允许电容在吞吐能量时，有大的电流流过，这个电流的大小取决于电容值和它的du/dt值，此值由电容的结构，金属膜的类型，引出线的方式决定的。
　　
　　du/dt值与电容的耐压值有关，耐压越高，du/dt值越大，不同厂家产品du/dt值也有很大的差别，如耐压为250VAC电容值为5uF的金属膜电容的du/dt值一般在3－30之间选择。
　　
　　在本例中：C1＝5uF，du/dt值取3，则C1耐瞬间冲击电流值为：
　　I=Cdu/dt＝5*3＝15（A）

　　2）限流电阻R1的选择：
　　
　　先求C1的容抗：Xc＝1/2лfC＝1/(2*3.1416*50*0.000005)=636.36Ω

　　则复阻抗：|Z|＝638.3Ω　（R1取值为47Ω）

　　求得电流有效值为：I=U/|Z|=220/638.3344.7mA

　　电阻实际承受的有效电压值：UR=344.7mA*47Ω ＝16.2V

求出电阻实际承受的功率：PR＝16.2V*344.7mA=5.58W（R1选用线绕电阻器，功率取7.5W）

　　3）稳压分流电路：
　
　　稳压管ZD1和T1管E-B结，R3组成稳压电路，T1,R2组成分流电路。
　
　　ZD1选用11.3V的稳压管；R3阻值取180Ω1/6W；T1管响应负载电流的大小变化，负载电流可在0－300mA内变化，T1选用2W的PNP管，电流放大倍数≥200；R2用作负载电流较小时，分担一部分T1管的功率，R2取值30Ω/3W。

2.半波整流稳压电路：

　　规格要求：输出一组24V DC电压（如提供继电器工作用），一组DC电压5V（如供微控制器工作或双向可控硅触发电流用），输出DC电流60mA；输入电源220V/50HZ。

　　1）降压电容C1的选择：

a.流过电容C1的电流约是负载电流的两倍，即120mA，得出：C1≥1/2лfU=0.12(2*3.14156*50*198)=1.93(uF）
　　C1的实际取值2uF。

　　b.选择耐压值为250V AC的金属膜电容。

　　c.瞬间冲击电流值为：I＝Cdu/dt＝2*3＝6（A）

　　2）限流电阻R1的选择：

　　电路的复阻抗：
　　　　
　　　　Xc=1/(2*3.14156*50*0.000002)=1.464KΩ
　　　　　　|Z|=1.467 KΩ　(R1取值100Ω)

　　求得电流有效值：　I＝U/|Z|＝220/1.467＝150mA

　　再求出电阻承受的有效电压值为：UR＝150mA×100 ＝15V

　　求出电阻实际承受的功率：PR＝15V×150mA＝2.25W　（R1的功率取3W）

　　3）半波整流电路：D1作半波整流用，C2、C3为滤波电容，交流电源U上半周时，经C1、R1降压，由D1整流后给电容C2平滑滤波输出

　　D2的作用：交流电源U下半周时，降压电容C1经由D2放电。

　　4）稳压分流：

　　ZD1、ZD2、R3组成DC 24V稳压即分流电路，T1、ZD3和R4组成DC 5V稳压电路。

五、结语

　　1、电路结构非常简单，具有体积小、重量轻，有利于实现电子设备的小型化；

　　2、省去了电源变压器，对元器件的要求也不高，成本非常低，有力于降低电子设备的成本；

　　3、电容降压电路是一个电流源，只需改变基准电压元件，就可得到很宽范围内的任一DC电压源；

　　4、注意：这种电路输出DC电压与输入AC电源之间是不隔离的，因此，它用在不需隔离的电子设备中，如在一些控制、检测、分析电子装置中，在家用电器等电子设备中，特别是在小家电领域具有广泛的实用价值；正因为没有隔离，所以应用在需要隔离的电子设备中不合适。

　　5、金属膜电容的容量还不能做得很大，因此，这种电路通常用在小功率直流稳压电源的电子设备中。