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阻容降压无需变压器从而将AC转换为DC,缺点是有负载电流的限制,安全问题等。适合较小负载电流的设备,如小家电面板控制、LED等。
电阻降压是一种简单的电路,它在主回路上串联了一个电阻以降低电压。这种方法既可以降交流,也可以降直流,可以在整流前或整流后使用。电阻两端的电压降为V = IR,由于纯电阻负载使电压下降,降压电阻消耗的有功功率将为Vdrop x I 或 I *I* R。
AC-DC电源电阻降压电路拓扑如上所示,其中电阻R1是降低大部分输入电源电压的关键元件。现在要做的是计算R1的值以降低电压,从而在特定电流值下获得所需的负载两端电压。该电路首先通过R1分压,之后通过桥式整流器将交流电转换为直流电,然后是电容滤波和齐纳稳压二极管进行稳压输出。
电阻降压电路计算输入电压:230V、50HZ交流电,输出电压:12VDC、50mA输出。先要找到需要降低的电压,即电源电压与包括负载在内的组件上的所有电压降之和之间的差值。
器件选型:
R2=100Ω(R2有保险丝的作用,也可以降低输入浪涌电压对后端电路的冲击)
D1、D2、D3、D4=1N4007(整流作用)
C1=470μf(滤波作用)
D5=12V,1W(稳压二极管实现12V稳压输出)
负载电压是12V,如果负载电流按50mA,那么R2电阻两端的电压是0.05 x 100 = 5V。
桥式整流器的两个正向偏置二极管的压降1V(每个二极管0.7至1.2V),1 x 2 = 2V。
R1下降的净电压等于230-12-5-2 = 211V,输入电压是AC电压,也就是RMS电压,等于整流后的RMS DC电压。
通过以上可知,R1电阻器需要在通过50mA的电流下降低211V电压。所以R = V/I = 211/50mA= 4220Ω。
可以先选择一个接近计算值的标准值3.9K电阻,因为电阻值低于计算值,会有余量电流。如果选择的电阻高于计算值,则实际电流将低于所需值。因为R1的变化会改变电流,现在需要重新计算使用3.9K和100Ω电阻降低的电压。
R1和R2两端的电压230-12-2=216V。使用3.9K和100Ω电阻下降216V的电流值等于216 / (3900+100) = 54mA。驱动50mA负载,其余4mA将被连接在负载两端的12V齐纳二极管消耗。输入电源为230V,负载电路消耗的电流为54mA,则输入功率等于230x54mA=12.42W。将电路视为纯电阻,输出负载功率等于12x50mA=0.6W,输入和输出之间的功率差为12.42-0.6=11.82W。
电路浪费了11.82瓦的功率,齐纳二极管和整流二极管的功率损耗要低很多,因此,使用电阻降压并不是一种有效的方法,因为它具有大量的热量损失。
AC-DC电源阻容降压电路由降压-整流-稳压-滤波组成,在电路设计时,应先确定负载最大工作电流,通过此电流值计算电容容值大小,从而选取电容。与线性变压器电源的区别是阻容降压电源是通过负载电流选定电容,而线性变压器电源是通过负载电压和功率选定变压器。