在常用的低壓電源中,用電容器降糖(實(shí)際是電容限流)與用變壓器相比,電容降糖的電源容積小、經(jīng)濟(jì)、可靠、效率高,缺點(diǎn)是不如變壓器變壓的電源安全。通過電容器把交流電引入負(fù)載中,對(duì)地有220V電流,人易觸電,但若用在不需人體接觸的電路內(nèi)部電路電源中電壓電流頻率計(jì)算公式,本弱點(diǎn)也可克服。如冰柜電子控溫器或遙控電源的開/關(guān)等電源都是用電容器降糖而制做的。
相對(duì)于內(nèi)阻降糖,對(duì)于頻度較低的50Hz交流電而言,在電容器上形成的熱能耗損很小,所以電容器降糖更優(yōu)于阻值降脂。電容降糖的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是借助電容在一定的交流訊號(hào)頻度下形成的容抗來限制最大工作電壓。比如,在50Hz的工頻條件下,一個(gè)1uF的電容所形成的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電流加在電容器的兩端,則流過電容的最大電壓約為70mA。即使流過電容的電壓有70mA,但在電容器上并不形成幀率,應(yīng)為假如電容是一個(gè)理想電容,則流過電容的電壓為虛部電壓,它所作的功為無功功率。按照這個(gè)特性,我們假如在一個(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性器件,則阻性器件兩端所得到的電流和它所形成的幀率完全取決于這個(gè)阻性器件的特點(diǎn)。比如,我們將一個(gè)110V/8W的燈泡與一個(gè)1uF的電容串聯(lián),在接到220V/50Hz的交流電流上,燈泡被照亮,發(fā)出正常的色溫而不會(huì)被毀壞。由于110V/8W的燈泡所需的電壓為8W/110V=72mA,它與1uF電容所形成的限流特點(diǎn)相吻合。同理,我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串連接到220V/50Hz的交流電上,燈泡同樣會(huì)被照亮,而不會(huì)被毀壞。由于5W/65V的燈泡的工作電壓也約為70mA。為此,電容降糖實(shí)際上是借助容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電壓和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電流的角色。電容降糖式簡易電源的基本電路如圖1,C1為降脂電容器,D2為半波檢波三極管,D1在市電的負(fù)半周時(shí)給C1提供放電回路電壓電流頻率計(jì)算公式,D3是穩(wěn)壓三極管,R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放阻值。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)經(jīng)常采用的是圖2的所示的電路。當(dāng)須要向負(fù)載提供較大的電壓時(shí),可采用圖3所示的橋式檢波電路。
這一類的電路一般用于低成本取得非隔離的小電壓電源。它的輸出電流一般可在幾伏到三幾十伏,取決于所使用的齊納穩(wěn)壓管。所能提供的電壓大小反比于限流電容容量。采用半波檢波時(shí),每微法電容可得到電壓(平均值)為:(國際標(biāo)準(zhǔn)單位)
I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C
=0.44*220*2*3.14*50*C=
=30000*0.=0.03A=30mA
若果采用全波檢波可得到雙倍的電壓(平均值)為:
I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C
=0.89*220*2*3.14*50*C=
=60000*0.=0.06A=60mA
通常地,這種電路全波檢波雖電壓稍大,而且由于浮地,穩(wěn)定性和安全性要比半波檢波型更差,所以用的更少。
使用這些電路時(shí),須要注意以下事項(xiàng):
1、未和220V交流高壓隔離,請(qǐng)注意安全,防止觸電!
2、限流電容須接于火線,耐壓要足夠大(小于400V),并加串防浪涌沖擊兼保險(xiǎn)內(nèi)阻和并放電內(nèi)阻。
3、電路設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)先測定負(fù)載電壓的確切值,之后參考示例來選擇降糖電容器的容量。由于通過降糖電容C1向負(fù)載提供的電壓Io,實(shí)際上是流過C1的充放電電壓Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,則流經(jīng)C1的充、放電電壓越大。當(dāng)負(fù)載電壓Io大于C1的充放電電壓時(shí),多余的電壓都會(huì)流過穩(wěn)壓管,若穩(wěn)壓管的最大容許電壓Idmax大于Ic-Io時(shí)易導(dǎo)致穩(wěn)壓管被毀。
4、為保證C1可靠工作,其耐壓選擇應(yīng)小于兩倍的電源電流。
5、泄放內(nèi)阻R1的選擇必須保證在要求的時(shí)間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。一般降糖電容C1的容量C與負(fù)載電壓Io的關(guān)系可近似覺得:C=14.5I,其中C的容量單位是μF,Io的單位是A。電容降糖式電源是一種非隔離電源,在應(yīng)用上要非常注意隔離,避免觸電。