在常用的低壓電源中,用電容器降糖(實際是電容限流)與用變壓器相比,電容降糖的電源容積小、經濟、可靠、效率高,缺點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載中,對地有220V電流,人易觸電,但若用在不需人體接觸的電路內部電路電源中電壓電流頻率計算公式,本弱點也可克服。如冰柜電子控溫器或遙控電源的開/關等電源都是用電容器降糖而制做的。
相對于內阻降糖,對于頻度較低的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于阻值降脂。電容降糖的工作原理并不復雜。他的工作原理是借助電容在一定的交流訊號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1uF的電容所形成的容抗約為3180歐姆。當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,應為假如電容是一個理想電容,則流過電容的電壓為虛部電壓,它所作的功為無功功率。按照這個特性,我們假如在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性器件,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阻性器件的特點。比如,我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯,在接到220V/50Hz的交流電流上,燈泡被照亮,發出正常的色溫而不會被毀壞。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,燈泡同樣會被照亮,而不會被毀壞。由于5W/65V的燈泡的工作電壓也約為70mA。為此,電容降糖實際上是借助容抗限流。而電容器實際上起到一個限制電壓和動態分配電容器和負載兩端電流的角色。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在市電的負半周時給C1提供放電回路電壓電流頻率計算公式,D3是穩壓三極管,R1為關斷電源后C1的電荷泄放阻值。在實際應用時經常采用的是圖2的所示的電路。當須要向負載提供較大的電壓時,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,每微法電容可得到電壓(平均值)為:(國際標準單位)
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,須要注意以下事項:
1、未和220V交流高壓隔離,請注意安全,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內阻和并放電內阻。
3、電路設計時,應先測定負載電壓的確切值,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向負載提供的電壓Io,實際上是流過C1的充放電電壓Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,則流經C1的充、放電電壓越大。當負載電壓Io大于C1的充放電電壓時,多余的電壓都會流過穩壓管,若穩壓管的最大容許電壓Idmax大于Ic-Io時易導致穩壓管被毀。
4、為保證C1可靠工作,其耐壓選擇應小于兩倍的電源電流。
5、泄放內阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。一般降糖電容C1的容量C與負載電壓Io的關系可近似覺得: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,在應用上要非常注意隔離,避免觸電。