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    • Part 01、前言
    • Part 02、電阻降壓器
    • Part 03、電阻降壓電路計(jì)算實(shí)例
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手把手教你計(jì)算成本最低的AC轉(zhuǎn)DC電源電路:阻容降壓電路之電阻降壓電路(完結(jié)篇)

09/13 15:40
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Part 01、前言

阻容降壓電路一般用于使用額定電壓為110V或230V且頻率為60或50Hz的交流電源配電線路作為輸入的直流電源。我們一般可以通過此電源方案獲得3.3V、6V、9V、12V、24V等直流電壓。

這種方案簡(jiǎn)單且成本低,通過使用電容來降壓,從而將交流電壓輸入轉(zhuǎn)換為低壓直流電源,而且無需變壓器。但是這種方法也有一些缺點(diǎn),如負(fù)載電流的限制,安全問題等。這種方法比較適合需要較小的負(fù)載電流的設(shè)備,比如LED燈。

上一篇文章會(huì)講解了電容降壓電路的計(jì)算。這篇文章我們就講一下電阻降壓以及電阻降壓電路的計(jì)算。

Part 02、電阻降壓器

電阻降壓器是一種簡(jiǎn)單的電路,它在主回路上串聯(lián)連接了一個(gè)電阻以降低電壓。這種方法既可以降交流,也可以降直流,所以可以在整流前或整流后使用。

電阻兩端的電壓降為:V=IR。在此,由于純電阻負(fù)載使電壓下降,降壓電阻消耗的有功功率將為Vdrop*I或I*I*R。

可以查看上圖,其中電阻器 R1 是降低大部分輸入電源電壓的關(guān)鍵器件。我們要做的就是計(jì)算 R1 的值以降低電壓,從而在特定電流值下獲得所需的負(fù)載兩端電壓。該電路首先通過R1分壓,之后通過橋式整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,然后是電容器濾波和齊納穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓輸出。

Part 03、電阻降壓電路計(jì)算實(shí)例

輸入電壓:230V、50HZ 交流電源

輸出電壓:12VDC、50ma 負(fù)載輸出能力。

首先,必須找到需要降低的電壓,即電源電壓與包括負(fù)載在內(nèi)的組件上的所有電壓降之和之間的差值。

器件選型

R2 – 100Ω(R2有保險(xiǎn)絲的作用,也可以降低輸入浪涌電壓對(duì)后端電路的沖擊)

D1,D2,D3,D4 – 1N4007(整流作用)

C1 = 470μf(濾波作用)

D5 = 12V,1W(穩(wěn)壓二極管實(shí)現(xiàn)12V穩(wěn)壓輸出)

1)負(fù)載電壓是12V,如果負(fù)載電流按50mA,那么R2電阻兩端的電壓是 0.05 x 100 = 5V。

2)還要考慮橋式整流器的兩個(gè)正向偏置二極管的壓降的 1V(每個(gè)二極管 0.7 至 1.2V),1 x 2 = 2V。

3)那么我們需要用 R1 下降的凈電壓就等于:230 – 12 – 5 – 2 = 211V;因?yàn)檩斎腚妷菏?AC 電壓,也就是 RMS 電壓,所以它等于整流后的 RMS DC 電壓。

4)通過以上計(jì)算可知,R1電阻器需要在通過50mA 的電流下降低 211V 電壓。

那么 R = V/I = 211/50mA= 4220Ω

我們可以選擇一個(gè)接近計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)值的 3.9K 電阻。為什么是3.9K呢?這是因?yàn)殡娮柚档陀谟?jì)算值,會(huì)有余量電流。如果選擇的電阻高于計(jì)算值,則實(shí)際電流將低于所需值。

因?yàn)?R1 的變化會(huì)改變電流,現(xiàn)在需要重新計(jì)算使用 3.9K 和 100Ω 電阻器降低的電壓

1)R1 和 R2 兩端的電壓:230 – 12 – 2 = 216V。

2)使用 3.9K 和 100Ω 電阻器下降 216V 的電流值 = 216 / (3900 + 100) = 54mA。

3)因此,驅(qū)動(dòng) 50mA(12V 電源的負(fù)載電流)負(fù)載,其余 4mA 將被連接在負(fù)載兩端的 12V 齊納二極管消耗。

輸入電源為 230V,負(fù)載電路消耗的電流為 54mA,則輸入功率 = 230x54mA = 12.42W;將電路視為純電阻。輸出負(fù)載功率 = 12x50ma = 0.6W,因此,輸入和輸出之間的功率差為 12.65 – 0.6 = 11.82W。

因此,電路浪費(fèi)了 11.82 瓦的功率。齊納二極管和整流二極管的功率損耗要低得多,因此,使用電阻降壓器并不是一種有效的方法,因?yàn)樗哂写罅康臒崃繐p失。下一篇文章會(huì)講解電容降壓電路的計(jì)算,不要錯(cuò)過哦。

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