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電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

2017年06月05日 09:37 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0

  電路串并聯(lián)的計算方法?

  電容的串并聯(lián)計算方法

  1.串聯(lián)公式少一括號:C = C1*C2/(C1 + C2)

  2.并聯(lián)耐壓數(shù)值按最小的計算,木桶原理

  補(bǔ)充部分:

  串聯(lián)分壓比—— V1 = C2/(C1 + C2)*V 。。。。。。。。電容越大分得電壓越小,交流直流條件下均如此

  并聯(lián)分流比—— I1 = C1/(C1 + C2)*I 。。。。。。。。電容越大通過的電流越大,當(dāng)然,這是交流條件下

  電容串聯(lián)值下降,相當(dāng)板距在加長,

  各容倒數(shù)再求和,再求倒數(shù)總?cè)萘俊?/p>

  電容并聯(lián)值增加,相當(dāng)板面在增大,

  并后容量很好求,各容數(shù)值來相加。

  想起電阻串并聯(lián),電容計算正相反,

  電容串聯(lián)電阻并,電容并聯(lián)電阻串。

  說明:兩個或兩個以上電容器串聯(lián)時,相當(dāng)于絕緣距離加長,因為只有最靠兩邊的兩塊極板起作用,又因電容和距離成反比,距離增加,電容下降;兩個或兩個以上電容器并聯(lián)時,相當(dāng)于極板的面積增大了,又因電容和面積成正比,面積增加,電容增大。

  電容串聯(lián):

  電容串聯(lián)后容量值減小,如公式:1/C1+1/C2=1/C 如兩個50uf串聯(lián)起來就變成25uf.

  耐壓值變大,如耐壓值=兩個電容耐壓值相加。如兩個耐壓100V的串聯(lián)起來就變成200V的了。

  電解電容器串聯(lián)時,應(yīng)將一個電容器正極與另一個的負(fù)極相接,最后接入線路的兩條引線,應(yīng)該有一條為正,一條為負(fù)。 也可以將負(fù)負(fù)相串做無極電容用。在要求不高的場合(如工頻),可以用兩個有極性電容同極相接串聯(lián)代替,但是它的容量和普通無極性電容串聯(lián)算法不同,因為在反向電壓下的極性電容相當(dāng)于短路,所以兩個極性20uF電容串聯(lián),其容量接近20uF。最好在每個極性電容兩端并接一個二極管,極性與電容相同,形成反向電流通路,避免電容在反向電壓下發(fā)熱擊穿。

  這種用極性電容串接成的“無極性電容”,目前在一些廉價的農(nóng)機(jī)具用的單相電動機(jī)中使用相當(dāng)多。

  電容并聯(lián):電容并聯(lián)后容量變大,耐壓值不變。公式:C=C1+C2 如兩個50uf并聯(lián)起來就變成100uf.

  電解電容并聯(lián)使用時,應(yīng)該使正極與正極相接,負(fù)極與負(fù)極相接,最后接入線路時電解電容器的引出線也應(yīng)該一條為正極,另一條為負(fù)極。

  在實際應(yīng)用中,可以使電容既串聯(lián)又并聯(lián),這種使用方法稱為混聯(lián)。容量、耐壓可以先計算并聯(lián),然后計算串聯(lián)。

  電阻

  串聯(lián):

  R=R1+R2+R3+.。.+Rn

  并聯(lián):

  1/R=1/R1+1/R2+1/R3+.。.+1/Rn

  電容降壓該如何實現(xiàn)?

  最近見到幾張用電容降壓做電源的電路圖,隨即對這種結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,占用空間小的電路產(chǎn)生了興趣。上網(wǎng)查了查資料,發(fā)現(xiàn)這算是一個比較古老的技術(shù),但是如此運(yùn)用電容,確實是很巧妙。網(wǎng)上關(guān)于這方面的交流也不少,但是大多是轉(zhuǎn)載的,主要有兩個版本,出處已經(jīng)無從考證,但是很少有較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎恪9P者查閱了一些資料,在此對其原理和參數(shù)的計算作一些總結(jié),不當(dāng)之處,還請指教。

  基本原理:

  電容降壓主要是用在直流穩(wěn)壓電源電路里。直流穩(wěn)壓電源電路的大致結(jié)構(gòu)是:

  市電——變壓(降壓)——整流——濾波——穩(wěn)壓——直流輸出

  第一個環(huán)節(jié),也就是變壓,主要是降壓,一般使用變壓器來完成。但是變壓器體積較大,成本也較高,如果電路簡單,例如聲光控制開關(guān),那么加一個變壓器就顯得大材小用。這個時候用一個電容,就可以解決降壓的問題,簡化電路,節(jié)約成本?;倦娐啡鐖D1:

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  圖1半波整流

  市電經(jīng)過C1降壓后到D2,D2完成半波整流,C2對整流后的脈動直流濾波,D3穩(wěn)壓,輸出穩(wěn)定的直流電壓給負(fù)載。R1是電源關(guān)閉后C1的電荷泄放電阻。D1是為了在市電的負(fù)半周給C1提供充放電通路。因為要保證C1在整個交流電周期內(nèi)都是工作的。

  如果將C1后面的電路都看作負(fù)載的話,那么相當(dāng)于C1和一個電阻串聯(lián)在市電通路里,電容和電阻在交流下都是有阻抗的,串聯(lián)分壓,自然負(fù)載上的電壓就小了。這樣理解也對。但是更準(zhǔn)確的理解應(yīng)該是:C1起到了限流的作用,它決定了電路中的最大電流,當(dāng)負(fù)載一定的情況下,C1也就決定了負(fù)載上可以得到的電壓,最終起到了降壓的作用。

  例如:圖1中如果負(fù)載短路,220V交流電全部加在C1上,電路中的電流等于C1的充放電電流。

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  這個電流也就是電路中的最大電流。這里取得都是有效值。

  當(dāng)加上負(fù)載后,如果輸出直流電壓比較低(穩(wěn)壓管決定),則可以近似認(rèn)為全部電壓都加在電容上。由于是半波整流,所以電容C1后面的電路只能得到C1半個周期的充放電電流,也就是有效值的一半,大約34.5mA左右。由于負(fù)載上有電壓,所以實際電流要小一點(diǎn),大約30mA。當(dāng)負(fù)載需要的電流不超過30mA時,電路就可以正常工作,電容也就起到了類似變壓器的作用——降壓。

  對于橋式整流,C1后面的電路能得到C1整個周期的充放電電流,大約60mA。

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  圖2 全波整流

  參數(shù)計算:

  電容降壓電路主要應(yīng)用在負(fù)載電流較小,負(fù)載確定且固定的場合。因為由電容降壓電路組成的穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓能力十分有限,并且對電網(wǎng)有一定的影響。

  較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎?,主要涉及三個元件的參數(shù):降壓電容,穩(wěn)壓二極管,泄放電阻。濾波電容用幾百UF,耐壓值取輸出直流電壓的3-4倍即可。整流二極管用1N4007就行。在應(yīng)用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時,一般是有一個限流電阻與之一起工作,在這里降壓電容已經(jīng)限制了最大電流,所以可以不用限流電阻。

  首先根據(jù)負(fù)載所需要的電流和穩(wěn)壓管正常工作的反向電流,確定電路所需要的總電流。然后用電容上的電壓除以總電流,得到相應(yīng)的容抗。最后選擇容值最接近的電容。容值小,提供不了足夠的電流,容值大,穩(wěn)壓管分擔(dān)的電流多,功耗大。

  選擇的穩(wěn)壓管最大反向電流要大于總電流,這樣當(dāng)負(fù)載斷開時,穩(wěn)壓管才不至于燒壞。

  泄放電阻,主要是為了在較短時間內(nèi)釋放掉電容上的電荷,這里有一個時間常數(shù)的計算,一般按下表取就可以了。

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  降壓電容UF0.470.6811.52

  泄放電阻1M750K510K360K220K

  根據(jù)負(fù)載對電流的要求和輸出的直流電壓,降壓電容計算步驟如下,負(fù)載指的是降壓電容以外的電路。

  根據(jù)輸出電壓要求,求電容壓降Uc:

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  根據(jù)負(fù)載要求,求出流過電容的電流Ic

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  求出容值:

  當(dāng)輸出直流電壓較小時(這是電容降壓電路主要的應(yīng)用領(lǐng)域),可以近似認(rèn)為全部交流的電壓加在電容上。計算過程如基本原理所述,整流電路是半波整流時,1UF的電容最大可以提供約30mA的電流,整流電路是橋式整流時,1UF的電容最大可以提供約60mA的電流。

  有的時候電容降壓用在純交流電路中,由電容降壓得到一個低于220V的交流電壓。根據(jù)負(fù)載的電阻和所需電流的大小,由

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  即可推出Zc,進(jìn)而推出電容的容值。

電容串并聯(lián)該如何取值?完整的電容降壓電路該如何實現(xiàn)?

  注意事項:

 ?。?)電容降壓是一種低成本,不安全的應(yīng)用,沒有和220V隔離,電路應(yīng)該放在一般接觸不到的地方;

  (2)不能應(yīng)用在大功率場合,不能用在負(fù)載變化或者不確定的場合;

 ?。?)降壓電容一般要接在火線上(純交流電路除外),電路的零,火線不能接反,這一點(diǎn)可以用三腳插頭來強(qiáng)制,或者標(biāo)注清楚;

 ?。?)降壓電容必須是無極性電容,耐壓值要大于400V(常用金屬膜CBB);

 ?。?)主要根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電頻率來選擇電容;

 ?。?)需要直流輸出,穩(wěn)壓管一定要有;

 ?。?)需要直流輸出,建議用半波整流,橋式整流后是需地,不安全;

 ?。?)需要直流輸出,負(fù)載一定要固定。

  題外話,為什么不用電容電感或者電阻?

  電阻降壓是有的,但是比較少,應(yīng)用場合和電容降壓一樣,但是電阻消耗的是有功功率,功耗大。電感降壓?原理上和電容一樣,但是估計精確的電感不好做,沒有電容容易得到,所以沒有用電感的。

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