最簡單的電容降壓直流供電電路及其等效電路如圖1,c1為降壓電容,一般為0.33~3.3uf。假設(shè)c1=2uf,其容抗xcl=1/(2pi*fc1)=1592。由于整流管的導(dǎo)通電阻只有幾歐姆,穩(wěn)壓管vs的動(dòng)態(tài)電阻為10歐姆左右,限流電阻r1及負(fù)載電阻rl一般為100~200,而濾波電容一般為100uf~1000uf,其容抗非常小,可以忽略。若用r代表除c1以外所有元器件的等效電阻,可以畫出圖2的交流等效電路。同時(shí)滿足了xc1>r的條件,所以可以畫出電壓向量圖。
由于r甚小于xc1,r上的壓降vr也遠(yuǎn)小于c1上的壓降,所以vc1與電源電壓v近似相等,即vc1=v。根據(jù)電工原理可知:整流后的直流電流平均值id,與交流電平均值i的關(guān)系為id=v/xc1。若c1以u(píng)f為單位,則id為毫安單位,對(duì)于22v,50赫茲交流電來說,可得到id=0.62c1。
由此可以得出以下兩個(gè)結(jié)論:(1)在使用電源變壓器作整流電源時(shí),當(dāng)電路中各項(xiàng)參數(shù)確定以后,輸出電壓是恒定的,而輸出電流id則隨負(fù)載增減而變化;(2)使用電容降壓作整流電路時(shí),由于id=0.62c1,可以看出,id與c1成正比,即c1確定以后,輸出電流id是恒定的,而輸出直流電壓卻隨負(fù)載電阻rl大小不同在一定范圍內(nèi)變化。rl越小輸出電壓越低,rl越大輸出電壓也越高。
c1取值大小應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流來選擇,比如負(fù)載電路需要9v工作電壓,負(fù)載平均電流為75毫安,由于id=0.62c1,可以算得c1=1.2uf??紤]到穩(wěn)壓管vd5的的損耗,c1可以取1.5uf,此時(shí)電源實(shí)際提供的電流為id=93毫安。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負(fù)載電路的工作電壓,其穩(wěn)定電流的選擇也非常重要。由于電容降壓電源提供的的是恒定電流,近似為恒流源,因此一般不怕負(fù)載短路,但是當(dāng)負(fù)載完全開路時(shí),r1及vd5回路中將通過全部的93毫安電流,所以vd5的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取100毫安為宜。由于rl與vd5并聯(lián),在保證rl取用75毫安工作電流的同時(shí),尚有18毫安電流通過vd5,所以其最小穩(wěn)定電流不得大于18毫安,否則將失去穩(wěn)壓作用。
限流電阻取值不能太大,否則會(huì)增加電能損耗,同時(shí)也會(huì)增加c2的耐壓要求。如果是r1=100歐姆,r1上的壓降為9.3v,則損耗為0.86瓦,可以取100歐姆1瓦的電阻。
濾波電容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亞的選擇.前已述及,負(fù)載電壓為9v,r1上的壓降為9.3v,總降壓為18.3v,考慮到留有一定的余量,因此c2耐壓取25v以上為好。