电容降压式电源中电容器的选用及注意事项 来源:无线电 作者:warren 电容元件是实际电路中储存电场能量这一物理性质的科学抽象,在仅是实际电容器,凡是带电导体与电介质 存在的场合, 都可以用电容元件来描述储存电场能量的物理现象。 同电阻一样, 通常用符号 C 表示电容元件, C 表示电容元件的参数(电容量) 。电容量是常数的电容器称为线性电容。在电容元件两端电压 u 的参考方向给定时,若以 q 表示参考正电位极板上的电荷量,则电容元件的电荷量与 电压之间满足 q=Cu C 表示电容元件的电容,当电容元件是线性元件时,C 不随 u 和 q 改变,称为线性电容。可见,线性电容元 件的定义式为 C= q/u 当 q 的单位为 C,u 的单位为 V 时,由上式得电容 C 的单位为法[拉](F) ,实际电容的电容量往往比1F 小得 多,因此实际使用中还经常使用微法(?F) 、皮法(Pf) 。 由以上讨论可知,以 u 为横坐标,q 为纵坐标构成的 q-u 平面电容与电压,可以用来定义二端电容元件。线性电容元件 在 q-u 平面上的特性曲线是一条经过原点的直线。 线性电容元件的电压电流关系 设电压、电流为时间函数,现在求其电压、电流关系。
当极板间的电压变化时,极板上的电荷也随之变化,于是在电容元件中产生了电流。此电流可由下式求得 I=dq/dt =C(du/dt) 上式表明电容与电压,电流的大小与方向取决于电压对时间的变化率。电压增高时,du/dt〉0,则 dq/dt〉0,i〉0,极 板上电荷增加,电容器充电;电压降低时,du/dt〈0,则 dq/dt〈0,i〈0,极板上电荷减少,电容器反向放 电。当电压不随时间变化时,du/dt=0,则 I=0,这时电容元件的电流等于零,相当于开路。故电容元件有隔 断直流的作用。 线性电容元件的储能特性 电容元件不产生能量,也不消耗能量是一个储能元件。 线性电容和非线性电容的区别 若电容元件的库伏特性为一条通过坐标原点的直线,如图5-5-1(b)所示,则称为线性电容元件。线性电容元 件的电容 C 为一常量,与电压 u 和电流 i 无关,其电路符号如图5-5-1(a)所示。 若电容元件的库伏特性为一条通过坐标原点某种形状的曲线,如图5-5-1(c)所示,则称为非线性电容元件。非线性电容元件的电容 C 不为一常量,与电压 u 和电流 i 有关,其电路符号如图5-5-1(d)所示。 电容降压式电源中电容器的选用及注意事项 在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经 济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。
通过 电容器把交流电引入负载中,对地有220V 电 压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中,本弱点也可克服。如冰箱电子温控器或遥控 电源的开 ╱关等电源都是用电容器降压而制作的。 相对于电阻降压,对于频率较低的50Hz 交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优 于电阻降压。通过电容器电流的大小,受该电容器容抗 Xc=1╱(2πfC) ,Xc 的单位是欧姆;交流电频率 f 的单位是赫兹; 电容器 C 的单位是法拉。当将不同容量的电容器 C(如图1所示) ,接入 AC220V 50Hz 的交流电路时,其 C 的容抗及其所能通过的电流 如附表所列。该电流即电容器 C 所能提供的最大电流值。 值。电容量 (uF) 0.330.390.470.560.680.821.01.21.51.82.22.7容抗(k?) 9.78.26.85.74.73.93.22.72.11.81.41.2电流(mA) 23273239475669883用电容器降压制作电源时,必须注意以下几点: (1)经电容器降压后,必须如图2所示经整流、滤波及稳压二极管稳压后,才能获得电压稳定的电源(注: 整流电路也可用半波整流) 。 (2)电容器耐压最好在630V 以上,并应用无极性的电容器,有极性电容器不能用。 (3)在电容器两端并联500K-1M 的泄放电阻。 (4)若需要加电源开关,为防止浪涌电流对负载 RL 并联,如图3所示。 (5)在组装调试过程中要用1:1隔离变压器接入 AC220V 电路中,以防触电。
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