采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路,由于其具有體積小﹑成本低﹑電流相對恒定等優(yōu)點,也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動電路中。
圖一 為一個實際的采用電容降壓的LED驅(qū)動電路:請注意,大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管,建議連接上,因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間( 如雷電﹑大用電設(shè)備起動等 )有效地將突變電流泄放,從而保護二級關(guān)和其它晶體管,它們的響應(yīng)時間一般在微毫秒級 。
電路工作原理:
電容C1的作用為降壓和限流:大家都知道,電容的特性是通交流﹑隔直流,當電容連接于交流電路中時,其容抗計算公式為:XC = 1/2πf C
式中﹐XC 表示電容的容抗﹑f 表示輸入交流電源的頻率﹑C 表示降壓電容的容量?!×鬟^電容降壓電路的電流計算公式為:I = U/XC
式中 I 表示流過電容的電流﹑U 表示電源電壓﹑XC 表示電容的容抗,在220V﹑50Hz的交流電路中,當負載電壓遠遠小于220V時,電流與電容的關(guān)系式為﹕I = 69C 其中電容的單位為uF,電流的單位為mA在220V﹑50Hz的交流電路中,理論電流與實際測量電流的比較電阻R1為泄放電阻,其作用為:當正弦波在最大峰值時刻被切斷時,電容C1上的殘存電荷無法釋放,會長久存在,在維修時如果人體接觸到C1 的金屬部分,有強烈的觸電可能,而電阻R1的存在,能將殘存的電荷泄放掉,從而保證人﹑機安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān),一般電容的容量越大,殘存的電荷就越多,泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下表,供設(shè)計時參考:D1 ~ D4的作用是整流;其作用是將交流電整流為脈動直流電壓。C2﹑C3的作用為濾波;其作用是將整流后的脈動直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓壓敏電阻( 或瞬變電壓抑制晶體管 )的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對地泄放掉;從而保護LED不被瞬間高壓擊穿。LED串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷海?Vf )而定,在220V AC電路中;最多可以達到80個左右。
組件選擇:電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值,在220V,50Hz的交流電路中時,可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。D1 ~D4 可以選擇IN4007。濾波電容C2﹑C3的耐壓根據(jù)負載電壓而定,一般為負載電壓的1.2倍。其電容容量視負載電流的大小而定。
下列電路圖為其它形式的電容降壓驅(qū)動電路,供設(shè)計時參考:
在圖 二 電路中,可控硅SCR及R3組成保護電路,當流過LED的電流大于設(shè)定值時,SCR導通一定的角度,從而對電路電流進行分流,使LED工作于恒流狀態(tài)﹐從而避免LED因瞬間高壓而損壞。
在圖三電路中,C1﹑R1﹑壓敏電阻﹑L1﹑R2組成電源初級濾波電路,能將輸入瞬間高壓濾除,C2﹑R2組成降壓電路,C3﹑C4﹑L2﹑及壓敏電阻組成整流后的濾波電路。此電路采用雙重濾波電路,能有效地保護LED不被瞬間高壓擊穿損壞。
圖四 是一個最簡單的電容降壓應(yīng)用電路,電路中利用兩只反并聯(lián)的LED對降壓后的交流電壓進行整流,可以廣泛應(yīng)用于夜光燈﹑按鈕指示燈,要求不高的位置指示燈等場合。
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