求助-阻容降压电路

只看该作者 · 2009-8-14 08:52

求助-阻容降压电路以下是别人摘录的一些**：
电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。
例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。
容抗：Xc=1/(2*3.14*f*C) 流过的电流：Ic=U/Xc

关键是这句不理解：
在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA
1.这句话的意思大概就是其他元件产生的阻抗相比电容要小，估算的时候可以忽略不计，是这样吗？
阻抗的概念应当是始于电路学，记得好像是适用于正弦交流电路吧。阻容降压电路时交直流混合的吧，以上正弦交流电路的分析适合这个电路吗
2.是不是可以这么估计阻抗，对二极管，若压降为0.7V，电流为70MA，等效阻抗即为（0.7/70）*1000=10欧姆，而整流桥可以在阻抗分析的时候等效为两个10欧姆电阻，负载（含LED灯）是和整流桥并联的，所以二者并联后等效阻抗更小？所以这些直流部分可以忽略
以上结果应当是正确的，淡中间的思路。。。

3万 · 2009-8-14 21:32

摘录的那段话，不够准确。
“阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性”，绝不可以说“完全”，说“大体上”还可以。

“这句话的意思大概就是其他元件产生的阻抗相比电容要小，估算的时候可以忽略不计，是这样吗？”
是不是这样，取决于“其它元件”。图中未标串联的发光管有多少个，若是一个两个，可以忽略，串联100个(假定红色)就不能不计。

负载(LED灯)与整流桥不是并联关系，这一点务必搞清楚。

只看该作者 · 2009-8-15 08:49

自己顶
“负载(LED灯)与整流桥不是并联关系”，应该是与电解并联，在220v，50供电时电解阻抗为j677欧姆，但是好像电解两端是直流吧，最少是比较理想的直流。。。

3万 · 2009-8-15 23:43

想问问楼主，LED用的是交流还是直流？

只看该作者 · 2009-8-17 15:21

LED灯工作电流是经过整流滤波后的直流
R2,R3,R均为放电电阻
一般草帽灯白光理想工作电压时3V左右电流15-18mA左右

3万 · 2009-8-17 23:14

那就是了。
LED工作于直流，电解电容两端为直流，为什么用50Hz来计算电容的容抗？

只看该作者 · 2009-8-18 08:40

谢谢指正
但关键是这还是无法说明，为什么：用220除以降压电容的容抗就大致等于电路工作电流
实际上，led较多时，电解两端电压可能达200v，加在降压电容上的电压反而相对较少。而这时候估算是仍然有效的。
这是最主要的疑问

3万 · 2009-8-18 14:39

问题就在于，电解电容两端电压不可忽略时，这种估算无效。
楼主实际搭个电路测量一下就知道了。
我用0.33uF的电容，实测直流电流仅约7mA，电解电容两端直流电压约180V。

只看该作者 · 2009-8-18 16:47

如楼上所说确实当每一串的LED数较多时，估算基本没有
看来我的理解思大致路没错。没有去思考，怀疑一些看到的东西是否真的适用。
多谢maychang.

只看该作者 · 2009-8-18 20:12

怎么？没法估算了？我一直没搞明白，阻容降压后，再整流滤波接负载，电路的参数怎么算

2万 · 2009-8-18 20:35

可以估算的，只是不要忽略负载上的压降即可

只看该作者 · 2009-8-18 20:38

那你说说怎么算啊，这个时候容抗怎么算呢

4万 · 2009-8-18 20:48

想一想，假如负载是个100K的电阻呢？

2万 · 2009-8-18 21:48

很容易的，其实就和只留下用LED一样，比如你用3.3V去驱动一个红色的LED，你会怎么算呢？

当然是先确定下LED需要多大的电流，然后按这个电流来计算电阻的大小，方法就是：
先试试LED合适亮度时的电流，量下这个电流是的压降，估算下IO口的压降，然后
R=（VCC-IO口压降-LED压降）/I
很明显，必须要用电源减去LED和其他串联元件上的电压，剩下的才是压差，用这个压差去除以电流才是我们需要的阻抗。
比如VCC3.3V，LED压降1.6V，IO压降假设0.1V，要10mA电流，那么电阻应该是：
（3.3-1.6-0.1）/0.01=160欧，而不是3.3/0.01=330欧，否则电流就不是10mA而是4.85mA了

同样的，对220V阻容降压电路也是一样，当然要先减去LED和整流桥上的压降，如果加了滤波电容还要按除以1.2的大致倍率来估算电压

比如一串40个压降3.5V，70mA的白光LED（随便定的），不用滤波电容（省的计算麻烦），那么LED上的压降就有140V，整流桥2V压降，对于220V则应该在限流电容上产生70mA，（220-140）V，电容的阻抗当然应该是：
（220-142）/0.07=1114欧，应该是2.857uF，而不是对应220V下越70mA的1uF！
这个可是相差了好多倍了哦！~

最后，一定一定不要漏了关键的一步：核算电压变化时的最大电流和最小电流！！！
一定要计算当电源电压变化时的电流，比如市电变化正负10%时呢？
这时，假如用2.785uF电容会有多大电流呢？
（220*0.9-142）/1114欧=0.0503A=50.3mA
（220*1.1-142）/1114欧=0.0898A=89.8mA
变化范围是-28%~ +28.3%,这个变化范围还可以接受。

上面的示例计算中220V只利用了140V，大家可能会觉得低了点，那我们来试着多串一些，
假如串一串55个压降3.5V，70mA的白光LED（随便定的），也不用滤波电容，
（220-192.5-2）/0.07=364.3欧
当市电变化正负10%时：
（220*0.9-192.5-2）/364.3欧=0.0096A=9.6mA
（220*1.1-192.5-2）/364.3欧=0.1304A=130.4mA
变化范围是-84%~ +86.3%,显然这个变化范围是不能接受的，亮度明显会首电源电压影响。

再就是当元器件存在差异性，实际上不是我们估算的值时，这个影响会怎么样呢？
比如实际用的LED每个压降是3.4V、或者是3.6V时，会有多大电流呢？当市电电压波动时带来的影响会不会有问题呢？？？
呵呵，这就得靠你自己去核算了:)

总结：
对于负载压降比较大的电路，一定不能忽略负载上的压降，应该转成电压差/限流阻抗的方式计算。
还是可以很准确的估算的。而并不是“没法估算”哦~:P

3万 · 2009-8-19 00:18

谢谢xwj，这么长的回复帖。

不过，为避免楼主及10楼产生误解，还需要加点补充说明。
负载是电阻时，有那个电解电容和没有那个电解电容，结果是相当不一样的。负载是LED时，有那个电解电容和没有那个电解电容，结果也是不一样的，不过差别比电阻小。
对电阻负载，没有电解电容情况，可以参照RC串联电路计算，注意R上电压与C上电压有90度相位差，计算电压时需要用矢量加法(解直角三角形)。二极管压降很小，忽略掉，误差并不大。
对有电解电容情况，即使考虑相位差，计算结果与实际的误差也很大，因为这时是非线性电路，不能套线性电路的方法计算。LED情况更复杂。要准确，应该实际测量。