关于电容降压的问题

只看该作者 · 2011-6-29 19:11

本帖最后由 DivingBear 于 2011-6-29 19:20 编辑

附件为量产产品的电容降压电路，根据需要做了一些小的改动，现有一些问题如下，请教达人：

1.R82(47ohm)电阻是起什么作用的，R75(1Mohm)的电阻是起什么作用的?我认为是起限流作用,但是47ohm太小了,而1M的电阻又太大了。
2.C253限流电容使用安规电容，CL21，CBB22哪一种更妥当？从性价比和封装大小的角度考虑的话。目前绝大多数的阻容降压电路都会在限流电容上并一个放电电阻，此电路并没有放电电阻，是否妥当？
3.此电路中，整流器后端是否应该增加一到两个滤波电容？
4.稳压二极管1N970为0.4W，24V的稳压管，而电路中闭合电流约35mA（控制一个24V继电器，继电器线圈阻值约650ohm），奇怪的是开路时候稳压管并未烧毁。为安全考虑是否应在整流器后端，稳压管前端增加限流电阻？如何选择？
5.关于LM317，我输入24V，输出要求3.3V,Vo=1.25（1+R81/R80），但是发现如果R81,R80的阻值超过300ohm后，电压出现大幅度的漂移,且电压比和阻值比严重失调。有人研究过吗？

只看该作者 · 2011-6-29 20:30

1、R82是在加电时减少电流冲击的，否则电容C253相当于短路，U34承受的电流太大。
R75是关电后，对电容C253放电用的。否则电容相当于开路，其存储的电荷很长时间被保留，使得插座两端电压很高，碰上去会触电。

2、安规电容当然好，如果体积/价格可以承受。选其它电容必须是耐压400V以上，最好600V。电容上并的电阻被R75替代。

3、C47=47uF的确有点小，可以增大到100uF。另外，C47与稳压管直接并联效果并不好，可以在C47和D10之间串入一个电阻，大约180欧1/2W，可以显著改善纹波。

4、D10未烧毁大概是余量较大，可以考虑换用1W的稳压管。在前面串联电阻根本起不到限流作用，因为电容降压基本上可以认为是恒流的。不明白24V的继电器接在哪里？通过LM317稳压后电压很小了。

5、这个现象，一定是负载开路测试的，原因是LM317必须要求有最小负载电流，否则就不工作。R81和R80取得比较小就是起到了这个作用。当负载部分能保证具备5mA或以上的负载后，这两个调整电阻才可以取值较大。
另外，输出只有3.3V，那么输入有9V就可以了，因此可以把D10改成9V的稳压管，最多用12V的，这样可以减少功耗。

只看该作者 · 2011-6-30 00:42

感谢指教。
1.容抗Z=1/2PiFC，你的意思是是上电瞬间△F过大，C253上的容抗相对于交流电来说非常小，则C253相当于短路，加在整流桥的电流很大？
2.CL21，CBB22做到400以上后，价格都没有优势了，且体积也无优势了。安规电容选用275V耐压 X2 CLASS是否合适？听了你的解释明白R75为放电电阻，1M略大了，可否适当调低？
3.C47的容值选择可有什么说法？我明白你说的串电阻无法限流的意思，但是可以改善纹波何解呢？这个阻值的选取有什么公式吗？
4.D10我会考虑换成1W的稳压管，我用24V的稳压管，是因为我要用24V的电压去推动一个继电器，如果电压低了这个继电器就无**常工作。3.3V的电压是给其他低功耗的MCU用的。顺便问一个问题，我前边的限流电容用1uF，稳压管两端电压为30V，换用0.68uF，稳压管两端电压为27.2V，换用0.56uF的时候，电压为26V。这些测量值全都是在开路无负载的情况下测量的。如果长期处于无负载状态下，这样的电压对于稳压管是不是很不利？是否需要进一步减少限流电容的容值来减少开路时稳压管上的电流？
5.确实是开路测试的，这样的话，我可以再做点实验来验证一下，我现在R80=100，R81=150，Iout=3.3/250≈13mA，如果放大到R80=200，R81=300，那Iout≈6.6mA，应该开路电压也不会漂移。现在的芯片都开始注意低功耗性能，standby时候耗电量都是uA级的，而工作时候都是十几到几十毫安，这样会不会在standby模式和normal工作模式时候LM317输出电压不一致，甚至损坏芯片?
PS:因为选用的继电器是24V的，所以稳压管选用24V。如果换用12V的继电器，除了稳压管外，限流电容是否也要改小点儿？
再次感谢。

1万 · 2011-6-30 08:32

回：
2）R75最好直接并联在C253那里。
5）要减小C253的容量继电器应该选电压高的，12V要求的线圈电流更大；R80/R81阻值过大导致的输出电压偏离计算值是因为LM317的调整脚（E）有电流流出，理论上这个电流为0才会符合计算公式，而这个脚的电流约为50~100uA,要想减小这部分电流可以选固定电压的三端稳压。

只看该作者 · 2011-6-30 08:50

本帖最后由 lymex 于 2011-6-30 08:52 编辑

1. 加电瞬间，要瞬时分析，不要看容抗。当时电容两端电压为零，而交流电的瞬间可以是0到310V的任意值，很可能很大，如果没有R82，这个电压就直接加到二极管和后面的C47、D10上去了。
2. C253选安规或CBB都可以。1M电阻可以调低，例如470k，甚至220k，但太低的话有耗散功率了。
3. 这种滤波电容直接与稳压管并联不是好方式，因为前面可以认为是恒流驱动，拿电流角0到180度计算，在45度到135度下电流较大，比负载电流多出的被稳压管吸收则电容起不到作用，而在其它的时间内由于输入电流小于负载电流因此需要电容C47供电，而电容一供电电压就下降，这样稳压管很快退出反向导通，此时稳压管是起不到作用的（没有电流）。加了一个电阻后，C47才真正起到缓冲作用，在比如0到45度的场合下稳压管仍然有电流、电压能保持比较恒定。电容C253到底选多大要根据总负载电流确定，1uF也就是65mA。无负载时稳压管将承受全部电流，功耗大。
5. 只要LM317有超过5mA以上的负载，那么负载5mA或者30mA输出电压变化很小，只要工作在额定范围内不会损坏。
C253的选择，如果考虑电源电压的变动范围，是每uF可以输出60mA，这包括了所有最重负载的情况下，也包括了LM317及其预负载电流。