電容壓降電源交流線路
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-08-14 16:55:29 | 495 次閱讀
這就是為什么電容壓降電源拓撲有時是一個不錯的選擇。它很簡單,易于設置,并且可以在電流要求約為 50 至 100 mA 的應用中提供基本的交流輸入/直流輸出。它采用電流、電壓和基于電抗的分壓的基本原理,而不是使用功耗電阻器通過分壓器來降低線路電壓。自電子學早期以來,它就已成功應用于各種應用,現(xiàn)在用于為智能電表 (e-meter) 和 LED 燈串供電。由于它不使用變壓器或電感器等磁性元件,因此成本低且重量輕。
在這種電容式無變壓器電源中,只要電流輸出 (IOUT) 小于或等于電流輸入 (IIN),負載上的電壓就會保持恒定。IIN 受 R1 和 C1 電抗的限制。R1限制浪涌電流;選擇其值,使其不會消耗太多功率,但又足夠大以限制浪涌電流。(微芯科技)理論上,電容器的無損電阻和電抗可以避免分壓電阻器產(chǎn)生的損耗,盡管該設計還有其他重大損耗來源。電容器的尺寸必須在線路頻率下具有正確的電抗性,以實現(xiàn)所需的分壓比。整流二極管可以是單個二極管,也可以是全波橋,以實現(xiàn)更低的紋波和更好的性能。如果負載已知并且相對固定,則可以在輸出端使用基本的大容量電容器來平滑紋波(如果需要);對于變化的負載或較低的紋波,可以在輸出端添加一個簡單的 DC/DC 穩(wěn)壓器,以提供更穩(wěn)定的 DC 輸出;我不太愿意稱其為“導軌”,因為它通常缺乏直流導軌的穩(wěn)定性。
(請注意,使用電容器和二極管來產(chǎn)生降壓 AC/DC 電源有一些諷刺意味:當以不同的拓撲排列時,這些用于構建的電容器和二極管的電壓是兩倍、三倍甚至更高-交流電源的階倍數(shù)。)
但在電容下降的背后,存在著潛在的挑戰(zhàn):下降的電容器會受到完整的交流線路應力和尖峰的影響,因此如果使用低檔設備,可能會出現(xiàn)故障。大多數(shù)供應商強烈建議您使用“X 級”電容器,這意味著如果由于電壓尖峰或過載而發(fā)生故障,它仍將保持電流隔離,而不是“故障短路”模式,這會使用戶陷入困境危險。此外,由于該設計未通過變壓器隔離,因此對用戶存在潛在危險(我們的意思是“潛在”一詞的兩種含義!)由于電容壓降電路具有所謂的地線并且不是浮動的,如果交流電源插頭或插座接線錯誤以及火線、零線和地線重新布置,可能會造成嚴重后果;
盡管存在這些問題,電容壓降電源還是有用的,并且在可行的交流/直流電源選項中占有一席之地。供應商正在尋找改善其低效率的方法,通常在 10-20% 范圍內(nèi)。(這聽起來確實很糟糕!)通過添加低成本 DC/DC 穩(wěn)壓器,可以顯著提高效率,同時仍然避免磁性組件的成本和尺寸;當然,盡管它們是否具有這樣的負面影響很大程度上取決于應用程序。
供應商和其他人已經(jīng)發(fā)表了一些關于上限下降供應的良好分析以及改進方法(請參閱下面的參考資料)。這里重要的信息是,交流/直流電源的范圍不僅僅是廣泛使用的、閉環(huán)的、嚴格監(jiān)管的線性和開關設計,還包括一些對于應用來說可能不優(yōu)雅但有效(如果不是高效)的方法。但在做出選擇之前,您必須充分了解每種類型的性能和安全考慮因素,以及許多日益嚴格的效率和安全監(jiān)管標準。可以肯定的是,電源拓撲選擇并不簡單。
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