電容降壓的案例
【硬知識】電容降壓時需要注意哪些問題？
大家在電路設計中會碰到各種各樣的的問題，電容降壓也是常見的問題之一，其實電容降壓的工作原理并不復雜：即利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流。
例如,在50Hz的工頻條件下,一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆。當220V的交流電壓加在電容器的兩端,則流過電容的最大電流約為70mA。
雖然流過電容的電流有70mA,但在電容器上并不產生功耗，應為如果電容是一個理想電容，則流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無功功率。
根據這個特點，我們如果在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性。
例如，我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點亮，發出正常的亮度而不會被燒毀。因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產生的限流特性相吻合。
同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會被點亮，而不會被燒毀。因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。
因此，電容降壓實際上是利用容抗限流。而電容器實際上起到一個限制電流和動態分配電容器和負載兩端電壓的角色。
展開 三張電路圖，教你看懂阻容降壓的工作原理
圖3
在小電壓全波整流輸出時，最大輸出電流即為：
容抗 Xc=1/（2πfC）
電流 Ic = U/Xc=2πfCU
使用電容降壓時要注意以下幾點：
1）根據負載電流和交流工作頻率選擇合適的電容器，而不是依據負載的電壓和功率。
2）限流電容器必須是無極性電容器，不得使用電解電容器。電容電壓必須在400V以上，最理想的電容器是鐵殼油浸電容器。
3）電容降壓器不能在大功率條件下使用，因為它不安全。
4）電容降壓器不適用于動態負載條件。
5）5.電容降壓器不適用于容性和感性負載。
6）當需要直流操作時，應盡量采用半波整流。不建議使用橋式整流器。而要滿足恒載的條件。
展開 三張電路圖，教你看懂阻容降壓的工作原理
電容降壓的工作原理并不復雜。阻容降壓的工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流。同時在電容器上串聯一個阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性。
因此，電容降壓實際上是利用容抗限流，而電容器實際上起到一個限制電流和動態分配電容器和負載兩端電壓的角色。
例如，在50Hz的工頻條件下，一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆。當220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過電容的最大電流約為70mA。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產生功耗，因為如果電容是一個理想電容，則流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無功功率。
根據這個特點，我們如果在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性。例如，我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點亮，發出正常的亮度而不會被燒毀。因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產生的限流特性相吻合。
同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會被點亮，而不會被燒毀。因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實際上是利用容抗限流。而電容器實際上起到一個限制電流和動態分配電容器和負載兩端電壓的角色。
圖1為阻容降壓的典型應用，C1為降壓電容，R1為斷開電源時C1的泄放電阻，D1為半波整流二極管；D2在市電的負半周為C1提供放電回路，否則電容C1充滿電就不工作了，Z1為穩壓二極管，C2為濾波電容。輸出為穩壓二極管Z1的穩定電壓值。
展開 干貨 | 電源設計中的電容選用規則
綜上所述，在現代電源技術中，不同應用場合需要不同性能的電容器，不能混用、濫用、錯用，以盡可能消除不應出現的損壞，并保證產品性能。
三、電容降壓式電源設計實例
將交流市電轉為低壓直流的常規方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當受體積和成本等因素限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。
1.電容降壓式電源電路原理
電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩壓二極管，R1 為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。整流后未經穩壓的 直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發生很大的波動，這是因為此類電源內阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場合。
2.阻容降壓電路的器件選擇原則
（1）電路設計時，應先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。多余的電流就會流過穩壓管，若穩壓管的最 大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩壓管燒毀。
（2）為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。
（3）泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。
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【深度干貨】電源設計中的電容選用規則
綜上所述，在現代電源技術中，不同應用場合需要不同性能的電容器，不能混用、濫用、錯用，以盡可能消除不應出現的損壞，并保證產品性能。
三、電容降壓式電源設計實例
將交流市電轉為低壓直流的常規方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當受體積和成本等因素限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。
1.電容降壓式電源電路原理
電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩壓二極管，R1 為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。整流后未經穩壓的 直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發生很大的波動，這是因為此類電源內阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場合。
2.阻容降壓電路的器件選擇原則
（1）電路設計時，應先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。多余的電流就會流過穩壓管，若穩壓管的最 大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩壓管燒毀。
（2）為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。
（3）泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。
3.設計舉例
圖2中，已知C1為0.33μF，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。
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綜上所述，在現代電源技術中，不同應用場合需要不同性能的電容器，不能混用、濫用、錯用，以盡可能消除不應出現的損壞，并保證產品性能。
三、電容降壓式電源設計實例
將交流市電轉為低壓直流的常規方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當受體積和成本等因素限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。
1.電容降壓式電源電路原理
電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩壓二極管，R1 為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。整流后未經穩壓的 直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發生很大的波動，這是因為此類電源內阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場合。
2.阻容降壓電路的器件選擇原則
（1）電路設計時，應先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。多余的電流就會流過穩壓管，若穩壓管的最 大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩壓管燒毀。
（2）為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。
（3）泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。
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然后是高壓轉低壓，需要降壓電路。
（3）實現該功能存在的難點是什么？
單火線取電。顧名思義，就是需要將取電電路跟負載串聯在電路中，但是又不能影響到負載的工作。尤其是在上述電路中，還需要控制電路能通過一個IO口控制負載設備的通斷。
二、那么我們一步步來解決上述問題，然后就完成了需要的電路設計。
（1）首先就是整流電路。主要的整流電路有如下兩種。
具體原理就不細說了，大家可自行百度。
半橋整流電路：
（圖二 半橋整流電路）
全橋整流電路：
圖三 全橋整流電路
（2）然后是實現降壓。
半橋整流-電阻降壓電路：
圖四 半波整流_電阻降壓電路
半橋整流-電容降壓電路：
（圖五 半波整流_阻容降壓電路）
全橋整流-可控硅整流：
（圖六 全橋整流_可控硅降壓電路）
有些朋友可能覺得上面的幾種降壓方式很好理解，但是這個可控硅是怎么實現降壓的那？
其實不難，降壓的原理很簡單，就是只取交流電的低壓部分。看圖七，交流電的波形是一個正弦波，幅度范圍（-311V ～+311V），我們通過控制可控硅的導通角來實現，在圖七中陰影部分可控硅關斷，交流電串接負載設備，通過全橋整流電路給電容C1充電；當交流電電壓超過陰影電壓時，可控硅導通，整流橋輸入電壓為0，停止工作。因為使用的雙向可控硅，所以在交流電的正負半周都能夠工作。穩壓管Z1,Z2反向串聯在一起，控制可控硅的導通角，即需要交流電電壓 > 可控硅觸發導通電壓+穩壓管串聯電壓時，可控硅才能導通。
展開 插卡式電源開關的原理和結構詳解
其中，電源的轉換通過各種方法進行，例如開關電源類型，電阻-電容降壓型和變壓器類型。高低壓轉換部分通過整流降壓將交流電源轉換為直流低壓電源。識別卡部分的識別部分和輸出部分檢測插入的卡是否符合預設標準。輸出部分獲得識別卡部分的標準信號，并連接到交流電源
補充：根據房間的不同負載要求，插卡電源開關可以為30A，40A等。
插卡開關的分類和開發過程：
1）機械式插卡電源開關：
早期的電源開關實際上是一個機械式翹板開關，它通過插入鑰匙標簽插入了電源的兩個鑰匙觸點。因此，當客人離開房間時，當取出鑰匙標簽時，觸點斷開，并且房間的電源被切斷。熟悉此原理的內部客人有時會用梳子將諸如鑰匙標簽之類的硬鍵之類的開關插入開關中，該開關也可以用電，因此不能從根本上解決用電的安全性和節能性。現在幾乎淘汰了。
2）光電電源插卡開關：
隨著磁卡酒店鎖的出現，只需要一張磁卡即可打開門并取電，并且出現了一個光電電源開關。原理是通過卡打開或阻擋一對紅外線，控制電路檢測紅外線的開和關，并通過繼電器檢測輸出功率的開和關。此原理的取力開關也稱為通用取力開關。仍然有一些酒店在使用中。
3）IC卡插卡電源開關：
它主要用于通過接觸式IC卡供電，主要用于檢測IC卡的芯片引腳，確定是否插入卡以及是否插入IC卡以輸出電源。當前的市場份額相對較小。
4）低頻卡電源開關：
適用于EM，TEMIC，TI等感應卡的125KHz非接觸式感應卡，主要用于檢測感應卡的頻率，是否與125KHz的電源線通斷輸出。當前的市場份額很大。
5）高頻卡電源開關：
通過識別此類卡的ID是否符合標準來開啟和關閉電源，它主要適用于MIFARE的S70，S50和國產等13.56MHz高頻感應卡。目前，市場上有很多應用。
以上5種是所有類型的門識別卡。
展開 電子設計基本概念100問解析（31-40問）
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想做一流電工，熟記一百首口訣
7.已知220V電路中工作電流，求算串聯降壓電容器的容量
二百二的電路中，接入電容器降壓，
容量微法值速算，十四點五倍電流。
8.測知白熾燈照明線路電流，求算其負荷容量
照明電壓二百二，一安二百二十瓦。
第四節：設計安裝架空線，常需數據速估算
1.速算線材千米質量
架空線材千米重，標稱截面乘系數，
鋼銅乘九鋁乘三，鋼芯鋁線乘四算。
鋼芯鋁線千米重，標稱截面乘系數，
七十以下乘以四，九五以上四點二。
2.速算單股鐵線千米質量
單股鐵線千米重，直徑平方乘以六。
鍍鋅鐵線千米重，英規八號百公斤，
十二號線是四十，十六號線十六算。
3.速算圓鋼拉線棒鋼材每米質量
熱軋圓鋼拉線棒，估算每米公斤量。
直徑十八基數二，徑增兩個加點五。
4.速算圓錐形混凝土電桿各點鐵附件內徑尺寸
安裝抱箍點桿徑，鐵附件內徑尺寸：
點到梢距除以百，三除四乘加梢徑。
5.速算圓錐形混凝土電桿重心位置
錐形電桿找重心，先將電桿十等分。
粗端四份加半米，吊運安全又平穩。
6.速算圓錐形混凝土電桿埋設深度
水泥電桿埋深度，十除電桿加點七。
7.速算電桿拉線的長度
拉線長度現場定，經驗公式巧計算：
垂高平距兩相加，乘八乘九除以百。
拉線長度現場定，垂高平距兩相等，
四十五度的夾角，平距乘十除以七。
8.速定高低壓同桿架設的橫擔層間最小垂直距離
同桿裝置多層擔，層間垂距毫米算：
高壓與高或與低，層距都是一千二。
高壓距梢需六百，高壓轉角六百整。
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