[YJGQDD]让我们来深入了解下阻容降压电路+资料汇总+答疑---不定期更新

hailing · 发表于 2020-5-29 09:55:22

首先阻容降压电路可以看作输入为交流，输出为直流的高耐压线性稳压电源。跟现在常用的输入直流，输出直流的线性稳压电路（比如7805和各类LDO）是类似的。本贴起源是之前关于阻容降压相关的测试，设计注意点我都零星的放在回帖中，不方便查找，另外时间长了之前有关的设计记忆有些模糊了。这次单独开一个帖子来连载讲解下阻容降压电路的原理和我在10多年做电能表的硬件研发中对阻容降压电路的研究和参考电路。内容不定期连载。
大家对阻容降压电路的设计问题也可以在这个帖子中一起讨论。
电路设计本身没有“好”和“不好”的区分，就看怎么应用了，所以因为对阻容降压不屑而要批判阻容降压的人高抬贵手，请绕道！自己开帖子批判好了。
这个帖子打算分几个部分陆续讲解下：
1》阻容降压的可能起源
2》哪2个器件才是阻容降压中”阻“和”容“，以及还需要哪些器件
3》阻容降压的改进型以及为什么这么改
4》关于阻容降压的实验资料
5》谐波对阻容降压的影响，设计一款谐波交流电源用于阻容降压的测试

cheng-8yang · 发表于 2020-5-29 10:10:41

关注，好帖！

VanZ7 · 发表于 2020-5-29 10:22:11

前排关注。现在公司很多小模块都是阻容降压，总怕不稳定。之前还承蒙关照解决了问题，感谢楼主

mculjf · 发表于 2020-5-29 10:33:51

关注,使用阻容降压的场合很多啊

OOXX110 · 发表于 2020-5-29 11:30:49

关注,使用阻容降压的场合很多啊

JetHan1988 · 发表于 2020-5-29 13:20:50

前排关注：低成本方案之阻容降压

lrltz · 发表于 2020-5-29 19:32:50

很多小家电都用阻容降压，成本低，原理上应该可靠性也高。从我修理这类小家电经验看，往往用的电容时间长了容量大幅减小，造成电源故障，选择好的电容是关键

xml2028 · 发表于 2020-5-29 23:17:36

能提供5v 150mA吗？

xml2028 · 发表于 2020-5-31 13:38:39

楼主还有下文吗？

cheng-8yang · 发表于 2020-5-31 17:52:53

期待下文！

szxszx · 发表于 2020-5-31 17:59:42

阻容降压电路应用很广，跟楼主学习

68336016 · 发表于 2020-5-31 18:00:09

反正个人觉得阻容降压的产品寿命不长，多则4，5年，少则1，2年电容衰减厉害就挂了。
当然也可以说选的电容不是专用的，但是市面那么多阻容降压的产品，有几个是专用电容。

hailing · 发表于 2020-5-31 18:10:34

xml2028 发表于 2020-5-29 23:17
能提供5v 150mA吗？

可以。
1》使用1uF电容经过全波整流或2倍流处理（可以与L或N供地，适合锰铜计量供电），输出30V电压，220VAC时最大输出电流约56mA。
2》使用门电路+稳压二极管+三极管的方式对30V电压进行斩波型稳压（此处30V不加电容），然后接二极管+电容给后端DCDC供电。这样做是因为阻容降压是并联型稳压电路。后端消耗不了的电流都会从阻容降压本身的钳位器件上流过，钳位器件上功率就是电压X电流。通过改变电压（多余电流时让三极管导通，电压为0）减小发热。
3》后端使用DCDC芯片稳压到5V输出，按照80%的保守转换效率，可以输出270mA，5V。这样接近1倍的余量
4》整个系统视在功率大概12.4VA，像电能表有10VA的限制就不能简单的这样用1uF电容。要是没限制就没关系。
5》考虑电容的容量衰减，电容还可以取的大一些，比如2.2uF。
6》DCDC可以使用MP2451之类的，兼容的很多，选择36V以上的DCDC。
以上原则就是使用DCDC进行高压小电流转低压大电流，并且整个电路不要发烫。
具体的电路设计是五/六年前的，我现在找不到具体的设计电路了。本来想找个电路文档放上来，找不到。
不破不立，以前的没了就后面重新设计过。后续在这个帖子一步步设计好了。只要掌握一些阻容降压和电源的基本原理，以及浪涌和其它因素的影响，设计一个适合自己的实际电路的阻容电源综合方案还是很容易的。

hailing · 发表于 2020-5-31 18:19:25

68336016 发表于 2020-5-31 18:00
反正个人觉得阻容降压的产品寿命不长，多则4，5年，少则1，2年电容衰减厉害就挂了。
当然也可以说选的电容 ...

估计电能表中的阻容降压水平代表了这个电路的最高水平了：
1》电能表是24小时一直通着电，什么工业环境，民用，农网，中国，外国都有电能表使用阻容降压电路一直挂在网上承受着浪涌，谐波等冲击。
（题外话，我拆机的几款国外厂家的使用阻容降压的电能表，发现人家领先了我们一代，也算是开启了我当年做电能表时的阻容降压设计之路）
2》电能表有10VA的限制，决定了使用的电容不能很大，在大输出电流的需求和小安规电容的限制之间找平衡点，促进了电路的发展
3》我还做过高温高湿对电容很具有杀伤力，使用耐高温高湿的电容也就几年前在电能表领域开始使用，至少华立的电能表电容切换为耐高温高湿型的了。

qd118118 · 发表于 2020-5-31 20:16:44

阻容减压，关键限流电阻功率要大，稳压管功率也要大

hailing · 发表于 2020-5-31 21:42:44

qd118118 发表于 2020-5-31 20:16
阻容减压，关键限流电阻功率要大，稳压管功率也要大

电流电阻的功率是一方面，抗浪涌冲击能力也很重要，对于10VA以内的阻容降压应用，选择了3W,200R还是多少R的绕线电阻。因为经过浪涌测试，碳膜或金属膜的3W电阻会被浪涌打开路，绕线不会，抗冲击能力优于碳膜和金属膜相同功率的电阻。
另外绕线电阻+安规电容+SMBJ系列的TVS组合，前端不加压敏电阻，打6KV （内阻2Ω）的浪涌测试可以通过。浪涌电流只有6KV/200R=30A左右。而一般的电源方案只能加压敏打浪涌，并且因为被压敏钳位到1KV左右，所以打4.4KV 的浪涌时，浪涌电流就有（4.4-1）/2=1.7KA. 6KV时浪涌电流更高。

zxd0225 · 发表于 2020-5-31 22:33:06

压敏电阻是消耗品，使用tvs管代替稳压二极管可靠性更高

qd118118 · 发表于 2020-6-2 23:04:52

hailing 发表于 2020-5-31 21:42
电流电阻的功率是一方面，抗浪涌冲击能力也很重要，对于10VA以内的阻容降压应用，选择了3W,200R还是多少R ...

学习了，一般在能用的空间选最大功率的电阻及稳压管，这方面交了不少学费，如单片机正常工作在低功耗，如能用直接电阻降压是最理想了

hailing · 发表于 2020-6-5 14:06:49

阻容降压的可能起源
      阻容降压的具体起源没有官方的记载，本身这种电源也是很简单的，几个器件完成的电路，因此就没有留下什么像开尔文电桥，XXX电路一样以发明者命名的电路名称。
以下从电路选型的角度猜测可能的起源：
      一个简单的使用市电供电的电路，电路使用MCU或门电路或运放，很简单的那种，类似检测个按键点个灯的那种。最大电流就10mA级别。是个电路总归需要供电，那用
什么电源从市电供电呢？
      方案1：变压器。有些大材小用，输出10mA的变压器的体积并没有输出1A变压器的1/100，另外变压器也重。
      方案2：AC-DC开关电源。开关电源需要的器件多，那时也没有现在这么多集成MOS管的AC-DC芯片，全靠使用分立器件搭建。
      方案3：直接做一个高压的线性稳压器从市电中转换出需要的电源试试看，比如12V。这看起来可以一试。这个电路与市电不隔离，加一个1：1变压器做隔离来调试防止
触电。产品实际使用中要求人体不能触碰到里面的电路部分。
      我们从电路上一步步设计这个“高压线性电源”方案
1：要得到12V那么就先放一个12V的稳压二极管

2：有了这个稳压二极管还要再加器件来分摊多余的电压。用220VAC的有效值220V来计算的话，分摊的电路需要承受220V-12V=208V的电压。
3：使用什么器件来承受这个208V的电压，先装个电阻试试，208/0.01=20.8K，选20K电阻。
4：焊好电路，输出电压不对。对了，输入是交流，加4个二极管组成全桥整流。这样电路就是L---20K电阻--4个二极管全桥整流--12V稳压二极管--并电解电容--N：
5：电路能工作了！啊，闻到一股味道，电阻冒烟了，温度好高。粗算下20K电阻上的功率=208^2/20000=2.16W，电阻太烫了。
6：测试下不同输入电压下电路的效果，70%Un到120%Un测试下。70%Un后端电路工作异常，量下电压变的很低，看来电阻还要小一些。用12K电阻可以。
再测试下120Un时电路的工作情况。电阻红了！算下12K电阻上功率=252^2/12000=5.3W。功率太高了，整个电阻降压就是一个加热器。
7：电阻降压行不通，再想想其它器件。用电容，找一个无极性的电容。算下50Hz时需要12K的容抗，按照容抗Xc=1/(2*PI*f*C)，换算成电容容值=265nF。找一个330nF的
无极性电容，耐压400VDC以上的电容代替电阻试试看。效果不错，70%Un到120%Un都能工作，电容上也没发热。（输入电压变化时输出电压基本稳定在12V左右，这个特
点是比变压器好的地方）

8：插拔插头火花这么大！给电容串个电阻吧。串多大？330nF电容容抗9.7K，再串1K电阻上的分压有近20V，功耗0.4W，好像大了些。换一个510R的电阻，功耗0.2W.这个电阻
好像一个横流源嘛，电阻上的发热功耗与电阻成正比。那么就选200R的电阻好了，这样0.1W不到的发热功耗很小，手摸上去只是温温的。（这里我们发现这个电路可以近视认为
流过的电流是恒流源的特点。串在上面的器件可以获得电压，这个可以在后面衍生出多段供电或2头供电的应用）

9：要是使用电感代替电容来做这个分摊高压的器件呢？我们先算下50Hz下感抗20.8K的电感量需要多大：按照XL=2*PI*f*L。计算L=66.2H。这里出现了H这个单位，常用的器件
一般mH的电感就不小了，上H的电感只有变压器初级有那么大，不如直接用变压器得了。
   这样在用于从市电获得mA级别电流的简单型“高压线性电源“方案选型中，阻容降压淘汰了电阻降压和电感降压获得了最终的胜利，并且一直沿用至今。

hailing · 发表于 2020-6-5 14:13:27

小技巧---如何测量你的阻容降压有多少余量
使用万用表的电流档，一般使用200mA直流电流档就可以。在额定AC电压输入下用电流档短接阻容降压输出电压。这个短路电流*0.9倍可以认为是在额定电压下阻容降压能够输出的最大电流Imax。然后再测量下后端的电路的工作电流I1。
Imax/I1-1就是余量。一般建议余量留1倍以上。这样可以在输入低至0.7Un或电容容量有所衰减的情况下还可以保证对后端电路的供电。测试余量可以让设计者对这个电路余量有大概的认识，而不是照别人的图画一个电路能用就可以。

markdif · 发表于 2020-6-5 14:20:01

谢谢分享。。。

jymt · 发表于 2020-6-5 15:12:33

持续关注，希望楼主不断更。

imliyucai · 发表于 2020-6-5 18:10:07

楼主在 19楼的讲解非常有价值，实用的电源电路是从需求出发，经过反复实验得来的。

moouse · 发表于 2020-6-5 21:54:02

多谢楼主的讲解，非常有价值

zcllom · 发表于 2020-6-5 22:08:45

VIP+++级别的技术贴，果然非同凡响。

xml2028 · 发表于 2020-6-5 23:37:10

学习了，很有启发

lm4766 · 发表于 2020-6-5 23:44:01

学习了！

yelong98 · 发表于 2020-6-7 09:42:06

感谢分享，这里有个麻烦是12v稳压管，负载电流小的时候，稳压管电流大，做10ma还行，如果电流大了扛不住，有没有优化方案？

PowerAnts · 发表于 2020-6-7 09:56:33

hailing 发表于 2020-5-31 18:10
可以。
1》使用1uF电容经过全波整流或2倍流处理（可以与L或N供地，适合锰铜计量供电），输出30V电压，220 ...

这一堆东西成本多少？体积成本与PSR 5V1A小反激相比有优势没？

hailing · 发表于 2020-6-7 15:10:13

yelong98 发表于 2020-6-7 09:42
感谢分享，这里有个麻烦是12v稳压管，负载电流小的时候，稳压管电流大，做10ma还行，如果电流大了扛不住， ...

有一个斩波稳压方案，前端稳压二极管或TVS那里不加电解电容，接由门电路控制的三极管或MOS管。当电压高于比如11V，三极管就导通，这样后端消耗不了的电流走开关器件流过，发热量很小。我19楼只是从起源角度讲的原理图，后面有进一步讲解各种电路的，等我整理测试后放上来，原来做电表工作时资料很多找不到或不全了。

hailing · 发表于 2020-6-7 15:21:20

PowerAnts 发表于 2020-6-7 09:56
这一堆东西成本多少？体积成本与PSR 5V1A小反激相比有优势没？

要从具体的使用和测试环境来对比成本才有意义。用于电能表的阻容体积可能比一般的小反激模块要大。成本根据复杂性而定。但是一般的小反激不能满足1.9Un的输入电压既418VAC输入，过4.4KV浪涌前端加压敏电阻也不一定过，用的压敏至少是20681，否则1.9Un输入爆压敏。而用阻容我接1000AC也不会烧，不加压敏打6.6KV浪涌都可以过。要实现这两个指标反激成本相当高。
关于这些电路设计后面会一步步测试讲解

autolog · 发表于 2020-6-7 17:45:46

“阻容降压电路”称为“阻容恒流电路”是否更合理一些？稳压只是后端稳压管的功劳，如果把稳压管换成多串LED灯，则成了LED的恒流驱动器了。
感觉阻容电路只适合负载恒定的应用，并不适合负载动态变化的应用，轻负载时多余电流都成为无功功率消耗了

autolog · 发表于 2020-6-7 17:54:49

另外听人说阻容降压电路，后端的桥式整流得到的GND是浮地，电路的稳定性不如半波整流（GND和N共地）。
想请教一下这种说法是否有依据。

hailing · 发表于 2020-6-7 19:34:03

autolog 发表于 2020-6-7 17:54
另外听人说阻容降压电路，后端的桥式整流得到的GND是浮地，电路的稳定性不如半波整流（GND和N共地）。
想请 ...

阻容降压后端并没有指定是全波整流。半波输出电流只有全波的1/2，适合计量芯片的GND需要接火线的情况。还可以采用2倍流（这个词是我这么叫的，最高我以前同事用4倍流，但器件太多，后来还是前端2倍流，后端DCDC解决）。半波和全波没有稳定性的却别，根据实际需要选择。稳定性主要由电路设计问题或器件选择不当造成。光电容的高温高湿影响我之前就花了几个月时间做实验，测试结果当时放在一个网友说自己的热水壶电容容量衰减厉害的帖子。这次我这帖子目的也是为了一步步整理这些内容，而不是一股脑放测试数据图片。像我之前飞飞电源第一篇帖子太乱

jaywen · 发表于 2020-6-7 23:07:20

来学习下哈

cheng-8yang · 发表于 2020-6-8 09:28:56

听君一句话，胜读十年书。

leebilly007 · 发表于 2020-6-8 09:51:04

本帖最后由 leebilly007 于 2020-6-8 10:55 编辑

已收藏并看完第一页
之前一个精度要求不高的计量场合用的一款单相的计量芯片，SOP8封装的
供电的方案是使用阻容降压的方案，样机拿去做老化的时候发现电阻的温度比较高

单相的计量芯片datasheet上的功耗约是3mA，加上几个光耦，估计在10mA以下。
图发出来，主要是想请教一下改进方案，针对这个需求，发热与稳定性的问题该如何改进。

Jacky.Qiu · 发表于 2020-6-8 10:27:20

听君一句话，胜读十年书。

hailing · 发表于 2020-6-8 13:02:47

本帖最后由 hailing 于 2020-6-8 23:23 编辑

leebilly007 发表于 2020-6-8 09:51
已收藏并看完第一页
之前一个精度要求不高的计量场合用的一款单相的计量芯片，SOP8封装的
供电的方案是使用 ...

首先建议你按照我上面讲到的短路LDO输出测试下电路最大输出电流和后端电路的工作电流，计算下余量。
1》上图为半波整流，我算了下用0.18uF电容容抗是17.7K。半波整流输出电流为6mA，考虑0.7倍额定电压时工作和电容容量的衰减，上图的电路没什么余量了。电源输出余量不大后期更容易出现各种问题
2》0,18uF这个容值是为了减小视在功率吗？0.18uF在220VAC时视在功率约2.7VA。要是没视在功率的要求可以加大电容容量，可取470nF。
3》使用0.18uF半波220VAC只能输出6mA，要想用这个电容输出10mA左右的电流可以改为2倍流电路：离开电表行业就没做阻容电源了，不知道下面的2倍流电路对不对，回去要核对下。2倍流设计的核心就是在负半周对储能电容充电，等正半周使用三极管导通对储能电容放电，连同本身正半周的电流一起供后端电路使用。

上图采用双向TVS，取7V到12V的钳位电压的，这样后端瞬间大电流放电VCC电压跌几个V没问题。VCC电压越接近5V，耐瞬间大电流放电时间越短。
4》100R的电阻上面流过电流才12mA，功耗才14.4mW。不应该热。需要找下其他的问题。倒是电容上并的4个200K电阻总的功率消耗有60mW，比100R的电阻发热量还要大些。
5》从可靠性上说，100R的电阻采用绕线电阻，体积放得下可以取3W的绕线电阻。C1电容使用厂家针对阻容降压的耐高温高湿的CBB电容。钳位用TVS。整流用M7，要体积小可以用SOD4007。

补充：晚上找了下以前的设计资料。找到一个对于2倍流比较典型的电路形式，上方是2倍流，下方是半波整流，下方使用单相的TVS更好，用双向的只是为了减少物料，可以并M7改为单相或直接用单相TVS。下图的BAV99为了减小体积，但是抗浪涌冲击能力变差，建议改为M7。

（以上只是为了说明电路，注意上面说到的器件选型问题！！！）

hailing · 发表于 2020-6-8 13:57:57

leebilly007 发表于 2020-6-8 09:51
已收藏并看完第一页
之前一个精度要求不高的计量场合用的一款单相的计量芯片，SOP8封装的
供电的方案是使用 ...

另外单相计量芯片一般GND是接火线上的,使用锰铜做采集电流并且自动抗直流分量，上图接零线上是因为使用了互感器采集电流?

womenhome · 发表于 2020-6-8 17:59:49

这个可以O ， MARK一下。

知道是这么干，但是不知道元件参数是怎么选的。

gzwirelesss · 发表于 2020-6-8 20:49:31

很好的经验，什么时候再做阻容降压再回头仔细学习

zhugean · 发表于 2020-6-9 09:37:02

如果用户电源火线零线不分，能否用阻容降压？能否在L和N都串上电容？

hailing · 发表于 2020-6-9 10:19:38

zhugean 发表于 2020-6-9 09:37
如果用户电源火线零线不分，能否用阻容降压？能否在L和N都串上电容？

1》电容相当于串联在L和N之间，流过电流I产生无功功率。靠I流过钳位器件产生电压来获得后端需要的电压，后端的电路消耗电流I1+钳位器件分流的电流I2=I。
并不是说L或N上串电容，而是L和N之间串电容当“分压电压”用，并且这个分压电阻基本上不会发热
2》绝大部分应用L和N不分不影响阻容降压的应用。

在徘徊中前行 · 发表于 2020-6-9 10:54:58

hailing 发表于 2020-6-5 14:06
阻容降压的可能起源
阻容降压的具体起源没有官方的记载，本身这种电源也是很简单的，几个器件完成 ...

看了19楼的分析，第一次对阻容降压了解这么透，持续追贴

,感谢！

zhugean · 发表于 2020-6-9 14:37:04

hailing 发表于 2020-6-9 10:19
1》电容相当于串联在L和N之间，流过电流I产生无功功率。靠I流过钳位器件产生电压来获得后端需要的电压， ...

如果火线到数字地的话岂不是数字地带220V，想想就危险

化成蝶 · 发表于 2020-6-9 15:36:44

“算下50Hz时需要12K的容抗，按照容抗Xc=1/(2*PI*f*C)，换算成电容容值=265nF” 楼主高手，又有理论又有实践。那半波有效电流是不是这样算220*1.4=308V，308/2 =154，154*0.7=107.8V，107.8/12 =8.98MA。感觉学到了，哈哈。

hailing · 发表于 2020-6-9 17:35:47

本帖最后由 hailing 于 2020-6-9 19:59 编辑

zhugean 发表于 2020-6-9 14:37
如果火线到数字地的话岂不是数字地带220V，想想就危险

不管火线或零是GND都有可能触电。上面关于起源部分也说了阻容降压适合使用与人体接触不到的电路，比如电能表内部的电源。本身要计量电压电流不可避免接到强电上，成品电表里面不会使用电压互感器把电能表电路与强电完全隔离。使用电压互感器隔离后采样精度和可靠性还不如电压分压采集电压。单相表L路主计量使用锰铜直接采样，N路用不抗直流分量的互感器做防窃电。
一般嵌入式软件工程师原来要是不做电能表的，开始做电能表都要烧一次电脑。因为没有考虑电能表内部与强电不隔离，没有接隔离变压器给电能表供电。
阻容降压可以通过隔离电源来给人体要接触的部分隔离供电，比如485的供电。我的飞飞电源系列也是在做阻容降压过程中起步的。电脑表中隔离电源要求4000VAC，6000VDC的冲击耐压。这个绝缘等级很多成本隔离电源模块都做不到。

dragonbbc · 发表于 2020-6-9 17:42:21

学习一下，万一以后会用到呢？

hailing · 发表于 2020-6-9 17:49:41

化成蝶发表于 2020-6-9 15:36
“算下50Hz时需要12K的容抗，按照容抗Xc=1/(2*PI*f*C)，换算成电容容值=265nF” 楼主高手，又有理论又有实 ...

我一般是半波直接是1/2的全波这样计算的。复杂的理论计算我不会，我一般是测量后，再反推下计算公式，使用工程计算的方式，差个10%以内都可以，然后用EXCEL写入公式方便计算。电路设计关键留有合适的余量。比如通过精确计算误差只有0.1%以内，然后元器件取计算值。而工程计算有10%的误差，然后元器件留1倍余量。这样实际效果还是工程计算留1倍余量更可靠些。
放一个我计算用的表格，里面的东西比较杂，主要跟我当年做电能表时用到的计算，可以看下这部分的计算。后面有时间我也整理下这些公式和图纸相对应。

zhugean · 发表于 2020-6-9 19:20:50

hailing 发表于 2020-6-9 17:35
不管火线或零是GND都有可能触电。上面关于起源部分也说了阻容降压适合使用与人体接触不到的电路，比如电 ...

谢谢指教

化成蝶 · 发表于 2020-6-10 08:50:40

hailing 发表于 2020-6-9 17:49
我一般是半波直接是1/2的全波这样计算的。复杂的理论计算我不会，我一般是测量后，再反推下计算公式，使 ...

收下了，楼主的经验总结精神值得学习，之前也有一位同事，也是有这种精神，把所有见过的电路进行详细分类总结。相比之下，我是遇见什么就直接动用搜索，二个字太懒

qq325600 · 发表于 2020-6-11 06:26:44

收藏了 .谢谢分享

mcu_c10g16 · 发表于 2020-6-12 12:24:30

又学到了，感谢楼主分享。

leebilly007 · 发表于 2020-6-18 16:36:06

hailing 发表于 2020-6-8 13:57
另外单相计量芯片一般GND是接火线上的,使用锰铜做采集电流并且自动抗直流分量，上图接零线上是因为使用了 ...

感谢回复
之前的图是这样的，一直在用
发热的问题之后换了隔离DCDC模块就没研究了

LK9286 · 发表于 2020-7-20 23:46:20

感谢分享MARK

shouqiang_zhang · 发表于 2020-7-21 05:09:49

谢谢楼主，我们有个产品就是用的阻容降压，就是成本低，电路简单。

qinxg · 发表于 2020-7-21 08:26:40

请提供几个电容厂家, 你们返修最少的几家电容

yangxiaoxin · 发表于 2020-7-21 08:38:13

学习学习

hailing · 发表于 2020-7-21 08:49:48

qinxg 发表于 2020-7-21 08:26
请提供几个电容厂家, 你们返修最少的几家电容

阻容降压中的电容用的是江北振华的，用耐高温高湿型的。

oaixuw · 发表于 2020-7-21 09:36:26

好帖子，谢谢楼主！

guolun · 发表于 2020-7-21 10:31:13

搬个板凳，等待下一堂课。

guolun · 发表于 2020-7-21 10:33:22

对于承担降压作用的电容，一直不知道怎么选？用安规电容呢？还是聚丙烯CBB？还是CL? CJ?

hailing · 发表于 2020-7-22 10:21:09

guolun 发表于 2020-7-21 10:33
对于承担降压作用的电容，一直不知道怎么选？用安规电容呢？还是聚丙烯CBB？还是CL? CJ? ...

安规电容是一类电容的统称，安规电容是指电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全的安全电容器。有X和Y电容2种。我也经常叫我用于阻容中的“容”为安规电容。但是这个范围太广泛了。
CBB指的是金属化聚丙烯膜电容，电能表行业用CBB62：盒式的金属化聚丙烯膜电容。
查了一下：
CL电容是涤纶电容器，又称聚酯薄膜电容器
CJ电容是金属化纸介电容。
以上2个并不适合用于阻容降压电路
放一个电能表行业常用的470nF的CBB电容和一般的CBB电容的大小对比，可以看到专用的阻容降压型电容体积要大的多。

（最右边的为电能表常用阻容降压电容，上图的标记是几年前做高温高湿实验时写的样品编号和初始容量。可以看到厚度一样的情况下，31号样品体积时其它的1.5倍的样子。）
国外的使用阻容降压的电能表，像ISKRA的也是使用上图右边的这类大个头的电容。

wyn20007 · 发表于 2020-7-22 10:28:49

学习学习

chendy6868 · 发表于 2020-7-22 16:36:17

多谢楼主的讲解，非常有价值

hailing · 发表于 2020-7-23 19:55:57

昨天下午调试高温高湿实验时劣质电源烧了台式机。https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5736980&page=1#pid11418925
今天把开发板修了下，发现MCU处使用的SMBJ5.0A+SS54加强反向钳位能力--保护了单片机。
220V与24V输出短路后，传到开发板上后LDO立马烧了。然后因为LDO输出的5V有TVS钳位，MCU没烧，IO功能正常，工作电流正常。
因为电脑是接地的，然后220V就通过USB线把开发板的CH340E芯片和台式机的USB相连的南桥芯片都烧了。USB上并的SOT23-6封装的TVS阵列（印字为BU0S）防个静电还可以，抗220V让高压传到南桥后抗不住直接对地击穿了。
开发板换了LDO和CH340E后，使用稳压电源继续做实验，为后期做阻容的耐高温高湿实验做准备。

agency · 发表于 2020-7-24 09:02:23

感谢分享，多谢楼主的讲解，学习了

不爱学习的小林 · 发表于 2020-12-2 10:54:01

同行前辈，好好向你学习。

kap · 发表于 2020-12-2 14:09:39

感谢分享，佩服这种钻研精神

68336016 · 发表于 2020-12-2 14:19:54

今天又修了个失灵的热水壶，阻容降压，2个0.22uf电容，容量都下降到0.15uf，就带不动水壶上的数码管了

hailing · 发表于 2020-12-2 15:30:45

68336016 发表于 2020-12-2 14:19
今天又修了个失灵的热水壶，阻容降压，2个0.22uf电容，容量都下降到0.15uf，就带不动水壶上的数码管了 ...

我这边有专门的耐高压高湿的安规电容。你私信下我你的收货地址，我给你寄10个0.22uF电容过去，你也可以帮我测试下电容在上面效果如何。
0.22uF的尺寸为18mmX8.4mm,高14.5mm。品牌是江北振华，也是我之前在电表企业测过的耐高温高湿的电容系列。
我印象中几年前你说热水壶里面的电容失效了，然后我在帖子里面把之前我测试的关于高温高湿的数据发到帖子里了，几个月前在我关于介绍阻容降压的帖子里你提到了之前换了电容的热水壶，里面的电容过了1年多又失效了。

68336016 · 发表于 2020-12-2 20:36:27

hailing 发表于 2020-12-2 15:30
我这边有专门的耐高压高湿的安规电容。你私信下我你的收货地址，我给你寄10个0.22uF电容过去，你也可以帮 ...

先谢谢了，你的电容体积大了不少，放不进去啊，我这里是13*12*6。
这种水壶我先后买了2个，第一个水壶电容已经换了2次了，基本一年一换。
今天这个是后来买的水壶，换了1000V的上去，希望能耐用一点。
因为这个水壶有温度和保温功能，用得挺方便的，所以有BUG都在用。

monkey475 · 发表于 2020-12-9 16:52:32

刚好需要这个，学习

jarte · 发表于 2020-12-9 19:26:33

好帖，学习了

水中天 · 发表于 2020-12-14 13:25:05

关注深度学习一下

hailing · 发表于 2021-1-23 21:22:37

关于阻容降压的一种基本隔离方案和测试设计了一款开发板。另外推荐下针对可靠性有要求的可以使用耐高温高湿的专用电容，这块我合作的厂家是：宁波市江北振华电子有限公司开发板购买连接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=637094929686
开发板的功能有：
1》测试不同的钳位电压VCC下最大输出电流。
2》显示AC输入电压，钳位电压，DCDC到5V后的最大输出电流。可以观察不同的AC输入电压时RC-DC输出电流的变化
3》阻容降压上电阻和TVS的温度（2个主要的发热源），可以观察到当不开斩波稳压时TVS上温度明显上升，当输入电压变高时不开斩波稳压，后端电路消耗小时，大部分电流从TVS上流过，发热更厉害
4》累计运行时间的显示，温湿度的显示。可以观察在做高温高湿（温度85℃，湿度85%）时随着运行时间的增加，电容容量的衰减带来的最大输出电流的变小。板子上提供了3种规格安规电容的封装，可以插下板载电容换其它电容测试。
基本RC-DC部分电路和关键点说明：（注意，对于RC-DC其中的DC-DC芯片电路设计来说，EN脚的分压电阻的选用和判断电压很重要，具体看下图）
最大输出电流种恒流源部分：（最大输出电流靠MCU判断非门输出的斩波信号VSET_OUT是否有决定。当斩波信号很少或没时，意味着达到最大输出电流）

通过隔离耐压最高达5KVAC的RS485 9600,8,N,1输出文本格式的测试内容；满足电能表4KVAC的耐压要求。

NM2012 · 发表于 2021-1-24 07:41:46

楼主厉害

hailing · 发表于 2021-2-8 20:42:39

关于77楼的电路图中DCDC的EN脚补充说明：除了使用EN脚分压电阻来实现让前端阻容输出的电流对电容充电到较高电压才启动DCDC外，还需要加一个二极管：本楼图中的D10。
当本图中的EN脚的R37,R38让DCDC芯片在VIN较高后启动，但是有时候因为DCDC启动输出后，开始对VOUT后面的电解电容充电时，输出电流较大，此时VIN需要的电流可能大于阻容能够提供的电流，这样会让VIN电压下降，经过分压后低于芯片的EN启动电压，DCDC芯片关闭输出。
D10的加入，可以让DCDC一旦输出后，EN脚就被拉高，DCDC继续工作，很快VOUT后面的电解电容充电完成，输出电流恢复正常.

不爱学习的小林 · 发表于 2021-4-26 21:45:14

楼主是高手了。想请问一下如果是三相供电，每相供电余量是不是可以放低一点？因为每相供电余量太大，整机功耗就比较大了。

hailing · 发表于 2021-4-27 06:55:03

不爱学习的小林发表于 2021-4-26 21:45
楼主是高手了。想请问一下如果是三相供电，每相供电余量是不是可以放低一点？因为每相供电余量太大，整机功 ...

可以放低些的但是要做到单相以要求的最低工作电压供电电表还是能工作。没客户要求电表满足单相10VA以内就可以的。估计你功耗大是因为没加我上图类似的斩波稳压，有功耗部分发热太大。一相就可以工作了的话，另外两相没有加斩波稳压就大部分用来发热了。

hailing · 发表于 2021-4-27 06:58:20

不爱学习的小林发表于 2021-4-26 21:45
楼主是高手了。想请问一下如果是三相供电，每相供电余量是不是可以放低一点？因为每相供电余量太大，整机功 ...

阻容应用三相表的话，ABC，3相对计量芯片供电就单独供好了，输出电压取到5-8伏左右，然后再通过ldo对计量芯片供电，对MCU供电三相的电压合在一起加斩波稳压，然后加电解电容，通过rc-dc的方式对MCU和485隔离输出。

不爱学习的小林 · 发表于 2021-4-27 10:00:31

谢谢！昨天那个学习板就是我购买了。

tangmin · 发表于 2021-4-27 10:04:26

直接看蒙了！

bbbbbv · 发表于 2021-4-27 16:38:34

谢谢分享。。。

chinaboy25 · 发表于 2021-4-29 09:09:12

这么一弄，也挺复杂的啊，尤其是需要隔离，用那种单片的反激电源芯片要简单些；

hailing · 发表于 2021-4-29 16:45:17

chinaboy25 发表于 2021-4-29 09:09
这么一弄，也挺复杂的啊，尤其是需要隔离，用那种单片的反激电源芯片要简单些； ...

阻容降压对负载要求只有几十mA甚至10mA左右而输入电压可能很高的应用很合适。电能表要求输入1.9倍Un不损坏。这意味着输入418VAC不损坏。这点已经pass掉了99%的反激芯片。我之前的无压敏阻容方案可以输入1KVAC不损坏，而反激式方案会很复杂，前端电解电容都要3个串联。用1kv mos或700Vmos串外部900V mos反复上电还是有坏的概率。阻容降压反而简单随便上电。无压敏做100次的6KV浪涌轻松过。

不爱学习的小林 · 发表于 2021-5-7 16:22:30

楼主这个电路电源没有压敏电阻可以，但是电压采样没有压敏保护是如何防止浪涌冲击的？是增加电阻数量吗？谢谢。

hailing · 发表于 2021-5-7 18:02:17

不爱学习的小林发表于 2021-5-7 16:22
楼主这个电路电源没有压敏电阻可以，但是电压采样没有压敏保护是如何防止浪涌冲击的？是增加电阻数量吗？谢 ...

主要靠大阻值有大封装，我当时用4个510K 1206封装的电阻多次浪涌看误差没变，阻值再小就可能误差变了。可以简单理解建议阻值大于2M，封装4个1206以上，或8个0805以上

不爱学习的小林 · 发表于 2021-5-7 22:04:05

谢谢，我每次余量比较大。一般都是有压敏电阻，按照浪涌后压敏电阻残压考虑电阻耐压决定电阻数量。残压1千多伏，0805电阻耐压150伏，选用8个。你这无压敏电阻按照原来习惯要15个1206，电阻耐压可以6千伏

xxc007 · 发表于 2021-5-7 22:41:33

学习学习

68336016 · 发表于 2021-12-26 22:45:44

68336016 发表于 2020-12-2 14:19
今天又修了个失灵的热水壶，阻容降压，2个0.22uf电容，容量都下降到0.15uf，就带不动水壶上的数码管了 ...

过了一年，又坏了，电容容量下降厉害。
准备用kp3310做个板替代阻容降压

ty1221 · 发表于 2022-8-12 12:00:49

请教一下楼主阻容降压的电路有功功率怎么测量，我们做的阻容降压的烟感，万用表测40mA左右，但是电表精度不够测量不到有功功率。

hailing · 发表于 2022-8-12 12:39:14

交流功耗测试仪本质还是一个电能表，电流量程比较小，阻容降压有功一般0.几瓦。你要么把多个烟感并联后测出总功率，然后平均下。用互感器的表电流可以小一些。

[YJGQDD]让我们来深入了解下阻容降压电路+资料汇总+答疑---不定期更新

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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