交流转直流,无需变压器。这东西是如何工作的?

电器工程 电容器 交流 整流器
2022-01-26 17:08:45

我拆开了一个中国制造的手电筒,发现他们只使用电容器来降低电压,而不是变压器。他们用它来给小型铅酸电池充电。

我的问题是如何单独使用电容器将 220 V 降至 6 或 12 V?

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3个回答

电容器是一个阻抗,在(例如)50 Hz 时,一个 1 uF 电容器的阻抗为 3183 ohms - 如果您将此电容器直接放在交流电(220 V)上,则流过的电流约为 70 mA。

好的,所以它不是直接通过交流电源,因为它为桥式整流器和电池供电,但它会提供足够好的电流源来为电池充电。电压受电池本身的限制。

请注意,这种类型的电路没有与输入的交流电隔离,只要您在仍被剥离的情况下不打开它,将其剥离就可以了——电压是致命的。

这是它使用的电路:

在此处输入图像描述

可疑电路:

该电路可能与 Andy Aka 相同,但从照片上看,它没有 R1 高压系列 R、齐纳二极管、保险丝,也可能没有 C2 输出帽(可能与电池一起使用)。

这是一个“通用”灯,因为额定电压为 400V 的电容在 230 VAC 下几乎可以存活,但使用 230 VAC 时电池的煮沸速度会快两倍。

缺少的 R1 旨在提供一些电压降,但更重要的是,提供一些浪涌保护。如果在电源断开时有裸露的电源插头插脚,触摸它们两个将使您的身体直接接触到可以存储在电容器中的 20 毫焦耳。不足以用作除颤器,但肯定足以确保您在充电时再也不会自愿触摸它们[问我怎么知道 :-)]。不太可能用单帽冲击杀死。可以。肌肉痉挛或因休克引起的不自主手臂运动可能会导致您的手臂快速而有力地碰到附近的物体。

二极管似乎是 1N4007,所以他们做对了:-)。

缺少的保险丝是为了在盖子没有达到您希望的交流电源额定值并且出现短路或近似故障的情况下提供帮助。IN4007 二极管可能会成为 OKish Standins。

330 欧姆电阻可能用于为开机 LED 供电。

电池(显然)用作电压钳。
如果是6V电池

$$I_{LED} \约\约 = \frac{V_{bat}-V_{LED}}{R_{LED}} = \frac{6.5-2}{330} =\约 14 mA$$

没关系。

电容器(标记为)1.5 uF(155 = 15000000 = 1,500,000 NF)
这是“大”。
来自 110V 电源的电流约为 100 mA。

$$ I_{LED} \approx= \frac{110 \times 1.414}{2\pi \times 2fC} \approx= 100 mA \;\text{E&OE}$$

大约是 230 VAC 时的两倍。2f 用作电容器在半个电源周期中充电,然后在下一个半周期反向翻转。

疑似电池充电器:

电池容量未知,但从照片来看,我怀疑它是否高于 500 mAh。
如果电池为 500 mAh,它将以 C/5 左右的速度充电,如果一夜之间充电,将在早上之前很高兴地沸腾,除非有一个调节器阶段关闭。

如果电池为 6V,则无需串联电阻,将两个白色 LED 串串联连接到电池上是不为人知的。这使得 LED 的生活变得非常令人兴奋,但效果却比他们有权做的要好。

在此处输入图像描述

可疑电容:

电容器(标记为)400V DC 额定值。
CL21 表示金属化聚酯。
可能被制造商评为 Y2 或 X1Y@ 电容器,它应该在此应用中使用,但事实上,即使它确实声称在此类设备中的额定值正确,它也是幸运的。在“阿里巴巴”上的外观显示了许多视觉上相似的帽子(不能与“电气相似”混淆,其中一些声称是 X1Y2 评级,但大多数不是。请参阅最后的一些参考资料以获取兴趣。


教训:

可以从这些设备中吸取一些有趣的教训。
它点亮 LED,为电池充电,然后以低廉的价格出门。
它可能不会杀死任何人。
有什么不喜欢的?
:-(


阿里巴巴 - MPE 1.5 uF,400V 或类似产品:

http://www.alibaba.com/product-detail/CBB-film-capacitor-1-5uF-400V_1344932478.html
无 X 等级或提及 AC
No X 等级或提及 AC No X 等级或提及 AC
No X评级或提及交流 - 规格表。
没有 X 评级 - 在小字中提到没有资格的 AC
一个“真实”的例子
等等。

警告:当连接到交流电源时,该电路的所有部分和由它供电的设备都应被视为始终处于交流电源电位。在这种情况下,开/关开关和任何金属部件都有触电危险。

聚酯薄膜电容器不是直流电容器,它们是交流电容器,可用于将任一引线馈入热腿。它们用于许多用途,包括便宜的降压电路、平滑电路、电机运行电容器,而电机运行电容器单独使用意味着它们是交流电容器。仅仅因为某些东西的额定 WVDC 并不意味着电容不能用于交流,这只会给我们“使用直流电源的工作电压”。这些电容额定为直流的原因是因为它们可用于高频电路,但在分配任何交流额定值的电容之前,必须使用计算来确定将使用交流频率 thrt 的电压。如果 cp 是为高频使用而设计的,您将看不到交流额定值,只有 WVDC,这并不意味着它仅适用于直流使用。任何双极自愈电容器或多晶硅薄膜电容器、云母或金属化电容都在直流工作电压下额定,因为需要其他变量来用交流电压对它们进行额定。这里有一些正确的公式来计算它们在现实世界环境中可以处理什么,以及为什么会这样。

对于给定的应用,电容器中消耗的功率可以通过公式 P=i²R 计算,其中 P = 功率(以瓦特为单位),i = 通过电容器的 rms 电流,R = 等效串联电阻 (ESR)电容器。然后 i = 2 pie fCE,其中 f = 以赫兹为单位的频率,C = 以法拉为单位的电容,E = 施加的 rms 电压。最后 R= d/(2 pie fC),其中 d = 耗散因子。结合这三个方程,得出的最终功率公式为 P=2 pie fCE²d。

假设我们知道所施加的电压和频率,有必要确定电容值和耗散因数。请注意,这些值是典型值,并且会因制造商而异。制造商也可以修改由于电压引起的电容变化以满足给定的应用要求。

根据电路电压和频率对电容和耗散因数进行上述修正后,电容器的实际功耗可通过公式 P=2 pie fCE²d 计算得出。请注意,电容值和频率都直接影响给定电压的功率。这就是为什么不能为电容器指定通用交流额定值(或应用于直流额定值的因素)的原因。只有当这些值已知时(如在固定值 60Hz 电源应用中),才能做到这一点。

交流电容器可以串联用于限流装置,如果您在额定频率下通过交流热线使用 100 uF 350vac 电容器,这将导致仅 4 或 4.5 安培的输出,因为电容器只能允许这种能量因为它以非常特定的方式串联运行。如果通过极化的电解“直流”电容器连接交流电,则电容器会在波形振荡时爆炸,或者它不会做任何事情并且不允许能量通过而交流电容器会通过。

将盖子与电机引线平行放置实际上可以恢复电机在打开线圈位置期间产生的无功功率或反电动势,当它在其旋转过程中撞击时,通过线圈的磁场会以更高的电压产生电能范围是两件事的一部分。电机将在这么短的时间内发电,而盖会立即收集它并将其倾倒到换向器连接的下一个线圈中,以非常高的安培数倾倒它的常规脉冲,从而导致使用的安培数减少,结果会使电机旋转得更快一些。在这些情况下不能使用直流电容器或电解极化帽,它们会引起爆炸或火灾..远离它们,它们用薄纸建造太便宜了,