阻容电路.doc

　电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗，因为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。
LED节能灯电路原理图

P 图1是一款LED灯杯的实用电路图,该灯使用220V电源供电,220V交流电经C1降压电容降压后经全桥整流再通过C2滤波后经限流电阻R3给串联的38颗LED提供恒流电源.LED的额定电流为20mA,但是我们在制作节能灯的时候要考虑很多方面的因素对LED的影响,包括光衰和发热的问题,我们在做这种灯的时候因为LED的安装密度比较高,热量不容易散出,LED的温度对光衰和寿命影响很大,如果散热不好很容易产生光衰,因为LED的特性是温度升高电流就会增大,所以一般在做大功率照明时散热的问题是最重要的,将影响到LED的稳定性,小功率一般都采取自散热方式,所以在电路设计时电流不宜过大.图中R1是保护电阻,R2是电容C1的卸放电阻,R3是限流电阻防止电压升高和温度升高LED的电流增大,C2是滤波电容,实际在LED电路中可以不用滤波电路,C2是用来防止开灯时的冲击电流对LED的损害,开灯的瞬间因为C1的存在会有一个很大的充电电流,该电流流过LED将会对LED产生损伤,有了C2的介入,开灯的充电电流完全被C2吸收起到了开灯防冲击保护.该电路是小功率灯杯最实用的电路,占用体积小可以方便的装在空间较小的灯杯里,现在被灯杯产品广泛的采用.优点:恒流源,电源功耗小,体积小,经济实用.但是在设计时降压电容要采用耐压在400V以上的涤纶电容或CBB电容,滤波电容要用耐压250v以上.此电路适合驱动20-40只20mA的LED.

关键部位，降压部份

LED电路板焊好后的效果

连接好后的效果

安装完成后的效果

下面效果图

工作原理 
火灾疏散指示照明应急灯电路见附图。其工作原理如下： 

　　1、市电供电正常时： 

　　(1)AC220V电源经保险FU1、压敏电阻R4、滤波电容C5和D1～D4桥式整流后；又经由D5、D8、D9、C6、C7电容二极管组成的降压滤波电路，输出直流电压315V；再通过启动电阻R3及偏置电阻，为Q1、Q2提供导通起振所需偏压。Q1、Q2、T1、12、T3、C2、C4等组成双管推挽电压谐振电路，T1、T2分别连接到Q1、Q2基极，使Q1、Q2轮流导通。谐振电路输出方波电压，经扼流电感L1、灯丝电容C1、C12组成的串联谐振电路，在正常照明8W灯管Ⅰ两端形成高频电压点亮灯管。 

　　(2)AC220V电源经变压器Bl降压为9V。经D11、D15～D17桥式整流、电容C滤波后，形成直流电压9.35V，通过隔离二极管D14、限流电阻R12、保险管FU2 给 3 节GNY120mAh蓄电池组充电。D12、D13、D14均为隔离二极管。 

　　同时，直流电压9.35V通过D12、R15、R14为晶体管Q3提供基极偏压，使Q3饱和导通、Q4截止，继电器J处于释放状态，接点J-1断开。 

　　2、市电停止供电时(或按下实验按钮SA时)：逆变电路工作，随着电解电容C放电，Q3基极电压逐渐下降而截止。电解电容C11放电为Q4基极提供偏压，Q4导通，通过蓄电池组供电，继电器J得电工作，接点J-1闭合，由Q5、Q6、R9、R10、B2组成的自激振荡电路得电工作，点亮应急照明8W灯管Ⅱ。 

　　蓄电池组通过稳压二极管DW、电阻R11、电容C9为Q4基极提供偏压，维持Q4导通。 

　　随着蓄电池组电压下降，当低于DW击穿电压3V时，DW截止，Q4随之截止。继电器J释放。防止蓄电池组过放电。 

LAT型全自动消防应急照明灯电路分析与维修
本文介绍的LAT型消防应急照明灯安装在一般工业与民用建筑中，以便停电时，为人员的疏散或消防作业提供应急性的照明，同时该灯具还具有"自检"和"自保"功能，是一款全自动型消防应急照明灯具。灯具的外形如图1所示。内部电路如图2所示。

图1 灯具的外形图

图2 内部电路图
一、电路工作原理分析
1.正常状态的自动充电电路
市电AC220V经C4、R16降压，由D1~D4整流、C2滤波，形成5.5-5.9V直流充电电压（与电池电压高低有关系），经R13限流、D8隔离，加到镍镉电池组正极，进行自动充电。在充电时，由于R6和R3分压为Q2的b极提供偏压偏低，Q2截止，此时红色充电指示灯LED3经Rl0可获得1.79V电压而发光，表示电池处于充电状态。当电池充满时（实测约为4,37V），Q2的b极偏压增高并使Q2导通，c极电压降低，LED3熄灭，表示充满电后自动转入涓流浮充状态。
2.应急状态的自动放电电路
在充电过程中，充电电压经R15加到D6正极，在D6和D7的负极形成4.53V电压，该电压将D7封锁住，使D7无法导通，导致Q4的b极无偏置，使Q4截止。正在充电时，即充电灯亮时，Q4的c极电压为一0.1V;当电池充满时，即充电灯灭时，电压变为0.03V,Q5都因b极偏压太低而截止，此时c极为高电位，电压在4.27~5.91V之间变化，所以在充电的全过程中，Lal、La2聚光灯不会亮。
当突然停电时，充电电压立刻消失，但在充电过程中，充电电压经R15、R1、D5向Cl充电，并在Q3的b极形成的0.73V电压不会立刻消失。另一方面，当充电电压消失后，封锁在D7负极上的4.53V电压也随之消失，即D6对D7的封锁被解除，电池电压立刻经Rll、D7、R5加到Q3的c极并使Q3导通。Q3导通后，为Q4的b极提供不小于0.7V的偏压，使Q4饱和导通，从而也使Q5饱和导通，电池经Q5放电，将Lal、La2点亮。同时电池电压经Q4、D9、R4（取代Rl和D5）继续向Cl充电，保证Q3持续饱和导通，于是电路自动转入应急照明状态。
3.自动故障检测
当电池未装、失效或开路时，由于负载减轻引起充电电压由5.91V上升到9.83V,经R13加到ZD1负极电压为9.16V,ZD1被击穿，使Ql的b极由1.28V升至2.59V,Q1导通，黄色故障指示灯亮，提示电路出现故障。同时，D8负极充电电压由4.12V上升到8.48V,加到Lal、La2正端，该电压又加到Q4的e极，经Rll、D7、R5、Q3到地构成通路（当电池出现问题时，D6将对D7失去封锁作用，见下文"故障2"），但为Q4提供的偏置只有0.64V（测Q4的b极电压为7.84V），所以Q4仅为弱导通。Q5的b极电压为0.62V,则Q5也变为弱导通，在其内部有5.14V左右的压降，此时Lal、La2虽然比正常状态亮，但不至于烧毁。
4.过放电自动保护
由C1、Rl、D5、D9、R4及Q3组成的自动转换电路，不仅可以实现正常和应急两个状态间自动转换，同时又可为后备电池过放电自动保护。在应急状态时，电池电压经Q4、D9、R4向Cl充电，使Q3在转换过程中保持饱和导通，Q4、Q5工作，将Lal、La2点亮。为了电池的使用寿命，不希望放电时间过长，所以当电压放电低于额定电压的85%时，通过电池电压向Cl充电能力的自然下降使Q3截止，从而达到过放电自动保护目的。该灯具在"自检"和"自保"两个方面的设计，都是一种电路两种用途，非常巧妙。
常见故障分析与维修
故障现象1:在正常状态下，按试验开关AN1,Lal、La2偶尔能亮，拔下电源插头模拟突然性停电，Lal、La2很难再亮。
分析检修：经检查Cl失效，在正常状态下下端电压不能完全达到0.68V-0.73V,当m现突然停电时，由于充电电压随之消失，无法使Q3迅速导通，进而影响Q4和Q5,从而导致Lal、La2很难再亮。
故障现象2:在正常状态下，按AN1和模拟突然停电，Lal、La2均不亮。
分析检修：此故障大多是由于连接线有问题所致，因为所用的导线比较细，芯线强度有限，容易在导线的焊接点处出现断路。
同时也要注意检查后备电池的接点是否开路，因为一旦出现开路就会使充电电压大幅增加，而且充电电压加在D6和D7正极卜。的电压几乎相等，均为7.9V左右，因此D6对D7已经起不到封锁的作用。尽管电路在设计方面已采取了相应的保护措施，但当Q4或Q5 r作点发生变化时，就会使Lal、Lal过压，导致其老化或损坏。
故障现象3:在正常状态下，按AN1试验开关，Lal,La2亮；模拟突然停电Lal、La2不亮。
分析检修：检查自动转换电路各元件未见异常，后备电池也未出现开路，测试电池发现没有电压，而且发现多台灯具都有这种状况，分析认为灯具所采用的后备电池性能比较差，过充或过放都容易造成电池失效，表现出的现象是永远充不满电（和那种"一充即满，一用即光"有所不同），测两极电压为0V.实修时应注意检查，看看电路是否存在"过充"和"过放"问题。
维修资料
利用面板上3个开关和3个指示灯，对灯具进行检查，具体方法如下：
在正常状态下按住AN1时Lal、La2亮，松开后熄灭。同时，松开AN1后充电指示灯LED3会亮一会儿再熄灭。如果充电指示灯原先是亮的，按住AN1则熄灭。
在正常状态按AN2、AN3均无效。在应急状态下按AN1无效。Lal、La2亮时，按AN2熄灭，再按AN3,Lal、La2亮，但充电指示灯始终不亮。如果在上述检查过程中出现异常，即表明电路存在问题。
Ql控制故障指示灯对电路自检。在正常状态，如果电池未装和存在开路，Ql就会导通，黄色故障指示灯亮，而在应急状态时，Ql始终不会导通。Q2控制充电指示灯，充电时红色指示灯亮，充满时熄灭。Q3为自动转换，一是利用Cl储存的电压实现瞬间转换，二是利用Q4的导通来维持自身的持续导通。另外，当电池放电低于85%时，Q3会自动截止，防止过放。Q4和Q5为Lal、La2的控制开关，正常状态时截止，应急状态时饱和导通；当电池未装或存在开路时，Q4、Q5自动变为弱导通，起到限流作用，保护Lal、La2。
Q1~Q5管脚工作电压见表。

RB-333A型镍镉电池充电器电路
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图1 RB-333A型镍镉电池充电器电路 LED在充电器中可用于指示充电状态。图1所示为基于HA17339专用IC的RB-333A型镍镉电池充电器电路。这种充电器内设4个充电电池槽，可对1号、5号、7号电池充电，既可对单节电池充电也可对多节电池同时充电。各电池槽对应于4只红光LED指示灯（LED1～LED4）。接通交流电源后，电源指示灯LED5亮。放入充电电池后，对应的LED 即亮，指示充电开始；当电池被充满电后，LED立即熄灭以示提醒。如果放入的不

图1 RB-333A型镍镉电池充电器电路
LED在充电器中可用于指示充电状态。图1所示为基于HA17339专用IC的RB-333A型镍镉电池充电器电路。这种充电器内设4个充电电池槽，可对1号、5号、7号电池充电，既可对单节电池充电也可对多节电池同时充电。各电池槽对应于4只红光LED指示灯（LED1～LED4）。接通交流电源后，电源指示灯LED5亮。放入充电电池后，对应的LED 即亮，指示充电开始；当电池被充满电后，LED立即熄灭以示提醒。如果放入的不是镍镉电池，充电器可以对其检测鉴别，对应的LED不会被点亮，充电器不对其进行充电。
电源电路电路图：机动车蓄电池充电器 七

　　本例介绍的机动车蓄电池充电器，充电电流为20A，可用于60-120A·h铅酸蓄电池的充电。
　　电路工作原理
　　该机动车蓄电池充电器电路由电源电路、脉冲形成电路和恒流充电电路组成，如图7-152所示。

　　电源电路由熔断器FUl、FU2、电源变压器T、指示灯HL、整流二极管VD1,稳压二极管VS、电阻器Rl、R6和电容器C2组成。
　　脉冲形成电路由晶体管V、单结晶体管VU、电位器RP2、RP3、二极管VD2、VD3、电阻器R2-R5和电容器C3、C4组成。
　　恒流充电电路由电流表PA、保护电阻器RF、电流检测电阻器RX,电阻器R7,电容器Cl、电位器RPl和晶刊管VT等组成。
　　接通电源后，交流220V电压经T降压、VDl整流、Rl限流及VS稳压后产生+15电压，再通过R2和R5分别供给V和VU，与此同时，还经RP2、RP3对C4充电.当C4上的电压达到VU的导通电压时，VU导通，并通过S2为VT提供触发脉冲，使VT导通，蓄电池CB开始充电。
　　RP2和RP3为充电电流调节电位器，调整RP2、RP3的阻值，可改变C4的充电时间常数和VU输出脉冲的延迟时间，从而改变VT的导通角，达到控制充电电流大小的目的。
　　RPl为限流电位器，若充电电流超过了RPI的设定值，则RPl中心抽头的电压上升，使V的导通能力增强、内阻减小，使C4两端电压下降，VU和VT的导通角变小，从而将充电电流限定在额定范围内。
　　电流硷测电阻器RX起恒流作用，若某种原因使充电电流上升时，则RX上的电压降增大，使VT门极电位相对于阴极下降，VT的导通角减小，从而达到了恒流的目的。
　　保护电阻器RF起分流作用，用来保护电流表。
　　S1为充电、放电选择开关，S2为充电控制开关，S3为电压表量程选择开关。将S1置于放电位置，S3置于5OV挡，关闭S2，在电池GB的正极与输出正端之间串接一只负载 (例如220V、60W白炽灯泡)，即可对GB进行放电。充电时，应将S1置于充电位置，接通S2，S3置于250挡，将GB的正、负极分别与输出正端、输出负端相接，接通交流220V电源即可。
　　元器件选择
　　Rl选用2W金属膜电阻器;R2和R3选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器;R4和R5均选用1/2W金属膜电阻器;R6和R7均选用lOW的水泥电阻器;RX选用25W的线绕电阻器，RF选用熔断电阻器。
　　RPl选用线绕可变电阻器;RP2选用带开关的合成膜电位器;RP3选用膜式可变电阻器。
　　Cl和C2选用耐压值为400V的涤纶电容器或独石电容器;C3选用耐压值为16V的铝电解电容器;C4选用独石电容器。
　　VDl选用lN5404型硅整流二极管;VD2和VD3均选用1N4148型硅开关二极管。
　　VS选用1/2W、l5V的硅稳压二极管。
　　V选用3DK4B硅NPN型开关晶体管。
　　VU选用BT33型单结晶体管。
　　VT选用5OA、800V晶闸管。
　　T选用8-lOW、二次电压为60V和IOV的电源变压器。
　　HL选用l2V、O·5A的电源指示灯。

逆变电源延迟保护电路图
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　　此电路可在过载情况下断开逆变器的回路，它具有以下特性：①断开逆变器回路时发出过载报警信号；②断开逆变器后，延时6s再自动启动逆变器回路，避免用户在黑夜里人工启动的不便；③可永久性断开逆变器并不断发出报警信号，以免出现连续三次过载，此时＋12V电路需人工启动。其电路如图所示。 逆变电源延迟保护电路 　　电路工作原理：使用时，将电路的A、B两输人端之间接一只0～30A电流表，并接人逆变器回路以监视其电流，B端
　　此电路可在过载情况下断开逆变器的回路，它具有以下特性：①断开逆变器回路时发出过载报警信号；②断开逆变器后，延时6s再自动启动逆变器回路，避免用户在黑夜里人工启动的不便；③可永久性断开逆变器并不断发出报警信号，以免出现连续三次过载，此时＋12V电路需人工启动。其电路如图所示。

逆变电源延迟保护电路
　　电路工作原理：使用时，将电路的A、B两输人端之间接一只0～30A电流表，并接人逆变器回路以监视其电流，B端接逆变器12V电源负端。逆变器回路的电流在电流表两端产生电压降，该电压非常小，经IC2（100倍放大器）放大、电位器RP1调节后送IC3输人端。IC3（NE555）接成斯密特触发器，当其第2脚电压超过3.3V时，第3脚输出低电平。
　　IC4（NE555）等组成单稳态振荡器，当其第2脚输人低电平时，第3脚输出脉冲宽度为6s的方波信号，IC5（CD4017）是CMOS计数器，当输入3个过载脉冲后，第10脚输出高电平，此后可通过按键S1人工复位。
　　逆变器出现过载后，IC4第3脚输出6s高电平脉冲，LED发出红光报警，晶体管VT饱和导通，蜂鸣器HB发声。因为K为延时式继电器，在6s时间内尚不会吸合，只有当连续出现3个过载脉冲，使IC5输出持续高电平后，K方能吸合，此时K的触点将逆变器回路断开，且HB发出持续声响。
　　该电路由逆变器的12V蓄电池供电，在备用状态下，消耗8～10mA的电流。延时继电器K、蜂鸣器HB工作及发光二极管发光时电流约为70mA。

声光双控指示灯电路
应急灯自动充电器的制作
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用6V免维护电瓶供电的应急手提灯在农村应用非常广泛，其配用的充电器是一个变压器降压、单二极管半波整流装置，充电时间很难掌握。由于电池亏电或过充电往往会造成电池寿命缩短，本人设计制作了一个简易自动充电装置，可有效延长电池寿命。 工作原理 电路如图1所示。GB为待充电电瓶，平时只要不再使用，就将充电器插头X1、X2插入手提灯的充电插孔内。按一下启动按钮SB，220V交流市电
用6V免维护电瓶供电的应急手提灯在农村应用非常广泛，其配用的充电器是一个变压器降压、单二极管半波整流装置，充电时间很难掌握。由于电池亏电或过充电往往会造成电池寿命缩短，本人设计制作了一个简易自动充电装置，可有效延长电池寿命。 工作原理 电路如图1所示。GB为待充电电瓶，平时只要不再使用，就将充电器插头X1、X2插入手提灯的充电插孔内。按一下启动按钮SB，220V交流市电经保险Fu、SB加在电源变压器T1初级。其次级输出两路交流电压：交流12V经VD1半波整流、C2平滑滤波，使VT导通。继电器K1吸合，K1-1闭合。此时松手使SB断开后，充电器仍然工作。图中，R2是VT的偏置电阻；C1是降压电容，LED1(红)为市电电源指示管；启动完成后，交流9V电压经VD2整流为电瓶GB充电，LED2(绿)为充电指示管。随着充电过程的进行，电瓶两端电压不断上升，当升至极限电压值(约7.5V)时，稳压管VD3反向击穿导通，光耦合器4N25①、②脚内发光二极管发光，④、⑤脚内光电管受光后随之导通，VT基极被下拉(约0V)而失去正偏压，所以VT截止，K1释放使K1-1断开，充电器停止充电，充电指示管LED2熄灭。 元件选用与制作 T1可使用10VA左右，次级有9V和12V输出的电源变压器，若使用原配变压器(次级输出9V)时，继电器K1工作电压也应选9V。继电器选用4088、4089、JRX-13F等12V继电器。VT使用9013、9014、8050等小功率晶体管，要求穿透电流要小，开关特性好，β=100～1500光耦合器IC可用4N23、4N25、4N33等型号。C1的耐压不得小于450V，容量取220nF～470nF，容量越大，LED1越亮。调试时，先断开VD2，在X1、X2两端加7.5V直流电压，从大到小调电位器RP，使4N250⑤脚电位突然下降(K1释放)即可。