Prinzip der kapazitiven Dropper-Schaltung
2025-09-20
Kapazitive Dropper-Schaltungen sind häufig in kostengünstigen Geräten zu finden, da sie viel günstiger sind als transformatorbasierte oder Schaltnetzteillösungen.
Die Kosteneffizienz ist im Wesentlichen der einzige Vorteil dieser Methode zur Spannungsreduzierung. Zu den Nachteilen gehören:
- Kleiner Ausgangsstrom
- Starke Spannungsschwankungen bei Lastwechseln
- Sicherheitsrisiken durch direkten Anschluss an das Stromnetz
Daher ist sein Anwendungsbereich auf Situationen beschränkt, in denen der Strombedarf sehr gering ist und der Schaltkreis für Menschen nicht leicht zugänglich ist.
Funktionsprinzip
Die kapazitive Reaktanz eines Kondensators begrenzt bei einer bestimmten Wechselstromfrequenz den maximalen Betriebsstrom. Nach der Strombegrenzung senkt die Last die Ausgangsspannung, wobei der Kondensator den Stromfluss steuert und die Spannung dynamisch zwischen sich und der Last verteilt.
Beispielsweise hat ein 1μF-Kondensator bei der chinesischen Netzspannung von 220 V/50 Hz eine Reaktanz von: Xc = 1/(2πfC) = 1/(2×3,14×50×1×10^-6) ≈ 3180Ω
Der maximale Strom durch den Kondensator wäre: Ic = U/Xc = 220/3180 ≈ 70 mA
Mit dieser Berechnungsmethode können Sie den geeigneten Kondensatorwert basierend auf dem Strombedarf des Geräts auswählen.
Sicherheitsvorkehrungen
- Verwenden Sie nur unpolare Kondensatoren mit einer Nennspannung über 400 V
- Nicht geeignet für dynamische, kapazitive oder induktive Lasten
- Für den Gleichstrombetrieb verwenden Sie eine Halbwellengleichrichtung mit einer geeigneten Zenerdiode
- Sorgen Sie für die Trennung vom Stromnetz, um einen Stromschlag zu vermeiden.
- Ändern Sie die Kondensatorwerte bei Reparaturen nicht
Anwendung in Gleichstromversorgungen
In einer typischen Gleichstromversorgung: Netz → Heruntertransformieren → Gleichrichten → Filtern → Regeln → Gleichstromausgang
Für einfache Schaltkreise wie Ton-/Lichtschalter wäre ein Transformator übertrieben. Ein Kondensator kann ihn ersetzen, was den Schaltkreis vereinfacht und die Kosten senkt.
Schaltungsaufbau
In der Grundkonfiguration:
- C1 senkt die Netzspannung
- D2 führt eine Halbwellengleichrichtung durch
- C2 filtert den pulsierenden Gleichstrom
- D3 sorgt für Spannungsregelung
- R1 entlädt C1 nach dem Ausschalten
- D1 bietet einen Entladepfad während der negativen Halbwelle
Obwohl man ihn als einfachen kapazitiv-resistiven Spannungsteiler verstehen kann, besteht die Hauptaufgabe des Kondensators in der Strombegrenzung, die wiederum die Spannung über der Last bestimmt.
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Gebäude 8&9&12, Fabrik zur Standardisierung elektronischer Informationen, Wirtschaftsentwicklungszone Susong, Provinz Anhui, P. R .China.
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