阻容降压原理

天狼晓月

将220V交流电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，但是当产品受体积和成本等因素的限制时，最简单实用的方法就是采用电容降压方式。



    一、电路原理

    电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容器，VD2为半波整流二极管，VD1在市电的负半周时给C1提供放电回路，VD3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。

    整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏，并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。    整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，这是因为此类电源内阻很大的缘故所致，故不适合大电流供电的应用场合。

    二、器件选择

    1.电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

    2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。

    3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

    三、设计举例

    图2中，已知C1为0.33μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。C1在电路中的容抗Xc为：

Xc=1 /(2 πf C)= 1/(2*3.14*50*0.33*10-6)= 9.65K

流过电容器C1的充电电流(Ic)为：

Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。

   通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：C=14.5 I,其中C的容量单位是μF,Io的单位是A.

    四、应用注意    采用电容降压时应注意以下几点：
    1 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
    2 限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容.而且电容的耐压须在400V以上.最理想的电容为铁壳油浸电容。
    3 电容降压不能用于大功率条件，因为不安全。
    4 电容降压不适合动态负载条件。
    5 同样，电容降压不适合容性和感性负载。
    6 当需要直流工作时，尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。
    7 电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。