个人笔记之阻容降压1阻容降压原理和计算公式阻容降压原理和计算公式这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。它的输出电压通常可在几伏 到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。所能提供的电流大小正比于限流电容容量。采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：（国际标准单位）I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C =0.44*220*2*3.14*50*C=30000C =30000*0.000001=0.03A=30mAf 为电源频率单位 HZ；C 为电容容值单位（F）法拉；V 为电源电压单位伏 V； Zc=1/(2*Pi*f*C)为阻抗，阻值单位欧姆。如果采用全波整流全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C =0.89*220*2*3.14*50*C=60000C =60000*0.000001=0.06A=60mA一般地，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整 流型更差，所以用的更少。使用这种电路时，需要注意以下事项：使用这种电路时，需要注意以下事项：1、未和 220V 交流高压隔离，请注意安全，严防触电！2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于 400V） ，并加串防浪涌冲击兼保险电阻 和并放电电阻。3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。电容降压式电源将交流式电转换为低压直流电容降压式电源将交流式电转换为低压直流电容降压原理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，应为如果电容是一个 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。个人笔记之阻容降压2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。将交流式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，当受体积和 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式电源。一、一、电路原理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，D2 为半波整流二极管， D1 在市电的负半周时给 C1 提供放电回路，D3 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。二、二、器件选择器件选择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、设计举例三、设计举例个人笔记之阻容降压3图 2 中，已知 C1 为 0.33F，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 f C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K流过电容器流过电容器 C1 的充电电流（的充电电流（Ic）为：）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 F，Io 的单位是 A。下表为 220V，50Hz 的交流电路中，理论电流与实际测量电流的比较电阻 R1 为泄放电阻，其作用为：当正弦波在最大峰值时刻被切断时，电容 C1 上的残 存电荷无法释放，会长久存在，在维修时如果人体接触到 C1 的金属部分，有强烈的触电 可能，而电阻 R1 的存在，能将残存的电荷泄放掉，从而保证人、机安全。泄放电阻的阻 值与电容的大小有关，一般电容的容量越大，残存的电荷就越多，泄放电阻就阻值就要选 小些。经验数据如下表，供设计时参考：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。个人笔记之阻容降压4实例一：实例一：在上图中，可控硅 SCR 及 R3 组成保护电路，当流过 LED 的电流大于设定值 时，SCR 导通一定的角度，从而对电路电流进行分流，使 LED 工作于恒流状态， 从而避免 LED 因瞬间高压而损坏。实例二：实例二：在上图中电路中，C1、R1、压敏电阻、L1、R2 组成电源初级滤波电路，能 将输入瞬间高压滤除。C2、R2 组成降压电路；C3、C4、L2 及压敏电阻组成整流 后的滤波电路。此电路采用双重滤波电路，能有效地保护 LED 不被瞬间高压击 穿损坏。个人笔记之阻容降压5实例三：实例三：上图是一个最简单的电容降压应用电路，电路中利用两反并联的 LED 对降 压后的交流电压进行整流，可以广泛应用于夜光灯、按钮指示灯，要求不高的 位置指示灯等场合。实例四：实例四：上图电路简单实用，如： a)K 闭合时，冲击电流被 K 短路，小灯泡熄灭；K 断开时，小灯泡即亮，K 的控制手段与通常的相反。 b)多串几个小灯泡作照明用。电容起功率补偿作用，对外来干扰有一定消 除作用。使用这种电路时，一定要小心，注意安全。123456ABCD654321DCBA上上上上上上上上B上上:31-Dec-2010上 上 上 上 上上:D:Backup上上上上上上上上上00721.DDB 上上上:J1上上J2上上C1 2uF 400V Ka)K上上上上上K上上上上上 J1上上J2上上C1 2uF 400V上上上DS1上上上DS2上上上DS3上上上DS4上上上K1K2K3K4上:6.3V/0.15A X 4b)