电容降压式电源电容降压式电源将交流市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、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、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 0.33F，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 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 F，Io 的单位是 A。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。电容降压原理电容降压原理PCBTech.Net 时间:2005-11-16 14:51 来源:中国 PCB 论坛网 点击: 427 次 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。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。 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。电容降压只是限制了电流，并不能控制电压，所以按照安全要求，电容降压电路严禁脱离齐纳管运行。也就是说，由稳压管提供电压值，而由电容提供电流值，负载电流变化率不宜过大，否则在电流小时，大部分功率将损失在稳压管上。 计算的时候，半波整流每 1uF 电容约 35mA，全波 70mA。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=2*Pi*f*C 为阻抗 阻值单位欧姆.如果采用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：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。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、电路原理一、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，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、器件选择二、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、设计举例三、设计举例图 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 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 F，Io 的单位是 A。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。电容降压的工作原理、计算以及注意事项 3推 荐 电容降压电容降压1 1、工作原理、工作原理 电容降压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。在理想电容器上并不产生功耗，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 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。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。 电容降压具有功耗低，成本低等优点。当然缺点也有，缺点在后面的注意事项 中说明。 2、容抗计算、容抗计算 Xc = 1/（*C）= 1/（2*f*C）； Xc-电容容抗值；欧姆 -角频率 -3.14； f-频率，对工频是 50HZ； C-电容值 法拉 本设计即采用 C12 与 C15 进行分压，大部分电压降落在 C15 两端。现在 计算分压情况Xc15=(1/(2*50*470)*1000000000=6.772KXc12=(1/(2*50*10)*1000000000=318K先计算后仿真 （待补充） 3 3、注意事项、注意事项 （1）未和 220V 交流高压隔离，请注意安全，严防触电！ （2）限流电容必须采用无极性电容，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。 （4）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。 （5）电容降压不能用于大功率条件，一般在 100mA 下使用，因为不安全。 （6）电容降压不适合动态负载条件，电容降压不适合容性和感性负载。 （7）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。