將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當(dāng)受體積和成本等因素的限制時(shí)，最簡(jiǎn)單實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。

阻容降壓原理分析及實(shí)際用法

• 1.阻容降壓簡(jiǎn)介
• 1.1什么是阻容降壓
• 1.2阻容降壓電路的電流計(jì)算
• 1.3阻容降壓電路中降壓電容大小的選擇
• 1.4阻容降壓電路中穩(wěn)壓二極管選型注意
• 1.5重點(diǎn)總結(jié)
• 2.實(shí)際運(yùn)用
• 2.1阻容降壓-半波整流電路
• 2.2阻容降壓全波整流
• 3.阻容降壓電路優(yōu)缺點(diǎn)
• 3.1阻容降壓優(yōu)點(diǎn)：
• 3.2阻容降壓缺點(diǎn)：

1.阻容降壓簡(jiǎn)介

1.1什么是阻容降壓

阻容降壓的工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。

同時(shí)在電容器上串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。

因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流，而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。

下圖為阻容降壓的典型應(yīng)用電路，C1為降壓電容;R1為C1的泄放電阻，在電源斷開(kāi)時(shí)，電容里的電能在R1當(dāng)中消耗;D1為半波整流二極管;D2在市電的負(fù)半周為C1提供放電回路，否則電容C1充滿電就不工作了;D3為穩(wěn)壓二極管，C2為濾波電容。輸出電壓為穩(wěn)壓二極管D3的穩(wěn)定電壓值

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上圖為阻容降壓典型應(yīng)用電路

1.2阻容降壓電路的電流計(jì)算

根據(jù)容抗計(jì)算公式：Xc=1/(2πfC)

因?yàn)槭须婎l率為50HZ，所以f=50HZ，C=1uF，將其代入容抗計(jì)算公式中可以算出1uF的電容容抗約為3185Ω，在通過(guò)歐姆定律U=IR，我們可以算出流過(guò)1uF電容的最大電流為0.069A，也就是約等于70mA。

在50Hz的工頻條件下，一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過(guò)電容的最大電流約為70mA。雖然流過(guò)電容的電流有70mA，但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，因?yàn)槿绻娙菔且粋€(gè)理想電容，則流過(guò)電容的電流為虛部電流，它所作的功為無(wú)功功率。

根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們?nèi)绻谝粋€(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。

1.3阻容降壓電路中降壓電容大小的選擇

在我們實(shí)際設(shè)計(jì)電路當(dāng)中，我們通常選用只需要記住1uF電容的最大電流為70mA，通過(guò)確定負(fù)載通過(guò)電流的準(zhǔn)確值來(lái)判斷我們所需的電容大小。通過(guò)降壓電容C1向負(fù)載提供的電流Io，實(shí)際上是流過(guò)C1的充放電電流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，則流經(jīng)C1的充、放電電流越大。所以得出結(jié)論：容值與最大通過(guò)電流成正比。(電容降壓電路不適合有極性的電容)

還得注意的是，阻容降壓電路的壽命關(guān)鍵在于 降壓電容，所有的電容都會(huì)有衰減，容量會(huì)變得越來(lái)越低，在選取的時(shí)候應(yīng)該選擇專用的阻容降壓電容，相對(duì)來(lái)說(shuō)衰減慢一些，電路壽命也會(huì)更長(zhǎng)。結(jié)合成本和使用壽命，我們通常會(huì)選擇CBB電容。

1.4阻容降壓電路中穩(wěn)壓二極管選型注意

需要注意的是當(dāng)負(fù)載電流Io小于C1的充放電電流時(shí)，多余的電流就會(huì)流過(guò)穩(wěn)壓管，如果此時(shí)流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流Ic - Io大于穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流Idmax，那么極易造成穩(wěn)壓管的燒毀。所以我們?cè)谶x擇穩(wěn)壓管參數(shù)的時(shí)候也要注意一下穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流，一般穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取比通過(guò)電容電流大一些，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負(fù)載電路的工作電壓。

1.5重點(diǎn)總結(jié)

阻容降壓電路中，所限制的是這個(gè)電路工作的最大電流，電流大小由電容的值決定，而最終的輸出電壓由穩(wěn)壓二極管決定。

2.實(shí)際運(yùn)用

2.1阻容降壓-半波整流電路

在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，我們可以用下圖代替剛剛上面的阻容降壓典型應(yīng)用電路，這里用了Z1正向特性和反向特性，其反向特性(也就是穩(wěn)壓特性)來(lái)穩(wěn)定電壓，其正向特性用來(lái)在市電負(fù)半周給C1提供放電回路。

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上圖為阻容降壓全波整流電路

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上圖為阻容降壓半波整流電路負(fù)半周電流流向

2.2阻容降壓全波整流

實(shí)際上，我們并建議在阻容降壓中使用全波整流電路。因?yàn)槿ㄕ鲗?duì)比起半波整流存在一定的安全隱患，其次多了兩三個(gè)整流二極管的成本。下面是我在網(wǎng)上找到的詳細(xì)說(shuō)明：

半波整流電流利用率只有全波整流的一半，但是在阻容降壓電路很少用橋式整流，這是由于在電路中我們總希望電路只有一個(gè)公共參考點(diǎn)，也就是接地點(diǎn)。如果采用橋式整流，在交流輸入端和直流輸出端可能出現(xiàn)不同公共參考點(diǎn)，也就是說(shuō)當(dāng)交流輸入端的N線和L線反接時(shí)，直流輸出端的參考點(diǎn)可能會(huì)帶電，這樣存在安全隱患;而用半波整流時(shí)，直流輸出端的地線一直與交流輸入端的N相連，這樣在電路調(diào)試時(shí)相對(duì)安全一些，但是，也不是絕對(duì)安全的，畢竟是非隔離電源，但這只是相對(duì)而言，因此在很多的場(chǎng)合，我們基本上采用半波整流，另外還有一方面就是省去了兩個(gè)整流二極管甚至三個(gè)。

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上圖為阻容降壓全波整流電路3.阻容降壓電路優(yōu)缺點(diǎn)

阻容降壓有一些很明顯的缺點(diǎn)，很多地方都已經(jīng)淘汰了，但是在我的工作的場(chǎng)景下，一些低成本小功耗的場(chǎng)合還是能見(jiàn)到他的身影的。

3.1阻容降壓優(yōu)點(diǎn)：

1.成本低!

2.體積小

3.電容本身不消耗能量，因?yàn)樵诶硐霠顟B(tài)下正弦交流波，電壓與電容電流相差90°的電角度，所以電容所做的功屬于是無(wú)用功，也就沒(méi)有能量的消耗。

3.2阻容降壓缺點(diǎn)：

1.安全性低

阻容降壓電路不是隔離電源，要防止人體直接接觸，有一定的觸電危險(xiǎn)性;

剛剛上面也講了橋式整流比半波整流的不安全。

在進(jìn)行調(diào)試時(shí)一定要檢測(cè)電路是否正確，且不要用手去觸碰，安全第一，一定要小心!

2.不適合容性、感性負(fù)載，只適合阻性負(fù)載

感性負(fù)載一般是指帶有電感參數(shù)的負(fù)載，負(fù)載電流滯后負(fù)載電壓一個(gè)相位差特性的為感性負(fù)載。

容性負(fù)載一般是指帶電容參數(shù)的負(fù)載，負(fù)載電流超前負(fù)載電壓一個(gè)相位差特性的為容性負(fù)載。

3.耐沖擊性不好，不適用于動(dòng)態(tài)負(fù)載

審核編輯：湯梓紅