采用电容降压式电源实现交流市电转换为低压直流

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0.33μF，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。

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

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=30mA

f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。

阻容降压电路什么样计算

我想做一个阻容降压电路，用电容和电阻把220VAC降压降到6VDC，以此来供LED工作，不用变压器。但是不知道什么样计算用多大阻值多大功率的电阻，用哪种的电容，电容的容量用多大。这些什么样计算出来？

问题补充：所求的是降压电容和降压电阻的容量和阻值大小和功率，还有用哪种种类的电容或电阻？
另外滤波电容的容量什么算？

电容降压是恒流方式的，电压必须由齐纳管确定，也就是稳压管。如果你用它带动LED，必须要加与LED电压对应的稳压管。
半波整流方式计算应该是每uF电容量提供约30mA电流，这是在中国的50Hz220V线路上的参考。
全波整流时电流加倍，即每uF可提供60mA电流。
为了安全，最好不使用全波，因为它是悬浮地的。
我家里的LED夜灯就是我用电容降压自己接的，有兴趣可以与我交流一下。LED照明不是很简单的事情，我以前用变压器都烧坏过十来个LED了。白LED是静电敏感的，还有要良好的保护及防静电措施

电容量(uf)=电流(mA)/15
限流电阻（Ω）=310/最大允许浪涌电流
放电电阻（KΩ）=500/电容(uf)

假如仅作指示灯的话耐压400v 0.01uf的就可以（以前试过，直接串联，不过可能电容大小记得不是很清楚太久了）
使用标准的容抗来等效计算
假如照明的话，涉及到一些因素，最好不要这样接。假如仅仅是为了体积的话可以使用专用的降压模块。
假如考虑成本的话，作小功率的开关电源也可以
假如是阵列的话，直接串联计算方式 c=15×I C为电容容量单位微法 i设备为工作电流单位为安 如一个灯泡的电阻为0.6安电容就选择 15×0.6＝9微法在电路里串连 9微法的电容就可以了，电容的原则挺关键须选择电容的耐压高于工作电压，选用无极性电容。
电容降压要求使用50赫的交流电，电容的选择和频率有关与电压无关，
不如用于 6伏降压和220伏降压的的电容容量是一样的

阻容降压电路的小结

 注1:电路缺点:高压没隔离,有触电的危险. 

注2:电路PCB设计时,注意L-line与N-line之间的爬电距离.各种产品要求有所不同,建议值:>4mm.