低成本的阻容降压电路原理图分析

一、 阻容降压的基本概念（几个基本问题解答）

1、什么是阻容降压？

阻容降压是一种利用电容在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大工作电流的电路。

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。

2、阻容降压电路由哪几部分组成？

阻容降压电路由降压模块、整流模块、稳压模块和滤波模块组成。

3、阻容降压基本设计要素

电路设计时，应先确定负载最大工作电流，通过此电流值计算电容容值大小，从而选取适当电容。

此处与线性变压器电源的区别：阻容降压电源是通过负载电流选定电容；线性变压器电源是通过负载电压和功率选定变压器。

低成本的阻容降压电路原理图分析

需要指出的是电容能够降压，不是近几年才发现的，而是自从有了交流电人们就认识了交流电通过电容后所表现的性质：

1.交流电能够通过电容，但电流超前于电压90°；且对交流电呈现阻抗（容抗），容抗大小Xc=1/2πfC，f交流电频率，C电容容量；通过电容器的电流I=U/Xc。

2.当电阻（负载）与电容串联后，电流超前于电压不再是90°，而是小于90度，阻抗IZI=√R2+Xc2；通过阻容电路的电流I=U/IZI。这样加在电阻上的电压可以通过改变容抗来改变，这就是电容降压的原理。

3.电容降压有什么好处呢？交流电通过电容，虽然有容抗，但没有能量消耗，只存在电能的交换，这是其一；其二，电容体积小，不占地方；其三，成本低，可以大规模生产；鉴于以上三个因素，阻容降压电路得到了广泛的应用。

非常典型的两种电容降压电路;半波整流型、桥式整流型，其工作过程：市电---降压--整流--滤波，如下图

电路组成：降压电容C1作用就是限流、降压；，卸荷电阻R的作用就是当电路断开时，为C1提供放电通道。VD2整流，VD1为电容C1负半周提供放电通道；稳压管VS稳压作用；C2滤波作用。

对于半波整流电路，每微法能提供的电流为30mA，推导过程，Ic=U/Xc，半波整流平均电压为220×0.44v，故Ic=0.45×220×2×3.14×50×C=C30mA。采用桥式整流为60mA，推导过程同上，这里是指电容能提供的最大电流，将电阻省略了，因为电容如果很大，就不合算了一般在0.33uF-2.5uF之间，负载电阻较小，这个总阻抗近似和容抗相同。这个关系很重要在下面的设计中我们要用到它。

半波整流电路元件的选择：在已知电源电压（U1=220V）、负载电压U2、负载电流I的条件下进行选择。。与变压器降压不同，该电路是依据负载电流选定电容器，变压器电源是通过负载电压和功率选择的。

电容的选择，降压电容C1，根据上述公式C1≥I/30，C1电容量，单位微法uF，I为电路输出电流，也即负载电流，单位mA。Uc的耐压大于等于√2U1；C2的容量一般大于50微法，耐压≥2U2，越大越好，同时考虑体积、成本问题。

稳压管Vs的选择：主要是稳压值和最大反向电流两个参数。稳压值Uz=输出电压U2；最大反向电流大于等于1.5*I2，即输出电流的1.5倍；

二极管VD1、VD2的选择，最大整流电流Im≥2*I2，最大反向电流大于≥2U2

放电电阻R的取值与C1有关，见下表，额定功率1/2W

桥式整流电路元件选择依据基本同上，不过C1≥I/60，整流二极管电流为输出电流的一半，其它相同。

任何事物都不是十全十美的，阻容降压电路也一样，存在的问题：

它不是隔离电源，不安全，也就是220v电源能传到负载，有触电危险性；桥式整流比半波整流更差。

不能用于大功率，如果需要大功率则必须增加电容量，这样就不划算了；

不适合容性、感性负载；会丧失其优越性；

不适合动态负载；

为了提高电路的稳定性、可靠性，有的电路增加了压敏电阻、保险管等，这里不再叙述。