阻容降压原理及电路

阻容降压原理及电路 

一、电路原理图 

基本电路如图1，C1为降压电容器，VD1在市电的负半周时给C1提供放电回路，VD2为半波整流二极管，VD3为稳压二极管，R1为断电后C1的泄流电阻。    

在实际应用中也可以采用图2所示电路图。如果需要向负载提供较大的电流，可采用桥式整流电路如图3所示。 

一般整流后未经过稳压的直流电压会高于30伏，并且会因负载电流的变化发生比较大的波动，这主要是因为这种电源内阻很大，所以这种电路并不适合大电流供电的场合。

电阻电容降压电路，是我们常用的常见的供电方式之一，它的工作原理并不复杂，就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，从而达到降压的目的。

阻容降压电路以设计简单，成本低。体积小，装配方便。广泛应用在小家电面板控制、小功率LED、酒店门控、电表等领域，一般这种设计只适合于小功率和小电流的负载（建议《100mA）。如电风扇、暖奶器、酸奶机、煮蛋器、拉发器等等。

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220V50Hz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。，电容的电流计算公式=2*3.14*f*C*U， 例如：1微法的电容 根据公式计算可知电流大约为69MA；容抗=1/（2*π*f*c），例如：1微法的电容的容抗=1/（2*3.14*50*0.000001）=3185。

根据公式算得容抗和电流

但在电容器上并不产生功耗，因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。

阻容降压半波整流

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。所以稳压管的稳定电流的选择也非常重要，稳压管的最大稳定电流应该取比通过电容电流大一些为宜，稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压。

阻容降压全波整流

由于电容降压电源提供的的是恒定电流，近似为恒流源，因此一般不怕负载短路，但是当负载完全开路时，限流电阻及稳压管回路中将通过全部的电流。

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。（因为电容降压电源提供的的是恒定电流）。

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。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 电容降压不能用于大功率条件，因为不安全。 （这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源）

4 电容降压不适合动态负载条件（动态是不稳定的，负载时大时小，静态负载是较稳定的，变化不太大或无变化。）。

5 同样，电容降压不适合容性和感性负载。（底板带电的问题，这是个安全隐患；容性和感性负载都是瞬间耗电量大。）

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。 （注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行）。