阻容降壓原理分析及實際用法

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，當受體積和成本等因素的限制時，最簡單實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際用法

1.阻容降壓簡介
1.1什么是阻容降壓
1.2阻容降壓電路的電流計算
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重點總結(jié)
2.實際運用
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
3.1阻容降壓優(yōu)點：
3.2阻容降壓缺點：

1.阻容降壓簡介

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頻率下產(chǎn)生的容抗來限制最大工作電流。

同時在電容器上串聯(lián)一個阻性元件，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阻性元件的特性。

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

下圖為阻容降壓的典型應用電路，C1為降壓電容;R1為C1的泄放電阻，在電源斷開時，電容里的電能在R1當中消耗;D1為半波整流二極管;D2在市電的負半周為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

上圖為阻容降壓典型應用電路

1.2阻容降壓電路的電流計算

根據(jù)容抗計算公式：Xc=1/(2πfC)

因為市電頻率為50HZ，所以f=50HZ，C=1uF，將其代入容抗計算公式中可以算出1uF的電容容抗約為3185Ω，在通過歐姆定律U=IR，我們可以算出流過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1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當220V的交流電壓加在電容器的兩端，則流過電容的最大電流約為70mA。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，因為如果電容是一個理想電容，則流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無功功率。

根據(jù)這個特點，我們?nèi)绻谝粋€1uF的電容器上再串聯(lián)一個阻性元件，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

在我們實際設計電路當中，我們通常選用只需要記住1uF電容的最大電流為70mA，通過確定負載通過電流的準確值來判斷我們所需的電容大小。通過降壓電容C1向負載提供的電流Io，實際上是流過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，所有的電容都會有衰減，容量會變得越來越低，在選取的時候應該選擇專用的阻容降壓電容，相對來說衰減慢一些，電路壽命也會更長。結(jié)合成本和使用壽命，我們通常會選擇CBB電容。

1.4阻容降壓電路中穩(wěn)壓二極管選型注意

需要注意的是當負載電流Io小于C1的充放電電流時，多余的電流就會流過穩(wěn)壓管，如果此時流過穩(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。所以我們在選擇穩(wěn)壓管參數(shù)的時候也要注意一下穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流，一般穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流應該取比通過電容電流大一些，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應等于負載電路的工作電壓。

1.5重點總結(jié)

阻容降壓電路中，所限制的是這個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.實際運用

2.1阻容降壓-半波整流電路

在實際運用當中，我們可以用下圖代替剛剛上面的阻容降壓典型應用電路，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)來穩(wěn)定電壓，其正向特性用來在市電負半周給C1提供放電回路。

上圖為阻容降壓全波整流電路

上圖為阻容降壓半波整流電路負半周電流流向

2.2阻容降壓全波整流

實際上，我們并建議在阻容降壓中使用全波整流電路。因為全波整流對比起半波整流存在一定的安全隱患，其次多了兩三個整流二極管的成本。下面是我在網(wǎng)上找到的詳細說明：

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公共參考點，也就是接地點。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，也就是說當交流輸入端的N線和L線反接時，直流輸出端的參考點可能會帶電，這樣存在安全隱患;而用半波整流時，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)試時相對安全一些，但是，也不是絕對安全的，畢竟是非隔離電源，但這只是相對而言，因此在很多的場合，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整流二極管甚至三個。