阻容降壓電路使用注意事項淺析

阻容降壓

阻容降壓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。

例如，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。例如，我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯(lián)，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點亮，發(fā)出正常的亮度而不會被燒毀。因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會被點亮，而不會被燒毀。因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。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。

采用電容降壓時應(yīng)注意以下幾點：

1. 根據(jù)負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當?shù)碾娙荩皇且罁?jù)負載的電壓和功率。

2. 限流電容必須采用無極性電容，絕對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。

3. 電容降壓不能用于大功率負載，因為不安全。

4. 電容降壓不適合動態(tài)負載。

5. 同樣，電容降壓不適合容性和感性負載。

6. 當需要直流工作時，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流， 因為全波整流產(chǎn)生浮置的地，并在零線和火線之間產(chǎn)生高壓，造成人體觸電傷害。而且要滿足恒定負載的條件。

容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，VD2為半波整流二極管，VD1在市電的負半周時給C1提供放電回路，VD3是穩(wěn)壓二極管，R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應(yīng)用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。

器件選擇

1.電路設(shè)計時，應(yīng)先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容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。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，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩(wěn)壓管燒毀。

2.為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。

3.泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。

設(shè)計舉例

圖2中，已知C1為0.33μF，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。

C1在電路中的容抗Xc為：

Xc=1 /（2 πf C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K

流過電容器C1的充電電流（Ic）為：

Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。

通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關(guān)系可近似認為：C=14.5I，其中C的容量單位是μF，Io的單位是A。

電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應(yīng)用上要特別注意隔離，防止觸電。

采用電容降壓時應(yīng)注意以下幾點：

1. 根據(jù)負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當?shù)碾娙荩皇且罁?jù)負載的電壓和功率。

2. 限流電容必須采用無極性電容，絕對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。

3. 電容降壓不能用于大功率條件，因為不安全。

4. 電容降壓不適合動態(tài)負載條件。

5. 同樣，電容降壓不適合容性和感性負載。

6. 當需要直流工作時，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流， 因為全波整流產(chǎn)生浮置的地，并在零線和火線之間產(chǎn)生高壓，造成人體觸電傷害。而且要滿足恒定負載的條件。

容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，VD2為半波整流二極管，VD1在市電的負半周時給C1提供放電回路，VD3是穩(wěn)壓二極管，R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應(yīng)用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。

使用此電路時切記，電路不帶隔離，高壓危險。

電容選用不當會爆炸！

器件選擇

1.電路設(shè)計時，應(yīng)先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容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。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，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩(wěn)壓管燒毀。

2.為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應(yīng)大于兩倍的電源電壓。

3.泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。

舉例

編輯

圖2中，已知C1為0.33μF，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。

C1在電路中的容抗Xc為：

Xc=1 /（2 πf C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K

流過電容器C1的充電電流（Ic）為：

Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。

通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關(guān)系可近似認為：C=14.5I，其中C的容量單位是μF，Io的單位是A。

電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應(yīng)用上要特別注意隔離，防止觸電。

轉(zhuǎn)自百度百科

阻容降壓 其實是限流 并沒有降壓

阻容降壓可視為輸出電流恒定的電源

1.根據(jù)負載的大小來選擇

首先板子做好之后，用直流電源供電，根據(jù)電源箱顯示的電流值來計算阻容降壓中的電容大小

例如：

我們現(xiàn)在板子上需要通過阻容降壓穩(wěn)壓出24V，先通過直流電源箱供24V給我們板子，此時假設(shè)電源箱電流顯示30mA.

交流電220VAC，50HZ， 全波整流，30mA

設(shè)電容大小為C.

Xc = 1/（2πfC）

30mA/0.89 = （220V - 24V ）/Xc ；

（注采用全波整流的利用率系數(shù)為約0.89，半波整流的利用率約0.44）

34mA = 196*100π*C

34/1000 = 19600π*C

C = 34/（1000*19600*π）

= 34/61544000

= 0.552 （uF）

這個電容的選擇需要認真考量，如果負載太輕，不只是消耗了電能，還有導致穩(wěn)壓管輕則發(fā)燙，重則掛掉，更甚者雖然使用的是24V穩(wěn)壓管，可能會漂到30V左右，導致后級穩(wěn)壓電路出現(xiàn)問題，擊穿主控芯片。

還有就是一旦電容選定了，只要負載不超過計算的電流值的話，

此時的電路板消耗的功率為

P = UI = 24V * 34mA = 0.8W 左右

也就是說無論你阻容降壓后后級電路負載無論怎么減少功耗，上面計算的功耗都不會有太大的變化。

2. 使用過程中，在穩(wěn)壓管旁邊的電容一般來說容量越大越好，因為后級電路如果需要瞬間大電流的話

穩(wěn)壓旁路電容如果太小，此時將可能引起穩(wěn)壓的電壓大幅度跌落，導致后級電路供電不穩(wěn)，進而導致一些不可預測的問題，例如主控芯片MCU復位或者死機

3. 在使用過程中，電容是會老化的，然而負責卻不會隨著使用的年限而降低，這樣會導致阻容降壓后的電壓沒有達到設(shè)計要求，此情況和2一樣。

4.使用阻容降壓將會使得整塊電路板帶電，不能直接進行操作，使用是最好使用隔離變壓器將市電隔離后進入控制板進行調(diào)試。

5.對于安裝使用條件來說，必須安裝在人不會輕易接觸到的地方。

1.根據(jù)負載的大小來選擇

首先板子做好之后，用直流電源供電，根據(jù)電源箱顯示的電流值來計算阻容降壓中的電容大小

例如：

我們現(xiàn)在板子上需要通過阻容降壓穩(wěn)壓出24V，先通過直流電源箱供24V給我們板子，此時假設(shè)電源箱電流顯示30mA.

交流電220VAC，50HZ， 全波整流，30mA

設(shè)電容大小為C.

Xc = 1/（2πfC）

30mA/0.89 = （220V - 24V ）/Xc ；

（注采用全波整流的利用率系數(shù)為約0.89，半波整流的利用率約0.44）

34mA = 196*100π*C

34/1000 = 19600π*C

C = 34/（1000*19600*π）

= 34/61544000

= 0.552 （uF）

這個電容的選擇需要認真考量，如果負載太輕，不只是消耗了電能，還有導致穩(wěn)壓管輕則發(fā)燙，重則掛掉，更甚者雖然使用的是24V穩(wěn)壓管，可能會漂到30V左右，導致后級穩(wěn)壓電路出現(xiàn)問題，擊穿主控芯片。

還有就是一旦電容選定了，只要負載不超過計算的電流值的話，

此時的電路板消耗的功率為

P = UI = 24V * 34mA = 0.8W 左右

也就是說無論你阻容降壓后后級電路負載無論怎么減少功耗，上面計算的功耗都不會有太大的變化。

2. 使用過程中，在穩(wěn)壓管旁邊的電容一般來說容量越大越好，因為后級電路如果需要瞬間大電流的話

穩(wěn)壓旁路電容如果太小，此時將可能引起穩(wěn)壓的電壓大幅度跌落，導致后級電路供電不穩(wěn)，進而導致一些不可預測的問題，例如主控芯片MCU復位或者死機

3. 在使用過程中，電容是會老化的，然而負責卻不會隨著使用的年限而降低，這樣會導致阻容降壓后的電壓沒有達到設(shè)計要求，此情況和2一樣。

4.使用阻容降壓將會使得整塊電路板帶電，不能直接進行操作，使用是最好使用隔離變壓器將市電隔離后進入控制板進行調(diào)試。

5.對于安裝使用條件來說，必須安裝在人不會輕易接觸到的地方.