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(dāng)受體積和成本等因素的限制時(shí)，最簡單實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。
采用電容降壓時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?，而不是依?jù)負(fù)載的電壓和功率。
2、限流電容必須采用無極性電容，絕對(duì)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?yàn)椴话踩?/div>
4、電容降壓不適合動(dòng)態(tài)負(fù)載條件。
5、同樣，電容降壓不適合容性和感性負(fù)載。
6、當(dāng)需要直流工作時(shí)，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流，而且要滿足恒定負(fù)載的條件。
電路一
這一類的電路通常用于低成本取得非隔離的小電流電源。它的輸出電壓通?？稍趲追饺龓资Q于所使用的齊納穩(wěn)壓管。所能提供的電流大小正比于限流電容容量。采用半波整流時(shí)，每微法電容可得到電流(平均值)為：(國際標(biāo)準(zhǔn)單位)
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
如果采用全波整流可得到雙倍的電流(平均值)為：
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，此類電路全波整流雖電流稍大，但是因?yàn)楦〉兀€(wěn)定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。
使用這種電路時(shí)，需要注意以下事項(xiàng)：
1、未和 220V 交流高壓隔離，請(qǐng)注意安全，嚴(yán)防觸電!
2、限流電容須接于火線，耐壓要足夠大(大于 400V)，并加串防浪涌沖擊兼保險(xiǎn)電阻和并放電電阻。
3、注意齊納管功耗，嚴(yán)禁齊納管斷開運(yùn)行。
電路二
最簡單的電容降壓直流供電電路及其等效電路如圖 1，C1 為降壓電容，一般為 0.33~3.3uF。假設(shè) C1=2uF，其容抗 XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由于整流管的導(dǎo)通電阻只有幾歐姆，穩(wěn)壓管 VS 的動(dòng)態(tài)電阻為 10 歐姆左右，限流電阻 R1 及負(fù)載電阻 RL 一般為 100~200，而濾波電容一般為 100uF~1000uF，其容抗非常小，可以忽略。若用 R 代表除 C1 以外所有元器件的等效電阻，可以畫出圖的交流等效電路。同時(shí)滿足了 XC1>R 的條件,所以可以畫出電壓向量由于 R 甚小于 XC1，R 上的壓降 VR 也遠(yuǎn)小于 C1 上的壓降，所以 VC1 與電源電壓 V 近似相等，即 VC1=V。根據(jù)電工原理可知：整流后的直流電流平均值 Id,與交流電平均值 I 的關(guān)系為 Id=V/XC1。若 C1 以 uF 為單位，則 Id 為毫安單位，對(duì)于 22V，50 赫茲交流電來說，可得到 Id=0.62C1。
由此可以得出以下兩個(gè)結(jié)論：(1)在使用電源變壓器作整流電源時(shí)，當(dāng)電路中各項(xiàng)參數(shù)確定以后，輸出電壓是恒定的，而輸出電流 Id 則隨負(fù)載增減而變化;(2)使用電容降壓作整流電路時(shí)，由于 Id=0.62C1,可以看出，Id 與 C1 成正比，即 C1 確定以后，輸出電流 Id 是恒定的，而輸出直流電壓卻隨負(fù)載電阻 RL 大小不同在一定范圍內(nèi)變化。RL 越小輸出電壓越低，RL 越大輸出電壓也越高。C1 取值大小應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流來選擇，比如負(fù)載電路需要 9V 工作電壓，負(fù)載平均電流為 75 毫安，由于 Id=0.62C1，可以算得 C1=1.2uF?？紤]到穩(wěn)壓管 VD5 的的損耗，C1 可以取 1.5uF，此時(shí)電源實(shí)際提供的電流為 Id=93 毫安。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應(yīng)等于負(fù)載電路的工作電壓，其穩(wěn)定電流的選擇也非常重要。由于電容降壓電源提供的的是恒定電流，近似為恒流源，因此一般不怕負(fù)載短路，但是當(dāng)負(fù)載完全開路時(shí)，R1 及 VD5 回路中將通過全部的 93 毫安電流，所以 VD5 的最大穩(wěn)定電流應(yīng)該取 100 毫安為宜。由于 RL 與 VD5 并聯(lián)，在保證 RL 取用 75 毫安工作電流的同時(shí)，尚有 18 毫安電流通過 VD5，所以其最小穩(wěn)定電流不得大于 18 毫安，否則將失去穩(wěn)壓作用。
限流電阻取值不能太大，否則會(huì)增加電能損耗，同時(shí)也會(huì)增加 C2 的耐壓要求。如果是 R1=100 歐姆，R1 上的壓降為 9.3V,則損耗為 0.86 瓦,可以取 100 歐姆 1 瓦的電阻。
濾波電容一般取 100 微法到 1000 微法,但要注意其耐亞的選擇 . 前已述及,負(fù)載電壓為 9V,R1 上的壓降為 9.3V,總降壓為 18.3V,考慮到留有一定的余量,因此 C2 耐壓取 25V 以上為好。
電路三
如圖 -1，C1 為降壓電容器，D2 為半波整流二極管，D1 在市電的負(fù)半周時(shí)給 C1 提供放電
回路，D3 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(shí)際應(yīng)用時(shí)常常采用的是圖 -2 的所示的電路。當(dāng)需要向負(fù)載提供較大的電流時(shí)，可采用圖 -3 所示的橋式整流電路。整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會(huì)高于 30 伏，并且會(huì)隨負(fù)載電流的變化發(fā)生很大的波動(dòng)，這是因?yàn)榇祟愲娫磧?nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應(yīng)用場(chǎng)合。
器件選擇
1、電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先測(cè)定負(fù)載電流的準(zhǔn)確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因?yàn)橥ㄟ^降壓電容 C1 向負(fù)載提供的電流 Io，實(shí)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(dāng)負(fù)載電流 Io 小于 C1 的充放電電流時(shí)，多余的電流就會(huì)流過穩(wěn)壓管，若穩(wěn)壓管的最大允許電流 Idmax 小于 Ic-Io 時(shí)易造成穩(wěn)壓管燒毀。
2、為保證 C1 可工作，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(shí)間內(nèi)泄放掉 C1 上的電荷。
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。
整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會(huì)高于 30 伏，并且會(huì)隨負(fù)載電流的變化發(fā)生很大的波動(dòng)，這是因?yàn)榇祟愲娫磧?nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應(yīng)用場(chǎng)合。
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。
電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)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(gè) 1uF 的電容所產(chǎn)生的容抗約為 3180 歐姆。當(dāng) 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,應(yīng)為如果電容是一個(gè)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(gè)特點(diǎn)，我們?nèi)绻谝粋€(gè) 1uF 的電容器上再串聯(lián)一個(gè)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(gè)阻性元件的特性。例如，我們將一個(gè) 110V/8W 的燈泡與一個(gè) 1uF 的電容串聯(lián)，在接到 220V/50Hz 的交流電壓上，燈泡被點(diǎn)亮，發(fā)出正常的亮度而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?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(huì)被點(diǎn)亮，而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?5W/65V 的燈泡的工作電流也約為 70mA。因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。
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