電容壓降電源拓?fù)溆袝r(shí)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇

談到電源——電源、穩(wěn)壓器、轉(zhuǎn)換器——現(xiàn)在最常提到的第一個(gè)參數(shù)是“效率”。雖然更高的效率當(dāng)然是一件好事，但設(shè)計(jì)人員知道還有許多其他重要標(biāo)準(zhǔn)，例如輸入調(diào)節(jié)、輸出調(diào)節(jié)和輸出紋波（僅舉幾例）。這些只是性能因素——更高的效率還必須與供應(yīng)規(guī)模、成本、復(fù)雜性和其他屬性進(jìn)行權(quán)衡。

這就是為什么電容壓降電源拓?fù)溆袝r(shí)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它簡單、易于設(shè)置，并且可以在電流要求約為 50 至 100 mA 的應(yīng)用中提供基本的 AC 輸入/DC 輸出。它采用電流、電壓和基于電抗的分壓的基本原理，而不是使用功耗電阻器通過分壓器降低線路電壓。自早期電子產(chǎn)品以來，它就已成功用于應(yīng)用，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)用于為智能電表 (e-meters) 和 LED 串供電。由于不使用變壓器或電感器等磁性元件，因此成本低且重量輕。

在這種電容式無變壓器電源中，只要電流輸出 (IOUT) 小于或等于電流輸入 (IIN)，負(fù)載上的電壓就會保持恒定。IIN 受 R1 和 C1 的電抗限制。R1限制浪涌電流；選擇它的值是為了不消耗太多功率，但又足夠大以限制浪涌電流。

理論上，電容器的無損耗電阻和電抗避免了分壓電阻器會產(chǎn)生的損耗，盡管該設(shè)計(jì)還有其他顯著損耗的來源。電容器的尺寸必須在線路頻率下具有正確的無功，以實(shí)現(xiàn)所需的分壓比。整流二極管可以是單個(gè)二極管，也可以是全波橋，以獲得更低的紋波和更好的性能。如果負(fù)載已知且相對固定，則可以在輸出端使用一個(gè)基本的大容量電容器來平滑紋波（如果需要）；對于變化的負(fù)載或更低的紋波，可以在輸出端添加一個(gè)簡單的 DC/DC 穩(wěn)壓器，以提供更穩(wěn)定的 DC 輸出；我不愿稱它為“導(dǎo)軌”，因?yàn)樗ǔＨ狈χ绷鲗?dǎo)軌的穩(wěn)定性。

（請注意，使用電容器和二極管來產(chǎn)生降壓AC/DC電源有一些諷刺意味：當(dāng)排列在不同的拓?fù)渲袝r(shí)，這些用于構(gòu)建的電容器和二極管是倍壓、三倍甚至更高的- 交流電源的倍數(shù)。）

但在電容下降的背后存在著潛在的挑戰(zhàn)：下降電容會受到全交流線路應(yīng)力和尖峰的影響，因此如果使用低檔單元，可能會出現(xiàn)故障。大多數(shù)供應(yīng)商強(qiáng)烈建議您使用“X 級”電容器，這意味著如果它由于電壓尖峰或過載而失效，它仍將保持電流隔離，而不是“故障-短路”模式，這會使用戶陷入危險(xiǎn)。此外，由于該設(shè)計(jì)沒有通過變壓器隔離，因此對用戶存在潛在危險(xiǎn)（我們的意思是“潛在”這個(gè)詞的兩種含義！）由于電容壓降電路具有所謂的接地線并且不浮動(dòng)，如果線路-AC 插頭或插座接線錯(cuò)誤并且重新布置火線、中性線和地線，可能會產(chǎn)生嚴(yán)重后果；

盡管存在這些問題，電容降壓電源還是有用的，并且在可行的 AC/DC 電源選項(xiàng)的家族樹中占有一席之地。供應(yīng)商正在尋找改善其低效率的方法，通常在 10-20% 范圍內(nèi)。（聽起來確實(shí)很糟糕?。┩ㄟ^添加低成本 DC/DC 穩(wěn)壓器，可以顯著提高效率，同時(shí)仍然避免磁性元件的成本和尺寸；當(dāng)然，盡管它們是否如此負(fù)面是非常依賴于應(yīng)用程序的。

供應(yīng)商和其他人已經(jīng)發(fā)布了一些關(guān)于上限下降供應(yīng)的良好分析以及改進(jìn)它的方法（參見下面的參考資料）。這里的重要信息是，AC/DC 電源的范圍遠(yuǎn)不止廣泛使用的、閉環(huán)、嚴(yán)格調(diào)節(jié)的線性和開關(guān)設(shè)計(jì)，還包括一些對應(yīng)用程序可能不優(yōu)雅但有效（如果不是有效的話）的方法。但在做出選擇之前，您必須充分了解每種類型的性能和安全注意事項(xiàng)，以及許多日益嚴(yán)格的效率和安全監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。電源拓?fù)溥x擇沒有什么簡單的，這是肯定的。