如何采用電容降壓式電源實(shí)現(xiàn)交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流

電容降壓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(lái)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。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(lái)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(guò)電容的最大電流約為70mA。雖然流過(guò)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(guò)電容的電流為虛部電流，它所作的功為無(wú)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)?10V/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)?W/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。

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(jiǎn)單實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。

一、電路原理

電容降壓式簡(jiǎn)易電源的基本電路如圖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。

二、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(lái)選擇降壓電容器的容量。因?yàn)橥ㄟ^(guò)降壓電容C1向負(fù)載提供的電流Io，實(shí)際上是流過(guò)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(guò)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(shí)間內(nèi)泄放掉C1上的電荷。

三、設(shè)計(jì)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(fù)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(guò)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(fù)載電流Io的關(guān)系可近似認(rèn)為：C=14.5 I，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

阻容降壓原理和計(jì)算公式

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?，取決于所使用的齊納穩(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(guó)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

f為電源頻率單位HZ;C為電容容值單位F法拉;V為電源電壓?jiǎn)挝环黇;Zc=2*Pi*f*C為阻抗阻值單位歐姆.

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〉?，穩(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(kāi)運(yùn)行。

阻容降壓電路什么樣計(jì)算

我想做一個(gè)阻容降壓電路，用電容和電阻把220VAC降壓降到6VDC，以此來(lái)供LED工作，不用變壓器。但是不知道什么樣計(jì)算用多大阻值多大功率的電阻，用哪種的電容，電容的容量用多大。這些什么樣計(jì)算出來(lái)?

問(wèn)題補(bǔ)充：所求的是降壓電容和降壓電阻的容量和阻值大小和功率，還有用哪種種類的電容或電阻?

另外濾波電容的容量什么算?

電容降壓是恒流方式的，電壓必須由齊納管確定，也就是穩(wěn)壓管。如果你用它帶動(dòng)LED，必須要加與LED電壓對(duì)應(yīng)的穩(wěn)壓管。

半波整流方式計(jì)算應(yīng)該是每uF電容量提供約30mA電流，這是在中國(guó)的50Hz220V線路上的參考。

全波整流時(shí)電流加倍，即每uF可提供60mA電流。

為了安全，最好不使用全波，因?yàn)樗菓腋〉氐摹?

我家里的LED夜燈就是我用電容降壓自己接的，有興趣可以與我交流一下。LED照明不是很簡(jiǎn)單的事情，我以前用變壓器都燒壞過(guò)十來(lái)個(gè)LED了。白LED是靜電敏感的，還有要良好的保護(hù)及防靜電措施

電容量(uf)=電流(mA)/15

限流電阻(Ω)=310/最大允許浪涌電流

放電電阻(KΩ)=500/電容(uf)

假如僅作指示燈的話耐壓400v 0.01uf的就可以(以前試過(guò)，直接串聯(lián)，不過(guò)可能電容大小記得不是很清楚太久了)

使用標(biāo)準(zhǔn)的容抗來(lái)等效計(jì)算

假如照明的話，涉及到一些因素，最好不要這樣接。假如僅僅是為了體積的話可以使用專用的降壓模塊。

假如考慮成本的話，作小功率的開(kāi)關(guān)電源也可以

假如是陣列的話，直接串聯(lián)計(jì)算方式 c=15×I C為電容容量單位微法 i設(shè)備為工作電流單位為安 如一個(gè)燈泡的電阻為0.6安電容就選擇 15×0.6=9微法在電路里串連 9微法的電容就可以了，電容的原則挺關(guān)鍵須選擇電容的耐壓高于工作電壓，選用無(wú)極性電容。

電容降壓要求使用50赫的交流電，電容的選擇和頻率有關(guān)與電壓無(wú)關(guān)，

不如用于 6伏降壓和220伏降壓的的電容容量是一樣的

阻容降壓電路的小結(jié)

注1:電路缺點(diǎn):高壓沒(méi)隔離,有觸電的危險(xiǎn).

注2:電路PCB設(shè)計(jì)時(shí),注意L-line與N-line之間的爬電距離.各種產(chǎn)品要求有所不同,建議值:>4mm.