阻容降壓電路的工作原理

電路中降壓的方法有很多，阻容降壓因只需要一個(gè)電容和一個(gè)電阻就能實(shí)現電壓降低，成本低，所以使用廣泛，在電源電路中，比如小家電（電蚊拍、電飯煲、節能燈，電風(fēng)扇，溫控器，智能電表）都使用了阻容降壓電路。

它的工作原理是利用電容在一定頻率的交流信號下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。 電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負載兩端電壓的角色。

在市電50HZ頻率下，它的輸出電流一般都小于200mA，輸出電壓取決于所使用的穩壓管穩壓值，而輸出電流大小取決于電容容量的大小，電容容量越大，電流越大。

阻容降壓的完整電路一般有五大部分組成：浪涌保護電路、阻容降壓電路、整流電路、穩壓電路、濾波電路，如下圖

阻容降壓完整電路

1、浪涌保護電路：這屬于市電前級電路，一般都會(huì )有保險絲FU，它的作用是防止電路過(guò)大電流，一旦電流過(guò)大，保險絲會(huì )熔斷，還有壓敏電阻VDR，VDR作用是抑制浪涌電壓，一般還有一個(gè)限流電阻R，R為20Ω，一般功率2W以上，在有些電路還有熱敏電阻PTC；

2、阻容降壓電路：這是整個(gè)電路核心，理解阻容降壓電路之前先看看電容如何在交流信號下產(chǎn)生容抗來(lái)限制電路的最大工作電流。 根據電容容抗的計算公式Xc=1/(2πfC) 可算出容抗大小，（f為市電的頻率50Hz，C為電容值的大?。?，假如降壓電容容量1μF，那么將U市電電壓220V加在電容上，所產(chǎn)生的容抗約為3183.09Ω，那么流過(guò)電容的電流I=U/Xc=69.1mA。

由于其它參數一般為固定值，電路中的降壓電容的容量大小決定了降壓電路中的電流大小，因此可以根據負載電流的需要選擇降壓電容的容量大小，220V、50Hz的交流電路中，下表是電容降壓電路中電流大小與容量之間的關(guān)系，表中所示電流為特定降壓電容器容量下的最大電流值。

電容量與流過(guò)電流關(guān)系

為保證降壓電容可靠工作，其耐壓選擇應大于兩倍的供電電壓。

在這里有一個(gè)問(wèn)題，C為什么不能用電阻代替，那是因為電阻為有功元件，使用電阻降壓會(huì )在電阻上產(chǎn)生較大的熱量損耗，使電源效率降低，長(cháng)期發(fā)熱會(huì )使電阻損壞，而電容是無(wú)功元件，不會(huì )有這些問(wèn)題。

R1為泄放電阻 ，它的作用是保證在規定的時(shí)間內泄放掉C上的電荷。 泄放電阻大可以降低功耗，但是泄放效果差，降壓電容放電時(shí)間長(cháng)。 泄放電阻通常為500kΩ～1MΩ，根據降壓電容的容量大小需要進(jìn)行一些微調，以達到更好的泄放效果，下表是泄放電阻與降壓電容之間的關(guān)系，降壓電容大時(shí)要求泄放電阻小。

泄放電阻與降壓電容之間的關(guān)系

3、整流電路

一般采用半波整流，對于半波整流二極管的選擇，要充分考慮電壓波動(dòng)和最大平均電流和最高反向工作電壓。

還可采用全波整流；

4、穩壓電路

穩壓管的作用：當流向負載電流變大時(shí)導致電壓上升，穩壓管擊穿，多余的電流就會(huì )流過(guò)穩壓管，使輸出電壓降低。

在選擇穩壓二極管時(shí)候要保證它流過(guò)的最大電流，因為一旦負載開(kāi)路，穩壓管就要承受全部的電流，造成穩壓管燒毀.

5、濾波電路

濾波主要是電解電容或者鉭電容，可根據輸出紋波要求選擇適當容量的電解電容。

阻容降壓輸出一般只給對供電電源要求不高的電路。

阻容降壓電路另外兩種形式：

阻容降壓半波電路

將穩壓管ZD1代替二極管D1的位置，得到了以上電路。

交流電壓經(jīng)過(guò)電容C降壓，D2半波整流，再經(jīng)C1濾波到得直流工作電壓，R1是泄放電阻。 VD2是穩壓二極管，起穩壓作用，并在負半周為C提供放電回路，否則電容C充滿(mǎn)電后就不工作了。

阻容降壓全波（橋式）整流

將半波整流部分更換為全波整流便得到以上電路。

由于半波整流電路的電流利用率較低，為了提高電源電流利用率可使用阻容降壓橋式整流電路。

阻容降壓電路設計時(shí)注意事項：

1、電容的選擇。

在阻容降壓電路設計時(shí)，電路是通過(guò)負載電流大小來(lái)決定電容的選擇，阻容降壓電容的容量選擇特別關(guān)鍵，首先我們需要先確定負載最大工作電流，然后通過(guò)這個(gè)電流值來(lái)計算電容容量的大?。ㄒ话阖撦d電阻較小，阻容電路更像恒流源電路，所以可以忽略負載電阻影響）

電容選擇不能隨便使用一種電容，需要選擇專(zhuān)用的阻容降壓電容，由于普通電容容量衰減較快，容量減少而導致供電不足。

2、功率的要求。

阻容降壓電路僅適合小功率電路中，千萬(wàn)不能使用到大功率電路中，阻容降壓電源僅適用于小電流電路。 大功率電路中，就需要使用變壓器方案。

3、阻容降壓電路的一些優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)是成本非常低； 電路很小很簡(jiǎn)單，安裝不占用空間； 工作效率高。

缺點(diǎn)是容易損壞，且為非隔離的電源不安全； 不能用于大功率負載； 不適合容性和感性負載； 不適合動(dòng)態(tài)負載。