電容降壓時(shí)的典型應(yīng)用與注意事項(xiàng)詳解

大家在電路設(shè)計(jì)中會(huì)碰到各種各樣的的問(wèn)題，電容降壓也是常見(jiàn)的問(wèn)題之一，其實(shí)電容降壓的工作原理并不復(fù)雜：即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。

下圖為阻容降壓的典型應(yīng)用，C1為降壓電容，R1為斷開(kāi)電源時(shí)C1的泄放電阻，D1為半波整流二極管，D2在市電的負(fù)半周為C1提供放電回路，否則電容C1充滿(mǎn)電就不工作了，Z1為穩(wěn)壓二極管，C2為濾波電容。輸出為穩(wěn)壓二極管Z1的穩(wěn)定電壓值。

在實(shí)際應(yīng)用中，EDA365電子論壇認(rèn)為可以用下圖代替上圖，這里用了Z1正向特性和反向特性，其反向特性（也就是其穩(wěn)壓特性）來(lái)穩(wěn)定電壓，其正向特性用來(lái)在市電負(fù)半周給C1提供放電回路。

在較大電流的應(yīng)用中，可以用全波整流。如下圖：

在小電壓全波整流輸出時(shí)，最大輸出電流即為：

容抗：Xc=1/（2πfC）

電流：Ic = U/Xc=2πfCU

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(wú)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?/p>

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(mǎn)足恒定負(fù)載的條件。
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