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本文主要是關于阻容降壓的相關介紹，并著重對阻容降壓的原理及其意義進行了詳盡的闡述。
阻容降壓
1、什么是阻容降壓？
阻容降壓是一種利用電容在一定頻率的交流信號下產(chǎn)生的容抗來限制最大工作電流的電路。
電容器實際上起到一個限制電流和動態(tài)分配電容器和負載兩端電壓的角色。
2、阻容降壓電路由哪幾部分組成？
阻容降壓電路由降壓模塊、整流模塊、穩(wěn)壓模塊和濾波模塊組成。
3、阻容降壓基本設計要素
電路設計時，應先確定負載最大工作電流，通過此電流值計算電容容值大小，從而選取適當電容。
此處與線性變壓器電源的區(qū)別：阻容降壓電源是通過負載電流選定電容；線性變壓器電源是通過負載電壓和功率選定變壓器。
阻容降壓電流計算
阻容降壓電路可以等效為由降壓電容C1和負載電阻R1組成，電阻和電容串聯(lián)分壓。
電容C1的容抗為Zc=-j/wC=-j/2πfC
電阻R1的阻抗為Zr=R
總的等效阻抗為Z=Zc+Zr=-j/2πfC+R
所以I=U/Z=U/（Zc+Zr）=U/（-j/2πfC+R）
因為阻容降壓電源僅適用于小電流電路，選取的電容容值范圍一般為0.33UF到2.5UF，所以Zc為-1592j到-9651j。而等效負載阻抗Zr在200Ω左右，顯然有|Zc|》》|Zr|，同時輸入電源電壓分在負載上的壓降也遠小于電容的壓降，所以有：Z≈Zc，矢量圖的θ角接近于90°。
由此可得：
I=U/Z=U/Zc=U/（-j/2πfC）
=220*2π*f*C*j
=220*2π*50*C*j
=j69000C
I=|I|∠90°，電流有效值I1=|I|=69000C。當整流方式采用半波整流時，I1=0.5|I|=34500C。
設計舉例
已知條件：負載工作電流15mA，工作電壓5V。求降壓電容容值？
采用半波整流方式，根據(jù)計算式I1=0.5|I|=34500C可知，C=0.43uF。所以此處選用0.47uF的電容，反過來可以驗證提供的電流I1=34500C=16.2mA，多余電流從穩(wěn)壓管流過。
阻容降壓的優(yōu)點：
體積??；成本低。
阻容降壓的缺點：
非隔離電源，不安全；
不能用于大功率負載；
不適合容性和感性負載；
不適合動態(tài)負載。
阻容降壓原理分析
將交流市電轉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，當受體積和成本等因素的限制時，最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源。
電阻電容降壓電路，是我們常用的常見的供電方式之一，它的工作原理并不復雜，就是利用電容在一定的交流信號頻率下產(chǎn)生的容抗來限制最大工作電流，從而達到降壓的目的。
阻容降壓電路以設計簡單，成本低。體積小，裝配方便。廣泛應用在小家電面板控制、小功率LED、酒店門控、電表等領域，一般這種設計只適合于小功率和小電流的負載（建議《100mA）。如電風扇、暖奶器、酸奶機、煮蛋器、拉發(fā)器等等。
在50Hz的工頻條件下，一個1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當220V50Hz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。，電容的電流計算公式=2*3.14*f*C*U， 例如：1微法的電容 根據(jù)公式計算可知電流大約為69MA；容抗=1/（2*π*f*c），例如：1微法的電容的容抗=1/（2*3.14*50*0.000001）=3185。
根據(jù)公式算得容抗和電流
但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，因為如果電容是一個理想電容，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)這個特點，我們如果在一個1uF的電容器上再串聯(lián)一個阻性元件，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阻性元件的特性。
阻容降壓的應用
使用電容降壓注意點：
（1）電容的選取應根據(jù)負載的電流大小和交流電的工作頻率來決定；
（2）限流電容必須采用無極性電容；且，如果電源電壓為110V時，電容的耐壓值必須在275V以上；如果電源電壓為220V時，電容的耐壓值需在600V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容；
?。?）電容降壓不能用于大功率負載；
?。?）限流電容須接于火線，且電容降壓不適合動態(tài)負載；
?。?）電容降壓不適合容性和感性負載；
?。?）需要直流工作時，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流，因為全波整流產(chǎn)生浮置的地，會在陵縣和火線之間產(chǎn)生高壓，容易造成人體觸電傷害。并且需要滿足恒定負載的條件。
?。?）當電容C確定后，輸出電流I是恒定的，而且輸出直流電壓隨著負載電阻RL大小的不同在一定范圍內變化。RL越小輸出電壓越低，RL越大輸出電壓越高。
?。?）穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應等于負載電路的工作電壓。穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流應該取比通過電容電流大一些，而最小穩(wěn)定電流不得大于通過RL的電流。
3、示例分析：
下圖中，C1為降壓電容，一般為0.33-3.3uF。在此設為C1=2uF，整流管的導通電阻通常為幾歐姆，穩(wěn)壓管VS的動態(tài)電阻為10歐姆左右，限流電阻R1及負載電阻RL一般為100-200歐姆，濾波電容一般為100uF-1000uF，其容抗可忽略。因此，可將圖1電路等效為圖2的交流電路，且滿足容抗XC1》R的條件。
電容C1的容抗XC1為：
XC1 =1/（2PI*fC1）= 1/（2*3.14*50*2uF）=1592歐姆
由于R遠小于XC1，則R上的壓降VR也遠小于C1上的壓降，所以VC1與電源電壓V近似相等，即VC1=V。則有：
整流后的直流電流平均值Id為：
Id =V/XC1=V*（2PI*fC1）= 0.62C1（mA）
結論：
?。?）在使用電源變壓器做整流電源時，當電路中各項參數(shù)確定后，輸出電壓是恒定的，而輸出電流Id隨負載增減變化；
?。?）使用電容降壓做整流電路時，由于Id=0.62C1，則Id與C1成正比，則當C1確定后，輸出電流Id是恒定的，輸出直流電壓隨負載電阻RL大小的不同在一定范圍變化。RL越小，輸出電壓越低；RL越大，輸出電壓越高。
C1取值選擇：
C1的大小應根據(jù)負載電流來選擇，如負載電路工作電壓為9V，負載平均電流為75毫安，則有Id=0.62C1，可得出C1=1.2uF。由于穩(wěn)壓管VD5的損耗，則C1可取1.5uF，則此時電源實際提供的電流為Id=93mA.
穩(wěn)壓管穩(wěn)定電流選擇：
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值應等于負載電路的工作電壓。由于電容降壓電源提供的是恒定電流，因此一般不怕負載短路，但當負載完全開路時，R1及VD5回路中將通過全部的93mA電流，所以VD5的最大穩(wěn)定電流應該取100mA為宜。又因為RL與VD5并聯(lián)，則在保證RL取用75mA工作電流是=時，尚有18mA電流通過VD5，所以穩(wěn)壓管的最小穩(wěn)定電流不得大于18mA，否則將失去穩(wěn)壓作用。
限流電阻取值：
限流電阻取值不能太大，否則將會增加電能損耗，并且也會增加C2的耐壓要求。如若R1=100歐姆，R1上的降壓為9.3V，則損耗為0.86W，可以取100歐姆1W的電阻。
濾波電容取值：
濾波電容一般為100uF-1000uF，但需注意其耐壓值。如負載電壓為9V，R1上的壓降為9.3V，總壓降為18.3V，則濾波電容C2應取25V以上為好。
注：電容降壓電源是一種非隔離電源，在應用上需特別注意隔離，以防止觸電。
結語
關于阻容降壓的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
工商網(wǎng)監(jiān)
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