阻容降压原理 原理图 元件选型.docx

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阻容降压原理原理图元件选型

阻容降压原理

电容降压的工作原理并不复杂。

他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。

例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。

当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。

虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。

根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。

例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。

因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。

同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。

因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。

因

此,电容降压实际上是利用容抗限流。

而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

采用电容降压时应注意以下几点：

1根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。

2限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。

而且电容的耐压须在400V以上。

最理想的电容为铁壳油浸电容。

3电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。

4电容降压不适合动态负载条件。

5同样,电容降压不适合容性和感性负载。

6当需要直流工作时,尽量采用半波整流。

不建议采用桥式整流。

而且要满足恒定负载的条件。

这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。

它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。

所能提供的电流大小正比于限流电容容量。

采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：

（国际标准单位）

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

如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：

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，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。

使用这种电路时，需要注意以下事项：

1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！

2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。

3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行

（一）电容降压式稳压电源

电容降压式稳压电源输出电流较小,但他不用变压器所以体积小,成本低,适用于耗电小的电子设备,原理图见（1-1）

如果桥式整流电路的输入交流电压为Vi输出直流电压为Vo,输出电流为Iz则降压电容容抗近似为:

Xc≈[Vi-Vo]/Iz=[220-Vo]/Iz（Ω）,而电容值为:

C1=106/2πfXc=106/314Xc（uf）,如果稳压管采用输出Vn=6v稳定电压时的稳定电流Ix=10mA最大稳定电流Izm=38mA,则输出电流允许变化范围为Io=0-28mA,为减少纹波系数和限流电阻上的功耗,R3取200Ω,则

Vo=Vn+R3Izm=6+200*0.038=13.6V,而当滤波电容足够大时,桥式整流输出直流电压约为交流最大值的0.9,因此Vi=Vo/0.9√2≈11V；Xc=[220-11]/0.038=5500Ω;

C1=106/314*5500=0.579uf,如果要求不是非常严格的话我们一般取近似的标称?

那麽C1=0.56uf。

电路中的、C1耐压应大于300V，氖管N用来检查火线。

此主题相关图片如下：

简单的串联型直流稳压电源：

最简单的串联型直流稳压电源见图（1-2），其中三极管BG为调整管，R、DW组成基准电压源，他的工作原理可以用图1-2b来说明，BG、R、DW相当于一个可变电阻，同负载RL组成分压器，当负载RL或Vi改变时只要调节Rt就可使RL两端电压基本保持不便，图1-2a中的BG即起到一个可变电阻的作用，他的基极加有基准电压，当输入电压Vi升高或负载电阻RL减小时电流增大，Vo升高，BG的Vbe=Vb-Ve减小，其内阻增大Vo降低。

相反输入电压降低或负载RL增大时，电流减小Vo降低，Vbe升高，BG的内阻减小，Vo上升，因此BG起到了自动调整电压的作用。

调整过程中关键是Vbe发生变化，所以Vb越稳定调整精度越高，BG的β值越高调整作用越明显，灵敏度越高。

由于Ve=Vb-Vbe，所以Ve随Vb变化，他们始终差一个Vbe值，BG的作用是一个射级跟随器。

电路设计很简单，如果要求输出电压12V，电流100mA，则稳压管DW应选用

Vw=Vo+0.7（DW压降）=12.7V电阻R是DW的限流电阻，若稳定电流Iz=10mA,Vi=18V则R=[Vi-Vz]/Iz=[18-12.7]/0.01=530Ω。

BG的耐压应大于Vi，集电极功耗应大于[[Vi-Vo]*Io。

图1-3为稳压电源的原理图：

额定电压6V输出电流100mA。

R4为稳压源提供直流通路，使空载时BG2集电极电路仍有2-4mA的电流以维持正常工作，C2进一步改善输出端的纹波系数。

BG1起短路保护作用，正常时BG1基极电位Vb1≈3.5V发射级电位Ve1=Vo=6v，BG1处于反向偏置而截止，所以，BG1对整个电路无影响，当输出短路后Ve1=0，BG1正向偏置而导通，由于BG1基极电位较高，基极电流很大，因此BG1呈饱和状态，其集电极电压即BG2基极电压接近0V使BG2截止，从而保护了整流管和调整管。

BG1的饱和压降愈小愈好，至少要使Vces1≤0.5V。

此主题相关图片如下：

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阻容降压电路

一、阻容降压原理

电容降压的工作原理并不复杂。

他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。

例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。

当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。

虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。

根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。

例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。

因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。

同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。

因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。

因此,电容降压实际上是利用容抗限流。

而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容器，D2为半波整流二极管，D1在市电的负半周时给C1提供放电回路，D3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。

在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。

当需要向负载提供较大的电流时，可采用图3所示的桥式整流电路。

二、器件选择

1.电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。

因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。

C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。

当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

2.为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。

3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

三、设计举例

图2中，已知C1为0.33μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。

C1在电路中的容抗Xc为：

Xc=1/（2πfC）=1/（2*3.14*50*0.33*10-6）=9.65K

流过电容器C1的充电电流（Ic）为：

Ic=U/Xc=220/9.65=22mA。

通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：

C=14.5I，其中C的容量单位是μF，Io的单位是A。

电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。

阻容降压电路

一、阻容降压原理

电容降压的工作原理并不复杂。

他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。

例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。

当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。

虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。

根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。

例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。

因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。

同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。

因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。

因此,电容降压实际上是利用容抗限流。

而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容器，D2为半波整流二极管，D1在市电的负半周时给C1提供放电回路，D3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。

在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。

当需要向负载提供较大的电流时，可采用图3所示的桥式整流电路。

二、器件选择

1.电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。

因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。

C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。

当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

2.为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。

3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

三、设计举例

图2中，已知C1为0.33μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。

C1在电路中的容抗Xc为：

Xc=1/（2πfC）=1/（2*3.14*50*0.33*10-6）=9.65K

流过电容器C1的充电电流（Ic）为：

Ic=U/Xc=220/9.65=22mA。

通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：

C=14.5I，其中C的容量单位是μF，Io的单位是A。

电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。

几个实用电路阻容降压原理

将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源.

采用电容降压时应注意以下几点:

1根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率.

2限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容.而且电容的耐压须在400V以上.最理想的电容为铁壳油浸电容.

3电容降压不能用于大功率条件,因为不安全.

4电容降压不适合动态负载条件.

5同样,电容降压不适合容性和感性负载.

6当需要直流工作时,尽量采用半波整流.不建议采用桥式整流.而且要满足恒定负载的条件电路一,

这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。

它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。

所能提供的电流大小正比于限流电容容量。

采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：

（国际标准单位）

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

如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：

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，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。

使用这种电路时，需要注意以下事项：

1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！

2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。

3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。

电路二,

最简单的电容降压直流供电电路及其等效电路如图1，C1为降压电容，一般为0.33~3.3uF。

假设C1=2uF，其容抗XCL=1/（2PI*fC1）=1592。

由于整流管的导通电阻只有几欧姆，稳压管VS的动态电阻为10欧姆左右，限流电阻R1及负载电阻RL一般为100~200，而滤波电容一般为100uF~1000uF，其容抗非常小，可以忽略。

若用R代表除C1以外所有元器件的等效电阻，可以画出图的交流等效电路。

同时满足了XC1>R的条件,所以可以画出电压向量由于R甚小于XC1，R上的压降VR也远小于C1上的压降，所以VC1与电源电压V近似相等，即VC1=V。

根据电工原理可知：

整流后的直流电流平均值Id,与交流电平均值I的关系为Id=V/XC1。

若C1以uF为单位，则Id为毫安单位，对于22V，50赫兹交流电来说，可得到Id=0.62C1。

由此可以得出以下两个结论：

（1）在使用电源变压器作整流电源时，当电路中各项参数确定以后，输出电压是恒定的，而输出电流Id则随负载增减而变化；

（2）使用电容降压作整流电路时，由于Id=0.62C1,可以看出，Id与C1成正比，即C1确定以后，输出电流Id是恒定的，而输出直流电压却随负载电阻RL大小不同在一定范围内变化。

RL越小输出电压越低，RL越大输出电压也越高。

C1取值大小应根据负载电流来选择，比如负载电路需要9V工作电压，负载平均电流为75毫安，由于Id=0.62C1，可以算得C1=1.2uF。

考虑到稳压管VD5的的损耗，C1可以取1.5uF，此时电源实际提供的电流为Id=93毫安。

稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压，其稳定电流的选择也非常重要。

由于电容降压电源提供的的是恒定电流，近似为恒流源，因此一般不怕负载短路，但是当负载完全开路时，R1及VD5回路中将通过全部的93毫安电流，所以VD5的最大稳定电流应该取100毫安为宜。

由于RL与VD5并联，在保证RL取用75毫安工作电流的同时，尚有18毫安电流通过VD5，所以其最小稳定电流不得大于18毫安，否则将失去稳压作用。

限流电阻取值不能太大，否则会增加电能损耗，同时也会增加C2的耐压要求。

如果是R1=100欧姆，R1上的压降为9.3V,则损耗为0.86瓦,可以取100欧姆1瓦的电阻。

滤波电容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亚的选择.前已述及,负载电压为9V,R1上的压降为9.3V,总降压为18.3V,考虑到留有一定的余量,因此C2耐压取25V以上为好。

电路三,

　　如图-1，C1为降压电容器，D2为半波整流二极管，D1在市电的负半周时给C1提供放电

回路，D3是稳压二极管R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。

在实际应用时常常采用的是图-2的所示的电路。

当需要向负载提供较大的电流时，可采用图-3所示的桥式整流电路。

整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，这是因为此类电源内阻很大的缘故所致，故不适合大电流供电的应用场合。

器件选择

　　1.电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。

因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。

C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。

当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

　　2.为保证C1可*工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。

　　3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

设计举例

　　图-2中，已知C1为0.33μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。

　　C1在电路中的容抗Xc为：

　　Xc=1/（2πfC）=1/（2*3.14*50*0.33*10-6）=9.65K

　　流过电容器C1的充电电流（Ic）为：

Ic=U/Xc=220/9.65=22mA。

　　通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：

C=14.5I，其中C的容量单位是μF，Io的单位是A。

　　电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。

整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合.

电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电

电容降压的工作原理并不复杂.他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流.例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆.当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA.虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率.根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性.例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁.因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合.同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁.因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA.因此,电容降压实际上是利用容抗限流.而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色.

几个实用电路阻容降压原理

将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源.

采用电容降压时应注意以下几点:

1根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率.

2限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容.而且电容的耐压须在400V以上.最理想的电容为铁壳油浸电容.

3电容降压不能用于大功率条件,因为不安全.

4电容降压不适合动态负载条件.

5同样,电容降压不适合容性和感性负载.

6当需要直流工作时,尽量采用半波整流.不建议采用桥式整流.而且要满足恒定负载的条件.

电路一,

这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。

它的输出电压通常可在几伏到三几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。

所能提供的电流大小正比于限流电容容量。

采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：

（国际标准单位）

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

如果采用全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：

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，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。

使用这种电路时，需要注意以下事项：

1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！

2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。

3、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。

电路二,

最简单的电容降压直流供电电路及其等效电路如图1，C1为降压电容，一般为0.33~3.3uF。

假设C1=2uF，其容抗XCL=1/（2PI*fC1）=1592。

由于整流管的导通电阻只有几欧姆，稳压管VS的动态电阻为10欧姆左右，限流电阻R1及负载电阻RL一般为100~200，而滤波电容一般为100uF~1000uF，其容抗非常小，可以忽略。

若用R代表除C1以外所有元器件的等效电阻，可以画出图的交流等效电路。

同时满足了XC1>R的条件,所以可以画出电压向量由于R甚小于XC1，R上的压降VR也远小于C1上的压降，所以VC1与电源电压V近似相等，即VC1=V。

根据电工原理可知：

整流后的直流电流平均值Id,与交流电平均值I的关系为Id=V/XC1。

若C1以uF为单位，则Id为毫安单位，对于22V，50赫兹交流电来说，可得到Id=0.62C1。

由此可以得出以下两个结论：

（1）在使用电源变压器作整流电源时，当电路中各项参数确定以后，输出电压是恒定的，而输出电流Id则随负载增减而变化；

（2）使用电容降压作整流电路时，由于Id=0.62C1,可以看出，Id与C1成正比，即C1确定以后，输出电流Id是恒定的，而输出直流电压却随负载电阻RL大小不同在一定范围内变化。

RL越小输出电压越低，RL越大输出电压也越高。

C1取值大小应根据负载电流来选择，比如负载电路需要9V工作电压，负载平均电流为75毫安，由于Id=0.62C1，可以算得C1=1.2uF。

考虑到稳压管VD5的的损耗，C1可以取1.5uF，此时电源实际提供的电流为Id=93毫安。

稳压管的稳压值应等于负载电路的工作电压，其稳定电流的选择也非常重要。

由于电容降压电源提供的的是恒定电流，近似为恒流源，因此一般不怕负载短路，但是当负载完全开路时，R1及VD5回路中将通过全部的93毫安电流，所以VD5的最大稳定电流应该取100毫安为宜。

由于RL与VD5并联，在保证RL取用75毫