阻容降压式电源

将交流市电转换为低压直流电的方法包括电阻降压、电容降压、变压器降压和开关电源降压等多种方法，其中阻容降压电源的体积小、成本低，是一种简单实用的电源电路，在一些低成本的小夜灯和LED球泡灯中应用较多。

1. 电路原理

 

图1-a是电容降压电源原理电路，C1是降压电容，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C1的电荷泄放电阻，C2是滤波电容。在实际应用时，采用图1-b所示的电路还可以节省一只二极管。图1-c是改进电路，增加一只限流电阻，提高了电路的安全性。采用图1-c所示的桥式整流电路，可以获得两倍于半波整流型电路的输出电流，但因为是浮地工作，稳定性和安全性都要较低。

电容降压实际上是利用容抗限流，降压电容的容量越大，容抗就越小，其充放电电流也越大。这个充放电电流就是向负载提供的电流。因为流过电容的电流所作的功为无功功率，所以在电容器上几乎不会产生功耗。

使用电容降压作整流电路时，向负载提供的电流就是流过降压电容的充放电电流。输出电流与降压电容成正比，电容容量越大，容抗越小，其充、放电电流越大。当需要获得较大电流时，可采用图1-e所示的电路，降压电容由两只电解电容组成，D3、D4用来保护电解电容，防止被反向电压击。

当降压电容确定以后，输出电流就近似于一个恒定值，若负载消耗不完，多余的电流就会流过稳压管，当这个分流大于稳压管的最大允许电流时，稳压管就会烧毁。

电容降压电源在未经稳压时的直流电压通常在30V以上，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，负载越小输出电压越低，负载越大输出电压也越高，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或动态负载的应用场合。

2. 元器件的选择

降压电容  为确保工作可靠，降压电容必须采用金属化薄膜电容，其耐压选择应大于两倍的电源电压。降压电容的大小应根据负载电流来选择，当电容太大，使负载电流小于充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流太小就容易烧毁。
泄放电阻  泄放电阻的选择必须保证在要求的时间内泄放掉降压电容上的电荷，其耐压必须大于交流输入电压的峰值。
限流电阻  限流电阻的取值不能太大，否则会增加损耗。
整流二极管  普通的整流二极管都能满足电路需要。
滤波电容  滤波电容越大，输出电压中脉动成分越少，滤波效果越好，其耐压值最好大于稳压管稳压值的两倍。
稳压管  当负载完全开路时，充放电电流将通全部过稳压管，这时稳压管的工作状态最恶劣，所以稳压管的最大稳定电流应该大于充放电电流。当负载接入时，除去负载上消耗的工作电流外，多余电流将通过稳压管，所以稳压管的最小稳定电流又不得小于这个值，否则将失去稳压作用。

3. 设计举例

图1-b 中，已知C1为0.68μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。

C1在电路中的容抗为：

流过电容器C1的充电电流为：

限流电阻的选择：若限流电阻为68Ω，则其功耗为：

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。

在220V50Hz的市电下，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=14.5 I，其中C的容量单位是μF，Io的单位是A。

使用电容降压电路时，需要注意以下事项：

1）先确定负载电流的大小再选取电容值，避免充放电电流太大，有效保护稳压管。
2）要确保稳压管的功耗足够，通常选择1W以上。
3）降压电容的耐压要大于市电的峰值电压，最好用在630V以上的金属化薄膜电容。
4）限流电容必须接于火线。并且必须并联一只510K-1M的放电电阻。
5）电容降压式电源是一种非隔离电源，在使用时要注意隔离和绝缘，防止触电。
6）电容降压不适合动态负载，也不适合容性和感性负载。
7）电容降压电路中，尽量避免采用桥式整流方式。
8）限流电阻取几十到几百欧姆，并要留足功率余量，一般要求1W以上。