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電路進行了詳盡的闡述。

阻容降壓

電容降壓的工作原理并不復雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流。

原理

分類：電子應用電路

電容降壓的工作原理并不復雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流。例如，在50Hz的工頻條件下，一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆。當220V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。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產生功耗，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。根據這個特點，我們如果在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性。例如，我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點亮，發出正常的亮度而不會被燒毀。因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產生的限流特性相吻合。同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會被點亮，而不會被燒毀。因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實際上是利用容抗限流。而電容器實際上起到一個限制電流和動態分配電容器和負載兩端電壓的角色。

注意事項

采用電容降壓時應注意以下幾點：

1. 根據負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當的電容，而不是依據負載的電壓和功率。

2. 限流電容必須采用無極性電容，絕對不能采用電解電容。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負載，因為不安全。

4. 電容降壓不適合動態負載。

5. 同樣，電容降壓不適合容性和感性負載。

6. 當需要直流工作時，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流， 因為全波整流產生浮置的地，并在零線和火線之間產生高壓，造成人體觸電傷害。而且要滿足恒定負載的條件。

容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，VD2為半波整流二極管，VD1在市電的負半周時給C1提供放電回路，VD3是穩壓二極管，R1為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖3所示的橋式整流電路。

器件選擇

1.電路設計時，應先測定負載電流的準確值，然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容C1向負載提供的電流Io，實際上是流過C1的充放電電流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，則流經C1的充、放電電流越大。當負載電流Io小于C1的充放電電流時，多余的電流就會流過穩壓管，若穩壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩壓管燒毀。

2.為保證C1可靠工作，其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。

3.泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。

設計舉例

圖2中，已知C1為0.33μF，交流輸入為220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。

C1在電路中的容抗Xc為：

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

流過電容器C1的充電電流（Ic）為：

Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。

通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關系可近似認為：C=14.5I，其中C的容量單位是μF，Io的單位是A。

電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應用上要特別注意隔離，防止觸電。

12v阻容降壓電路圖

我們看一下常見的阻容降壓電路：

全波整流

半波整流

我們看到，整個電路包括的器件極少，CBB電容（或者安規電容）、二極管（1個、2個或者4個）、穩壓管（由輸出電壓決定電壓值），濾波的電解電容，由此可見這個供電電路的成本是相當的低廉。

這個電路的缺點很明顯了：1、不隔離，整個電路都是帶電的；2、提供的電流小，一般在100MA以下；3、功率因數極低，不過考慮到本身功率很小，這個影響倒不是很大；4、使用壽命短，比如穩壓管燒壞、降壓電容容量降低造成供電不足、濾波電容損壞后造成整個電路燒壞。

本文要討論的是最后一個問題，怎么降低電路損壞的風險。上面列舉的3種電路中，存在的幾大隱患：穩壓管容易擊穿，濾波電解電容容易老化。

1、穩壓管為什么容易擊穿？我們知道220V交流電峰值電壓是311V，在峰值電壓下，流過穩壓管的電流就會比平均值大1.4倍，而且是通電時如果剛好是接近峰值電壓值，降壓電容C1電壓為0，等于是短路狀態，此時瞬間電壓加在穩壓管和濾波電容上，雖然電容電壓不能突變，可是電容也是有電阻值的，瞬間電流會比較大，電容上產生的瞬間電壓就會比較高，超過穩壓管穩壓值時，穩壓管必然會流過相對較大的電流，穩壓管有瞬間擊穿的風險。穩壓管擊穿是最常見的損壞現象。

2、濾波電解電容的老化，上面提到電壓在峰值時，電流會是平均電流的1.4倍，那么電解電容上的電流變化是比較大的，長期的大紋波電流流過電解電容，就會造成電解電容的老化，容量下降，而容量下降后，紋波電流變得更大，會加速老化過程。

3、還有一種是由于降壓電容采用CBB電容，CBB電容壽命短，容量容易下降。為減少穩壓管損壞風險，電路設計時采用的CBB電容容量值剛好夠用，在使用一段時間（如1年）后，容量下降，造成電路供電不足，后級電路就無法正常工作。

針對以上問題，將電路稍改進一下，以全波整流為例，電路如下：

1、抗沖擊輸入電阻R2：一般采用幾歐~幾十歐，可以在通電瞬間減少沖擊電流，另外在后面電路短路時起到保險電阻作用。

2、穩壓管保護電阻R3：一般采用幾歐~幾十歐，以上電路中，整流橋后直接接的濾波電解電容E1，E1耐壓值要穩壓管的2倍或以上。電解電容在通電瞬間或者電網電壓突變時，電壓會上升的比較高，比如12V電壓上升到13V，在傳統電路中，穩壓管必然會流過很大的電流，而改進后，圖1穩壓管串接保護電阻，使流過穩壓管的電流變得波動很小，但是輸出電壓會隨著波動到13V，后級電壓要求不高時可按電路1改進。圖2電路同時有R3保護電阻，E1電壓上升時，穩壓管的電流波動很小，而且輸出電壓由于有穩壓管+濾波電容E2的限制，波動極小，濾波電容E2的耐壓值可以降到穩壓管電壓值的1.2倍。

由以上分析可見，加入2個電阻后，對穩壓管、濾波電解電容都起到了保護作用，大大的提高了阻容降壓電路的可靠性和壽命。

阻容降壓的原理淺析

電容降壓的工作原理并不復雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制最大工作電流。

例如，在50Hz的工頻條件下，一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆。當220V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。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產生功耗，應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。

根據這個特點，我們如果在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗完全取決于這個阻性元件的特性。例如，我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點亮，發出正常的亮度而不會被燒毀。因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產生的限流特性相吻合。

同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會被點亮，而不會被燒毀。因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實際上是利用容抗限流。而電容器實際上起到一個限制電流和動態分配電容器和負載兩端電壓的角色。

在小電壓全波整流輸出時，最大輸出電流即為：

容抗：Xc=1/（2πfC）

電流：Ic = U/Xc=2πfCU

采用電容降壓時應注意以下幾點：

1、根據負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當的電容，而不是依據負載的電壓和功率。

2、限流電容必須采用無極性電容，絕對不能采用電解電容。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，因為不安全。

4、電容降壓不適合動態負載條件。

5、同樣，電容降壓不適合容性和感性負載。

6、當需要直流工作時，盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流。而且要滿足恒定負載的條件。

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。

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