電容降壓式電源工作原理

將交流市電轉換為低壓直流的常規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(shí)，最簡(jiǎn)單實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。

電容降壓式簡(jiǎn)易電源的基本電路如圖1，C1 為降壓電容器，D2 為半波整流二極管，D1 在市電的負半周時(shí)給C1 提供放電回路，D3 是穩壓二極管R1 為關(guān)斷電源后C1 的電荷泄放電阻。在實(shí)際應用時(shí)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(shí)，可采用圖3 所示的橋式整流電路。整流后未經(jīng)穩壓的直流電壓一般會(huì )高于30 伏，并且會(huì )隨負載電流的變化發(fā)生很大的波動(dòng)，這是因為此類(lèi)電源內阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場(chǎng)合。

二、器件選擇

1.電路設計時(shí)，應先測定負載電流的準確值，然后參考示例來(lái)選擇降壓電容器的容量。因為通過(guò)降壓電容C1 向負載提供的電流Io，實(shí)際上是流過(guò)C1 的充放電電流Ic。C1 容量越大，容抗Xc 越小，則流經(jīng)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(shí)，多余的電流就會(huì )流過(guò)穩壓管，若穩壓管的最大允許電流Idmax 小于Ic-Io 時(shí)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(shí)間內泄放掉C1 上的電荷。

三、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(guò)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(guān)系可近似認為：C=14.5 I，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。