電容降壓型直流穩壓輔助電源

　　電路由降壓電容，限流，整流濾波和穩壓分流等電路組成。
　　
　　1.降壓電容：相當于普通穩壓電路中的降壓變壓器，直接接入交流電源回路中，幾乎承受全部的交流電源U，應選用無(wú)極性的金屬膜電容（METALLIZED POLYESTER FILM CAPACITOR）。
　　
　　2.限流電路：在合上電源的瞬間，有可能是U的正或負半周的峰_峰值，此時(shí)瞬間電流會(huì )很大，因此在回路中需串聯(lián)一個(gè)限流電阻，以保證電路的安全。
　　
　　3.整流濾波：有半波整流和全波整流，與普通的直流穩壓電源電路的設計要求相同。
　　
　　4.穩壓分流：電壓降壓回路中，電流有效值I是穩定的，不受負載電流大小變化的影響，因此在穩壓電路中，要有分流回路，以響應負載電流的大小變化。

四、 設計勢實(shí)例

　　1.橋式全波整流穩壓電路：

　　規格要求：輸出DC電壓12V，DC電流300mA；輸入電源220V AC/50HZ 市電。

　　1）降壓電容C1的選擇：
　　
　　a. C1容值的選擇：
　　
　　電容值取決于負載電流，負載電流I確定后,可得: C1≥1/2лfU

　　式中交流電源U值計算時(shí)取負10%，即：I=300mA，U=220V*（-10%）=198V，f=50HZ,

C1≥0.3(2*3.14156*50*198)=4.82uF)

電容值只可取大，不可取小，本例電容C1取值5uF。

　　b. 耐壓值的選擇：
　
　　要考慮電源正10%的情況，如本例用市電，C1要選擇250V AC的金屬膜電容。

　　c. 耐瞬間沖擊電流的選擇：

　　金屬膜電容的內阻是很低的，允許電容在吞吐能量時(shí)，有大的電流流過(guò)，這個(gè)電流的大小取決于電容值和它的du/dt值，此值由電容的結構，金屬膜的類(lèi)型，引出線(xiàn)的方式?jīng)Q定的。
　　
　　du/dt值與電容的耐壓值有關(guān)，耐壓越高，du/dt值越大，不同廠(chǎng)家產(chǎn)品du/dt值也有很大的差別，如耐壓為250VAC電容值為5uF的金屬膜電容的du/dt值一般在3－30之間選擇。
　　
　　在本例中：C1＝5uF，du/dt值取3，則C1耐瞬間沖擊電流值為：
　　I=Cdu/dt＝5*3＝15（A）

　　2）限流電阻R1的選擇：
　　
　　先求C1的容抗：Xc＝1/2лfC＝1/(2*3.1416*50*0.000005)=636.36Ω

　　則復阻抗：|Z|＝638.3Ω?。≧1取值為47Ω）

　　求得電流有效值為：I=U/|Z|=220/638.3344.7mA

　　電阻實(shí)際承受的有效電壓值：UR=344.7mA*47Ω ＝16.2V

求出電阻實(shí)際承受的功率：PR＝16.2V*344.7mA=5.58W（R1選用線(xiàn)繞電阻器，功率取7.5W）

　　3）穩壓分流電路：
　
　　穩壓管ZD1和T1管E-B結，R3組成穩壓電路，T1,R2組成分流電路。
　
　　ZD1選用11.3V的穩壓管；R3阻值取180Ω1/6W；T1管響應負載電流的大小變化，負載電流可在0－300mA內變化，T1選用2W的PNP管，電流放大倍數≥200；R2用作負載電流較小時(shí)，分擔一部分T1管的功率，R2取值30Ω/3W。

2.半波整流穩壓電路：

　　規格要求：輸出一組24V DC電壓（如提供繼電器工作用），一組DC電壓5V（如供微控制器工作或雙向可控硅觸發(fā)電流用），輸出DC電流60mA；輸入電源220V/50HZ。

　　1）降壓電容C1的選擇：

a.流過(guò)電容C1的電流約是負載電流的兩倍，即120mA，得出：C1≥1/2лfU=0.12(2*3.14156*50*198)=1.93(uF）
　　C1的實(shí)際取值2uF。

　　b.選擇耐壓值為250V AC的金屬膜電容。

　　c.瞬間沖擊電流值為：I＝Cdu/dt＝2*3＝6（A）

　　2）限流電阻R1的選擇：

　　電路的復阻抗：
　　　　
　　　　Xc=1/(2*3.14156*50*0.000002)=1.464KΩ
　　　　　　|Z|=1.467 KΩ　(R1取值100Ω)

　　求得電流有效值：　I＝U/|Z|＝220/1.467＝150mA

　　再求出電阻承受的有效電壓值為：UR＝150mA×100 ＝15V

　　求出電阻實(shí)際承受的功率：PR＝15V×150mA＝2.25W?。≧1的功率取3W）

　　3）半波整流電路：D1作半波整流用，C2、C3為濾波電容，交流電源U上半周時(shí)，經(jīng)C1、R1降壓，由D1整流后給電容C2平滑濾波輸出

　　D2的作用：交流電源U下半周時(shí)，降壓電容C1經(jīng)由D2放電。

　　4）穩壓分流：

　　ZD1、ZD2、R3組成DC 24V穩壓即分流電路，T1、ZD3和R4組成DC 5V穩壓電路。

五、結語(yǔ)

　　1、電路結構非常簡(jiǎn)單，具有體積小、重量輕，有利于實(shí)現電子設備的小型化；

　　2、省去了電源變壓器，對元器件的要求也不高，成本非常低，有力于降低電子設備的成本；

　　3、電容降壓電路是一個(gè)電流源，只需改變基準電壓元件，就可得到很寬范圍內的任一DC電壓源；

　　4、注意：這種電路輸出DC電壓與輸入AC電源之間是不隔離的，因此，它用在不需隔離的電子設備中，如在一些控制、檢測、分析電子裝置中，在家用電器等電子設備中，特別是在小家電領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)用價(jià)值；正因為沒(méi)有隔離，所以應用在需要隔離的電子設備中不合適。