電容降壓式電源工作原理

將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當(dāng)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(fù)半周時(shí)給C1 提供放電回路，D3 是穩(wěn)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(yīng)用時(shí)常常采用的是圖2 的所示的電路。當(dāng)需要向負(fù)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(wěn)壓的直流電壓一般會(huì)高于30 伏，并且會(huì)隨負(fù)載電流的變化發(fā)生很大的波動(dòng)，這是因?yàn)榇祟?lèi)電源內(nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應(yīng)用場(chǎng)合。

二、器件選擇

1.電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先測(cè)定負(fù)載電流的準(zhǔn)確值，然后參考示例來(lái)選擇降壓電容器的容量。因?yàn)橥ㄟ^(guò)降壓電容C1 向負(fù)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(dāng)負(fù)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(wěn)壓管，若穩(wěn)壓管的最大允許電流Idmax 小于Ic-Io 時(shí)易造成穩(wěn)壓管燒毀。

2.為保證C1 可靠工作，其耐壓選擇應(yīng)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(nèi)泄放掉C1 上的電荷。

三、設(shè)計(jì)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(fù)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(fù)載電流Io 的關(guān)系可近似認(rèn)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(yīng)用上要特別注意隔離，防止觸電。