阻容降壓電路是很經(jīng)典實(shí)用的一個(gè)電路，廣泛應(yīng)用于LED燈,小家電,電表,智能控制等領(lǐng)域。

 

 

阻容降壓是利用電容的容抗來限制電流，從而達(dá)到降壓的目的。

 

 

1、低成本2、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單3、體積小

 

 

本例是阻容降壓電路最常見的一種形式：阻容降壓+半波整流+電容濾波+穩(wěn)壓。

 

電路中，F(xiàn)1是保險(xiǎn)絲，提供過流保護(hù)；R5為壓敏電阻，提供浪涌保護(hù)。C2是安規(guī)電容，為交流濾波電容。這三個(gè)元件直接關(guān)系到負(fù)載電路的安全和電磁兼容性，而且這個(gè)必須通過相關(guān)認(rèn)證才能進(jìn)行銷售。電容C1是降壓電容，常用CL21聚酯或者CBB21聚丙烯電容，雖然價(jià)格高但性能好。

 

交流電流過電容的容抗計(jì)算公式為Rc=1/(2Π*fC),在這里f是電網(wǎng)頻率=50Hz，C是C1的容值。

 

由此可以計(jì)算出電容的容抗，從而得出相應(yīng)的電流。在實(shí)際使用當(dāng)中，電網(wǎng)的電壓和電網(wǎng)的頻率都是波動(dòng)的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，電容的大小必須留有足夠的余量來應(yīng)付最壞的情況，保證電路不會(huì)出現(xiàn)異常和損壞。而且在留有余量的同時(shí)，也要注意整個(gè)電路的功耗，而且電容容量也不能太大。

 

電阻R1是C1的放電電阻，放置在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時(shí)C1電容上的殘余電壓和電網(wǎng)電壓疊加對(duì)后續(xù)器件形成高壓沖擊和防止拔出電源插頭后接觸到人體對(duì)人員產(chǎn)生傷害，所以此R1C1時(shí)間常數(shù)在理想狀態(tài)下≤T（T=1/F，F(xiàn)=50Hz），但在實(shí)際使用當(dāng)中R1不能取太小，否則R1功耗太大，一般我們?nèi)C時(shí)間常數(shù)≤300mS，另外還要注意此電阻的耐壓，我們常用的0.25W碳膜電阻耐壓是500V，0.5W碳膜電阻耐壓是700V，具體可以參考電阻廠家的性能手冊(cè)。

 

電路中R2、R3為限流電阻；這兩個(gè)電阻主要是防止首次上電和在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時(shí)所產(chǎn)生的高壓沖擊對(duì)整流二極管的損壞，電容C1在首次上電如果剛好碰在波峰處，因C2在通電瞬間呈短路狀態(tài)，此時(shí)交流電源直接加在R2、R3和整流管上，R2、R3上有220VAC×1.414=311VDC瞬間直流電壓；電容C1在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時(shí)，如果電容C1在第n+1波峰處斷電，在n+2波峰處通電，電容C2在n+1到n+2時(shí)間內(nèi)放掉⊿V（由C2，R1決定），此時(shí)R2、R3上有220VAC×1.414+（220VAC×1.414-⊿V） =622VDC-⊿V瞬間直流電壓，如果考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，此電壓會(huì)更高，所以R2，R3要選擇耐電流沖擊強(qiáng)和耐高壓的電阻，一般選用大功率氧化膜電阻或金膜電阻，R2、R3總電阻不能太小，也不能太大，電阻太小沖擊電流大，電阻太大整個(gè)電路功耗增大，整流二極管的峰值電流一般會(huì)比較大，如1N400X系列峰值電流為200A，所以一般取R2、R3總電阻=40-50Ω之間。

 

電路中D1為整流二極管，但由于電容C1只能通過交流電,經(jīng)過D1整流后,電容只能流過正半周單向電流,電路不能持續(xù)導(dǎo)通,所以還需要構(gòu)造一個(gè)負(fù)半周的電流回路,D3就起到這個(gè)作用。

 

C2、C4組成第一級(jí)濾波，這里要注意的是C2、C4電容的耐壓值和電網(wǎng)最高電壓、電網(wǎng)最高頻率、C1、D2、R4有關(guān)，如果此產(chǎn)品最高工作電壓是242VAC，電網(wǎng)最高頻率是53Hz，則C2，C4最高耐壓≈(242VAC×1.414)/（1/2ΠFC2）×R4+5.1≈22.2VDC，所以C2、C4選用耐壓≥25VDC的產(chǎn)品，R4、C3、C5組成第二級(jí)RC濾波同時(shí)D2將電壓穩(wěn)定在5.1VDC上， R4的大小決定了產(chǎn)品在低工作電壓下的紋波大小，R5是放電電阻，R5的作用首先是在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時(shí)在斷電瞬間對(duì)濾波電容放電，以使通電瞬間時(shí)的沖擊電流從電容上耦合過去，防止沖擊電流加到穩(wěn)壓二極管上造成穩(wěn)壓二極管損壞，同時(shí)從這點(diǎn)考慮，在處理PCB布線時(shí)必須將穩(wěn)壓二極管放在濾波電容C5、C6后面，防止PCB銅箔上的寄生電感和銅箔電阻對(duì)濾波的影響。

 

 

本例是很常見且實(shí)用的一個(gè)電路，理解其工作原理之后，剩下的關(guān)鍵就是在于計(jì)算。根據(jù)你要輸出的電壓值，來計(jì)算用多大的電阻電容。在實(shí)際制作這個(gè)電路時(shí)，輸入是市電，要注意安全性。

 

 

保險(xiǎn)絲

 

 

壓敏電阻

 

 

安規(guī)電容

 

 

CBB電容

 

 

整流二極管

 

 

電解電容

 

 

獨(dú)石電容

 

 

穩(wěn)壓管