什么是阻容降壓?

阻容降壓電路，就是使用 電阻電容 來降壓的電路，應用于交流轉直流的場合。

電路的原理是 利用電容在一定頻率的交流信號下產生的容抗來限制最大工作電流的電路(具體下面會有分析)，但是使用中會在降壓電容上并聯(lián)一個泄流電阻， 所以一般就稱之為阻容降壓電路，而不是 電容降壓電路。

一、阻容降壓電路概述

阻容降壓電路是一種常見的電壓變換電路，它通過電阻和電容器的配合，將高壓電源轉換成低壓輸出。它的主要原理是通過電阻和電容器組成的濾波電路，對高壓輸入信號進行平滑濾波，然后通過穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定在需要的輸出電壓。

二、阻容降壓電路原理

阻容降壓電路的原理如下：

高壓穩(wěn)壓：我們首先需要使用一個高壓穩(wěn)壓器件，例如穩(wěn)壓二極管或者穩(wěn)壓集成電路，將輸入電源的高壓信號穩(wěn)定在一個設定的電壓值。這是保證降壓電路正常工作的前提。

波整電路：高壓穩(wěn)壓后，信號仍然存在較大的紋波，需要通過波整電路進行進一步濾波。波整電路由濾波電容和濾波電阻構成，通過這兩個元器件的相互協(xié)作，將輸入信號平滑成直流信號。

穩(wěn)壓電路：通過一個穩(wěn)壓器件，例如三端穩(wěn)壓器，將電壓穩(wěn)定在需要的輸出電壓。穩(wěn)壓電路可以通過負反饋的方式來實現(xiàn)，當輸出電壓超過預設值時，負反饋電路會調整工作狀態(tài)，使輸出電壓達到預期值。

三、阻容降壓電路設計與選型

穩(wěn)壓器件：選擇合適的穩(wěn)壓器件是阻容降壓電路設計的關鍵。根據輸出電壓和電流的要求，可以選擇不同類型的穩(wěn)壓器件，例如二極管穩(wěn)壓、三端穩(wěn)壓器、線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器等。對于220V轉5V的降壓電路，常使用線性穩(wěn)壓器，例如LM7805。

濾波電路：濾波電容和濾波電阻的選取也需要根據電路的需求來確定。電容的選取應滿足穩(wěn)壓器件工作的需求，同時考慮電容的耐壓和漏電流參數。電阻的選取則需要根據電路的功率消耗來決定，以確保電路的可靠性和效率。

保護電路：降壓電路的穩(wěn)定性和安全性也需要考慮。例如，可以加入過壓保護電路、過流保護電路、過熱保護電路等，以保護電路和外部設備的安全。

四、阻容降壓電路的特點

穩(wěn)定性：阻容降壓電路可以在輸入電壓變化范圍內穩(wěn)定輸出電壓。經過穩(wěn)壓器件的穩(wěn)定，再經過濾波電路和穩(wěn)壓電路的調節(jié)，輸出電壓可以保持較為穩(wěn)定，適用于對穩(wěn)定性要求較高的電子設備。

可靠性：阻容降壓電路結構簡單，沒有復雜的開關電路，因此可靠性較高，故障率低，使用壽命長。

效率：阻容降壓電路的效率取決于穩(wěn)壓器件的效率和濾波電池的損耗。一般來說，線性穩(wěn)壓器件效率較低，但適用于穩(wěn)定性要求較高的場景。開關穩(wěn)壓器件效率高，但成本較高。

成本：阻容降壓電路的成本相對較低，因為穩(wěn)壓器件和濾波電路的價格較低，且制作和安裝成本較低。這使得阻容降壓電路成為常見的降壓電路之一。

采用電容降壓時應注意以下幾點：

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。

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。

電容降壓不能用于大功率條件，因為不安全。

電容降壓不適合動態(tài)負載條件。

同樣，電容降壓不適合容性和感性負載。

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。

阻容降壓的優(yōu)缺點

任何東西都不是十全十美，阻容降壓有他的優(yōu)點，也有他的缺點。

優(yōu)點:

他最大的特點就是：成本低!體積小!(合理應用相對來說)

但是其實還有一個不得不提的點，交流電通過電容，雖然有容抗，但沒有能量消耗(電容儲能，你可以理解為一個水庫一樣，它可以儲水，也會出水，但是本身不消耗水)，這也是使用電容降壓的優(yōu)點之一。

缺點:

缺點說起來可能就有點……!這也是為什么隨著技術的進步，其他方案成本的降低，阻容降壓慢慢的用得越來越少的原因吧。

安全性不高 它不是隔離電源，得防止人體接觸，有一定的觸電危險性;橋式整流比半波整流更差。

只適用于小功率電路 雖然理論上可以增加電容容量加大電流，但是這樣電容體積成本會增大，不見得比其他方案更加有性價比了

不適合容性、感性負載 感性負載是指帶有電感參數的負載，負載電流滯后負載電壓一個相位差特性的為感性負載。容性負載一般是指帶電容參數的負載，即符合電流超前電壓特性的負載。一個超前一個超后，只適用于 阻性負載。

電路使用注意事項

電容的選取應根據負載的電流大小和交流電的工作頻率來決定;根據上面分析原理的公式可以確定。

限流電容 必須采用無極性電容;實際中一般用 CBB 和 X2 電容，而且有專門用于阻容降壓的電容。

限流電容 須接于火線，且電容降壓不適合動態(tài)負載;

需要直流工作時，盡量采用半波整流。因為半波整流比全波整流相對安全一些，但是半波整流的功率為全波的一半。

由上面原理分析得到，當電容選定以后，輸出電流 的值就確定了，而輸出電壓就取決于負載電阻大小了。電壓不恒定，所以必須要加穩(wěn)壓二極管。

在講缺點的時候也提到了，阻容降壓不能用于大功率負載，負載不能是感性負載和容性負載。

通過以上詳細的闡述，我們可以了解到220V轉5V阻容降壓電路的工作原理、設計和選型以及電路特點。阻容降壓電路通過穩(wěn)壓和濾波，將高壓輸入信號轉換為穩(wěn)定的低壓輸出。設計過程中需要選擇合適的穩(wěn)壓器件和濾波元件，并考慮電路的穩(wěn)定性、可靠性、效率和成本等因素。這些知識對于學習電子電路設計和實際應用都有一定的指導作用。