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(yīng)用于交流轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(jìn)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(shè)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(jìn)行進(jìn)一步濾波。波整電路由濾波電容和濾波電阻構(gòu)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(fù)反饋的方式來實現(xiàn)，當(dāng)輸出電壓超過預(yù)設(shè)值時，負(fù)反饋電路會調(diào)整工作狀態(tài)，使輸出電壓達(dá)到預(yù)期值。

三、阻容降壓電路設(shè)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(shè)計的關(guān)鍵。根據(jù)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(guān)穩(wěn)壓器等。對于220V轉(zhuǎn)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(jù)電路的需求來確定。電容的選取應(yīng)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(shù)。電阻的選取則需要根據(jù)電路的功率消耗來決定，以確保電路的可靠性和效率。

保護(hù)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(hù)電路、過流保護(hù)電路、過熱保護(hù)電路等，以保護(hù)電路和外部設(shè)備的安全。

四、阻容降壓電路的特點(diǎn)

穩(wěn)定性：阻容降壓電路可以在輸入電壓變化范圍內(nèi)穩(wěn)定輸出電壓。經(jīng)過穩(wěn)壓器件的穩(wěn)定，再經(jīng)過濾波電路和穩(wěn)壓電路的調(diào)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(shè)備。

可靠性：阻容降壓電路結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜的開關(guān)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(guān)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(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?，而不是依?jù)負(fù)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(fù)載條件。

同樣，電容降壓不適合容性和感性負(fù)載。

當(dāng)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(fù)載的條件。

阻容降壓的優(yōu)缺點(diǎn)

任何東西都不是十全十美，阻容降壓有他的優(yōu)點(diǎn)，也有他的缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn):

他最大的特點(diǎn)就是：成本低!體積小!(合理應(yīng)用相對來說)

但是其實還有一個不得不提的點(diǎn)，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(diǎn)之一。

缺點(diǎn):

缺點(diǎn)說起來可能就有點(diǎn)……!這也是為什么隨著技術(shù)的進(jìn)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(fù)載 感性負(fù)載是指帶有電感參數(shù)的負(fù)載，負(fù)載電流滯后負(fù)載電壓一個相位差特性的為感性負(fù)載。容性負(fù)載一般是指帶電容參數(shù)的負(fù)載，即符合電流超前電壓特性的負(fù)載。一個超前一個超后，只適用于 阻性負(fù)載。

電路使用注意事項

電容的選取應(yīng)根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率來決定;根據(jù)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(fù)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(dāng)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(fù)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(diǎn)的時候也提到了，阻容降壓不能用于大功率負(fù)載，負(fù)載不能是感性負(fù)載和容性負(fù)載。

通過以上詳細(xì)的闡述，我們可以了解到220V轉(zhuǎn)5V阻容降壓電路的工作原理、設(shè)計和選型以及電路特點(diǎn)。阻容降壓電路通過穩(wěn)壓和濾波，將高壓輸入信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低壓輸出。設(shè)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(xué)習(xí)電子電路設(shè)計和實際應(yīng)用都有一定的指導(dǎo)作用。