一、 阻容降壓的基本概念(幾個基本問題解答)

1、什么是阻容降壓?

阻容降壓是一種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。

電容器實際上起到一個限制電流和動態(tài)分配電容器和負載兩端電壓的角色。

2、阻容降壓電路由哪幾部分組成?

阻容降壓電路由降壓模塊、整流模塊、穩(wěn)壓模塊和濾波模塊組成。

3、阻容降壓基本設計要素

電路設計時，應先確定負載最大工作電流，通過此電流值計算電容容值大小，從而選取適當電容。

此處與線性變壓器電源的區(qū)別：阻容降壓電源是通過負載電流選定電容;線性變壓器電源是通過負載電壓和功率選定變壓器。

二、阻容降壓電流計算

阻容降壓電路可以等效為由降壓電容C1和負載電阻R1組成，電阻和電容串聯(lián)分壓。

電容C1的容抗為Zc=-j/wC=-j/2πfC

電阻R1的阻抗為Zr=R

總的等效阻抗為Z=Zc+Zr=-j/2πfC+R

所以I=U/Z=U/(Zc+Zr)=U/(-j/2πfC+R)

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因為阻容降壓電源僅適用于小電流電路，選取的電容容值范圍一般為0.33UF到2.5UF，所以Zc為-1592j到-9651j。而等效負載阻抗Zr在200Ω左右，顯然有|Zc|>>|Zr|，同時輸入電源電壓分在負載上的壓降也遠小于電容的壓降，所以有：Z≈Zc，矢量圖的θ角接近于90°。

由此可得:

I=U/Z=U/Zc=U/(-j/2πfC)

=220*2π*f*C*j

=220*2π*50*C*j

=j69000C

I=|I|∠90°，電流有效值I1=|I|=69000C。當整流方式采用半波整流時，I1=0.5|I|=34500C。

二、設計舉例

已知條件：負載工作電流15mA，工作電壓5V。求降壓電容容值?

采用半波整流方式，根據(jù)計算式I1=0.5|I|=34500C可知，C=0.43uF。所以此處選用0.47uF的電容，反過來可以驗證提供的電流I1=34500C=16.2mA，多余電流從穩(wěn)壓管流過。

阻容降壓的優(yōu)點：

體積小;成本低。

阻容降壓的缺點：

非隔離電源，不安全;

不能用于大功率負載;

不適合容性和感性負載;

不適合動態(tài)負載。

四、阻容降壓的基本原理

1、電容充電放電原理

電容是一種以電場形式儲存能量的無源器件。電容充放電過程的本質是兩導電平行板獲取與釋放電子的過程。

電容充電：

當電容內電場強度E小于電容兩端外接電源電壓U時，電容開始充電。此時電容正電極不斷失電子，負極不斷得電子，內電場E不斷增強直到與外接電壓U相等時，充電結束。