一、基本原理
将交流市电转换为低压直流的常规方法是变压器降压后整流滤波,当受体积与成本限制时,可采用电容降压式电源。电容降压利用电容在交流信号下产生的容抗限制最大工作电流:50Hz工频下,1μF电容容抗约3185Ω,220V交流加于两端时最大电流约70mA。电容电流为虚部电流,其上不产生有功功耗(无功功率),若在电容上串联阻性元件,该阻性元件两端电压与功耗完全取决于自身特性。因此电容降压实质是利用容抗限流,电容起限流与动态分配电压的作用。
基本电路:C1为降压电容,D2为半波整流二极管,D1为稳压二极管,R1为断电后C1的电荷泄放电阻。
二、器件选择
先测定负载电流准确值,再选择降压电容容量。通过C1向负载提供的电流Io实为C1的充放电电流Ic:C1越大、容抗Xc越小、充放电电流越大。当Io小于Ic时多余电流流过稳压管,若稳压管最大允许电流Idmax小于Ic-Io则易烧毁。C1耐压应大于两倍电源电压;R1须保证在要求时间内泄放C1电荷。
三、设计举例
已知C1=0.33μF、输入220V/50Hz:Xc=1/(2πfC)=1/(2×3.14×50×0.33×10⁻⁶)≈9.65kΩ,Ic=U/Xc=220/9.65≈22mA。降压电容容量与负载电流的关系可近似为C=14.5Io(C单位μF,Io单位A)。
警告:电容降压式电源为非隔离电源,电路带市电,应用与调试时必须注意隔离,防止触电。