如何设计电容降压式电源电路

通常将交流转化为低压直流时，采用的一般方法是通过变压器降压后再整流滤波，但成本和尺寸就会随之增大。有一种既简单又方便的方法就是采用电容降压式电源。

降压式电源电路原理

电容降压式简易电源的基本电路如图1,C1为降压电容器,D2为半波整流二极管,D1在市电的负半周时给C1提供放电回路,D3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。



整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。

降压式电源电路的器件选择

1.电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io,实际上是流过C1的充放电电流Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。

3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。

降压式电源电路设计举例

图2中,已知C1为0.33μF,交流输入为220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流。C1在电路中的容抗Xc为：

Xc=1 /（2 πf C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K

流过电容器C1的充电电流（Ic）为：Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。

通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：C=14.5 I,其中C的容量单位是μF,Io的单位是A。

电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电。