將交流市電轉換為(wei) 低壓直流的常規方法是采用變壓器降壓後再整流濾波,當受體(ti) 積和成本等因素的限製時,最簡單實用的方法就是采用電容降壓式電源.
　　采用電容降壓時應注意以下幾點:
　　1 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.
　　2 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(wei) 鐵殼油浸電容.
　　3 電容降壓不能用於(yu) 大功率條件,因為(wei) 不安全.
　　4 電容降壓不適合動態負載條件.
　　5 同樣,電容降壓不適合容性和感性負載.
　　6 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.
　　電路一

　　這一類的電路通常用於(yu) 低成本取得非隔離的小電流電源。它的輸出電壓通常可在幾伏到三幾十伏，取決(jue) 於(yu) 所使用的齊納穩壓管。所能提供的電流大小正比於(yu) 限流電容容量。采用半波整流時，每微法電容可得到電流(平均值)為(wei) ：(國際標準單位)
　　I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C
　　=0.44*220*2*3.14*50*C=30000C
　　=30000*0.000001=0.03A=30mA
　　如果采用全波整流可得到雙倍的電流(平均值)為(wei) ：
　　I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C
　　=0.89*220*2*3.14*50*C=60000C
　　=60000*0.000001=0.06A=60mA
　　一般地，此類電路全波整流雖電流稍大，但是因為(wei) 浮地，穩定性和安全性要比半波整流型更差，所以用的更少。
　　使用這種電路時，需要注意以下事項：
　　1、未和220V交流高壓隔離，請注意安全，嚴(yan) 防觸電!
　　2、限流電容須接於(yu) 火線，耐壓要足夠大(大於(yu) 400V)，並加串防浪湧衝(chong) 擊兼保險電阻和並放電電阻。
　　3、注意齊納管功耗，嚴(yan) 禁齊納管斷開運行。
　　電路二

 
　　最簡單的電容降壓直流供電電路及其等效電路如圖1，C1為(wei) 降壓電容，一般為(wei) 0.33~3.3uF。假設C1=2uF，其容抗XCL=1/(2PI*fC1)=1592。由於(yu) 整流管的導通電阻隻有幾歐姆，穩壓管VS的動態電阻為(wei) 10歐姆左右，限流電阻R1及負載電阻RL一般為(wei) 100~200，而濾波電容一般為(wei) 100uF~1000uF，其容抗非常小，可以忽略。若用R代表除C1以外所有元器件的等效電阻，可以畫出圖的交流等效電路。同時滿足了XC1>R的條件,所以可以畫出電壓向量由於(yu) R甚小於(yu) XC1，R上的壓降VR也遠小於(yu) C1上的壓降，所以VC1與(yu) 電源電壓V近似相等，即VC1=V。根據電工原理可知：整流後的直流電流平均值Id,與(yu) 交流電平均值I的關(guan) 係為(wei) Id=V/XC1。若C1以uF為(wei) 單位，則Id為(wei) 毫安單位，對於(yu) 22V，50赫茲(zi) 交流電來說，可得到Id=0.62C1。
　　由此可以得出以下兩(liang) 個(ge) 結論：(1)在使用電源變壓器作整流電源時，當電路中各項參數確定以後，輸出電壓是恒定的，而輸出電流Id則隨負載增減而變化;(2)使用電容降壓作整流電路時，由於(yu) Id=0.62C1,可以看出，Id與(yu) C1成正比，即C1確定以後，輸出電流Id是恒定的，而輸出直流電壓卻隨負載電阻RL大小不同在一定範圍內(nei) 變化。RL越小輸出電壓越低，RL越大輸出電壓也越高。C1取值大小應根據負載電流來選擇，比如負載電路需要9V工作電壓，負載平均電流為(wei) 75毫安，由於(yu) Id=0.62C1，可以算得C1=1.2uF。考慮到穩壓管VD5的的損耗，C1可以取1.5uF，此時電源實際提供的電流為(wei) Id=93毫安。
　　穩壓管的穩壓值應等於(yu) 負載電路的工作電壓，其穩定電流的選擇也非常重要。由於(yu) 電容降壓電源提供的的是恒定電流，近似為(wei) 恒流源，因此一般不怕負載短路，但是當負載完全開路時，R1及VD5回路中將通過全部的93毫安電流，所以VD5的最大穩定電流應該取100毫安為(wei) 宜。由於(yu) RL與(yu) VD5並聯，在保證RL取用75毫安工作電流的同時，尚有18毫安電流通過VD5，所以其最小穩定電流不得大於(yu) 18毫安，否則將失去穩壓作用。
　　限流電阻取值不能太大，否則會(hui) 增加電能損耗，同時也會(hui) 增加C2的耐壓要求。如果是R1=100歐姆，R1上的壓降為(wei) 9.3V,則損耗為(wei) 0.86瓦,可以取100歐姆1瓦的電阻。
　　濾波電容一般取100微法到1000微法,但要注意其耐亞(ya) 的選擇.前已述及,負載電壓為(wei) 9V,R1上的壓降為(wei) 9.3V,總降壓為(wei) 18.3V,考慮到留有一定的餘(yu) 量,因此C2耐壓取25V以上為(wei) 好。
　　電路三,

 
　　如圖-1，C1 為(wei) 降壓電容器，D2 為(wei) 半波整流二極管，D1 在市電的負半周時給C1 提供放電
　　回路，D3 是穩壓二極管R1 為(wei) 關(guan) 斷電源後C1 的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖-2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時，可采用圖-3 所示的橋式整流電路。整流後未經穩壓的直流電壓一般會(hui) 高於(yu) 30 伏，並且會(hui) 隨負載電流的變化發生很大的波動，這是因為(wei) 此類電源內(nei) 阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場合。
　　器件選擇
　　1.電路設計時，應先測定負載電流的準確值，然後參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為(wei) 通過降壓電容C1 向負載提供的電流Io，實際上是流過C1 的充放電電流Ic。C1 容量越大，容抗Xc 越小，則流經C1 的充、放電電流越大。當負載電流Io 小於(yu) C1 的充放電電流時，多餘(yu) 的電流就會(hui) 流過穩壓管，若穩壓管的最大允許電流Idmax 小於(yu) Ic-Io 時易造成穩壓管燒毀。
　　2.為(wei) 保證C1 可*工作，其耐壓選擇應大於(yu) 兩(liang) 倍的電源電壓。
　　3.泄放電阻R1 的選擇必須保證在要求的時間內(nei) 泄放掉C1 上的電荷。
　　設計舉(ju) 例
　　圖-2 中，已知C1 為(wei) 0.33μF，交流輸入為(wei) 220V/50Hz，求電路能供給負載的最大電流。
　　C1 在電路中的容抗Xc 為(wei) ：
　　Xc=1 /(2 πf C)= 1/(2*3.14*50*0.33*10-6)= 9.65K
　　流過電容器C1 的充電電流(Ic)為(wei) ：
　　Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。
　　通常降壓電容C1 的容量C 與(yu) 負載電流Io 的關(guan) 係可近似認為(wei) ：C=14.5 I，其中C 的容量單位是μF，Io 的單位是A。
　　電容降壓式電源是一種非隔離電源，在應用上要特別注意隔離，防止觸電。
　　整流後未經穩壓的直流電壓一般會(hui) 高於(yu) 30伏,並且會(hui) 隨負載電流的變化發生很大的波動,這是因為(wei) 此類電源內(nei) 阻很大的緣故所致,故不適合大電流供電的應用場合.
　　電容降壓式電源是一種非隔離電源,在應用上要特別注意隔離,防止觸電
　　電容降壓的工作原理並不複雜.他的工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產(chan) 生的容抗來限製最大工作電流.例如,在50Hz的工頻條件下,一個(ge) 1uF的電容所產(chan) 生的容抗約為(wei) 3180歐姆.當220V的交流電壓加在電容器的兩(liang) 端,則流過電容的最大電流約為(wei) 70mA.雖然流過電容的電流有70mA,但在電容器上並不產(chan) 生功耗,應為(wei) 如果電容是一個(ge) 理想電容,則流過電容的電流為(wei) 虛部電流,它所作的功為(wei) 無功功率.根據這個(ge) 特點,我們(men) 如果在一個(ge) 1uF的電容器上再串聯一個(ge) 阻性元件,則阻性元件兩(liang) 端所得到的電壓和它所產(chan) 生的功耗完全取決(jue) 於(yu) 這個(ge) 阻性元件的特性.例如,我們(men) 將一個(ge) 110V/8W的燈泡與(yu) 一個(ge) 1uF的電容串聯,在接到220V/50Hz的交流電壓上,燈泡被點亮,發出正常的亮度而不會(hui) 被燒毀.因為(wei) 110V/8W的燈泡所需的電流為(wei) 8W/110V=72mA,它與(yu) 1uF電容所產(chan) 生的限流特性相吻合.同理,我們(men) 也可以將5W/65V的燈泡與(yu) 1uF電容串聯接到220V/50Hz的交流電上,燈泡同樣會(hui) 被點亮,而不會(hui) 被燒毀.因為(wei) 5W/65V的燈泡的工作電流也約為(wei) 70mA.因此,電容降壓實際上是利用容抗限流.而電容器實際上起到一個(ge) 限製電流和動態分配電容器和負載兩(liang) 端電壓的角色.