电容降压的工作原理并不复杂。它的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。

 

例如,在 50Hz 的工频条件下,一个 1uF 的电容所产生的容抗约为 3180 欧姆。当 220V 的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为 70mA。虽然流过电容的电流有 70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。

 

根据这个特点,我们如果在一个 1uF 的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个 110V/8W 的灯泡与一个 1uF 的电容串联,在接到 220V/50Hz 的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为 110V/8W 的灯泡所需的电流为 8W/110V=72mA,它与 1uF 电容所产生的限流特性相吻合。

 

同理,我们也可以将 5W/65V 的灯泡与 1uF 电容串联接到 220V/50Hz 的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为 5W/65V 的灯泡的工作电流也约为 70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

 

下图为阻容降压的典型应用,C1 为降压电容,R1 为断开电源时 C1 的泄放电阻,D1 为半波整流二极管,D2 在市电的负半周为 C1 提供放电回路,否则电容 C1 充满电就不工作了,Z1 为稳压二极管,C2 为滤波电容。输出为稳压二极管 Z1 的稳定电压值。

 

 

在实际应用中,可以用下图代替上图,这里用了 Z1 正向特性和反向特性,其反向特性(也就是其稳压特性)来稳定电压,其正向特性用来在市电负半周给 C1 提供放电回路。

 

 

在较大电流的应用中,可以用全波整流。如下图:

 

 

在小电压全波整流输出时,最大输出电流即为:

 

容抗:Xc=1/(2πfC)

电流:Ic = U/Xc=2πfCU

采用电容降压时应注意以下几点:

 

1、根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。

2、限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在 400V 以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。

3、电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。

4、电容降压不适合动态负载条件。

5、同样,电容降压不适合容性和感性负载。

6、当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。