电容降压

Jacktang

电容降压 [复制链接]

     最近跟着老师准备接手一个水处理项目，在准备的过程中涉及到一个小的问题：电源降压问题。之前一直都是用一个小型的变压器，再通过桥堆和三端稳压管。而现在又听到“电容降压”，感觉很陌生，查阅相关资料，发现原理还是很简单。


    一个1uf的电容，在两端加上频率为50Hz的市电，则电容产生的容抗为[1/（2*pi*50）]*1000000=3184欧，若将220V交流电压直接加至电容两端，产生的电流最大约为70mA.虽然流过电容的电流有70mA，但在电容器上并不产生功耗，因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（虚部电流是由于电路中的电容电感引起的，不消耗电能，但却不停的影响着电流的变化，做虚功，不停的放能储能），它所作的功为无功功率。根据这个特点，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，将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联，再接到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，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。
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。

gmchen

这个帖子有一个缺陷与一个错误。
缺陷是计算方法有误。流过电容的电流与电压相差90度（不考虑电容的损耗），电容上的压降与负载电阻上的压降相差90度，两个电压的矢量和是电源电压。在负载上电压较低时可以认为电容上的电压就是电源电压，所以1微法电容大约70mA电流，但是若负载电压较高（例如110V）则由于电容上电压下降，1微法电容得到的电流将低于70mA.
错误是“需要直流工作时，尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流”。恰恰相反，不能用半波整流，必须用桥式整流，否则将由于电流的单向流动使得电容被充满电，最后没有电流输出。

maychang

要用半波整流，也不是不可以，但必须另加一支二极管以保证电容能够反向充电(反向充电就是放电啦，不同的说法，其实一回事)。这种二极管的联接方法，很像Buck电路中的续流二极管，但工作原理完全是两回事。
电容降压，用半波整流，好处是负载与交流的两根线中的一根是公用的，不好之处是只能得到一半的电流。

maychang

电容降压，最大的缺点是不隔离，人体接触电路中的任一点都可能触电，非常危险。
强烈建议不要使用电容降压电路。

qwqwqw2088

现在的国内 LED 灯具，为了追求低价位成本，大部分抵挡LED驱动都是这种电路，球泡LED灯最多

topwon

maychang 发表于 2018-7-27 13:25
电容降压，最大的缺点是不隔离，人体接触电路中的任一点都可能触电，非常危险。
强烈建议不要使用电容降压 ...

阻容降压电源关键是要用在适合的地方（比如不需要隔离设计的产品，负载适合，阻性小电流而且比较稳定），其次电路参数要设计好，最后元件选择要有余量且质量要有保证。很多欧美的电子产品也有用这种电源的，而且最早也是从老外那边学习过来的吧。一定要知其然还要知其所以然，设计上才不会出问题。

maychang

topwon 发表于 2018-8-2 10:20
阻容降压电源关键是要用在适合的地方（比如不需要隔离设计的产品，负载适合，阻性小电流而且比较稳定）， ...

同意你这句：“一定要知其然还要知其所以然”。现在的问题，是多数使用电容降压的人，根本不知道其所以然，甚至连知其然都做不到。

maychang

topwon 发表于 2018-8-2 10:20
阻容降压电源关键是要用在适合的地方（比如不需要隔离设计的产品，负载适合，阻性小电流而且比较稳定）， ...

经常见到网友使用电容降压电路，一通电就烧毁了某个元件，然后上网发帖提问。这些帖子往往就是连知其然都还没有做到的典型例子。