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電子電路分析之阻容降壓電路

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電路圖：

電路原理圖

電路圖功能：

阻容降壓電路是很經典實用的一個電路，廣泛應用於LED燈,小家電,電錶,智能控制等領域。

電路圖工作原理：

阻容降壓是利用電容的容抗來限制電流，從而達到降壓的目的。

電路圖的特點：

1、低成本2、設計簡單3、體積小

電路原理圖分析：

本例是阻容降壓電路最常見的一種形式：阻容降壓+半波整流+電容濾波+穩壓。

電路中，F1是保險絲，提供過流保護；R5為壓敏電阻，提供浪湧保護。C2是安規電容，為交流濾波電容。這三個元件直接關係到負載電路的安全和電磁兼容性，而且這個必須通過相關認證才能進行銷售。電容C1是降壓電容，常用CL21聚酯或者CBB21聚丙烯電容，雖然價格高但性能好。

交流電流過電容的容抗計算公式為Rc=1/(2Π*fC),在這裡f是電網頻率=50Hz，C是C1的容值。

由此可以計算出電容的容抗，從而得出相應的電流。在實際使用當中，電網的電壓和電網的頻率都是波動的，所以在設計時，電容的大小必須留有足夠的餘量來應付最壞的情況，保證電路不會出現異常和損壞。而且在留有餘量的同時，也要注意整個電路的功耗，而且電容容量也不能太大。

電阻R1是C1的放電電阻，放置在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時C1電容上的殘餘電壓和電網電壓疊加對後續器件形成高壓衝擊和防止拔出電源插頭後接觸到人體對人員產生傷害，所以此R1C1時間常數在理想狀態下≤T（T=1/F，F=50Hz），但在實際使用當中R1不能取太小，否則R1功耗太大，一般我們取RC時間常數≤300mS，另外還要注意此電阻的耐壓，我們常用的0.25W碳膜電阻耐壓是500V，0.5W碳膜電阻耐壓是700V，具體可以參考電阻廠家的性能手冊。

電路中R2、R3為限流電阻；這兩個電阻主要是防止首次上電和在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時所產生的高壓衝擊對整流二極管的損壞，電容C1在首次上電如果剛好碰在波峰處，因C2在通電瞬間呈短路狀態，此時交流電源直接加在R2、R3和整流管上，R2、R3上有220VAC×1.414=311VDC瞬間直流電壓；電容C1在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時，如果電容C1在第n+1波峰處斷電，在n+2波峰處通電，電容C2在n+1到n+2時間內放掉⊿V（由C2，R1決定），此時R2、R3上有220VAC×1.414+（220VAC×1.414-⊿V） =622VDC-⊿V瞬間直流電壓，如果考慮到電網電壓的波動，此電壓會更高，所以R2，R3要選擇耐電流衝擊強和耐高壓的電阻，一般選用大功率氧化膜電阻或金膜電阻，R2、R3總電阻不能太小，也不能太大，電阻太小衝擊電流大，電阻太大整個電路功耗增大，整流二極管的峰值電流一般會比較大，如1N400X系列峰值電流為200A，所以一般取R2、R3總電阻=40-50Ω之間。

電路中D1為整流二極管，但由於電容C1只能通過交流電,經過D1整流後,電容只能流過正半周單向電流,電路不能持續導通,所以還需要構造一個負半周的電流回路,D3就起到這個作用。

C2、C4組成第一級濾波，這裡要注意的是C2、C4電容的耐壓值和電網最高電壓、電網最高頻率、C1、D2、R4有關，如果此產品最高工作電壓是242VAC，電網最高頻率是53Hz，則C2，C4最高耐壓≈(242VAC×1.414)/（1/2ΠFC2）×R4+5.1≈22.2VDC，所以C2、C4選用耐壓≥25VDC的產品，R4、C3、C5組成第二級RC濾波同時D2將電壓穩定在5.1VDC上， R4的大小決定了產品在低工作電壓下的紋波大小，R5是放電電阻，R5的作用首先是在快速插拔電源插頭或插頭接觸不良時在斷電瞬間對濾波電容放電，以使通電瞬間時的衝擊電流從電容上耦合過去，防止衝擊電流加到穩壓二極管上造成穩壓二極管損壞，同時從這點考慮，在處理PCB佈線時必須將穩壓二極管放在濾波電容C5、C6後面，防止PCB銅箔上的寄生電感和銅箔電阻對濾波的影響。

注意：

本例是很常見且實用的一個電路，理解其工作原理之後，剩下的關鍵就是在於計算。根據你要輸出的電壓值，來計算用多大的電阻電容。在實際製作這個電路時，輸入是市電，要注意安全性。

F1是保險絲