典型的阻容降压电路

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目炎

2020-05-18 07:34:42

一、概述

将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，当受体积和成本等因素的限制时，最简单实用的方法就是采用阻容降压式电源。阻容降压包括电容降压和电阻降压两种。电容降压的原理用复函数来分析:电容的阻抗Xc=1/jωC,电容上的压降IXc,此处I为复函数电流。也可近似表示为IoXc，此处Io为负载电流。

电容降压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，故不适合大电流供电的应用场合。

本文将根据从基本到复杂的顺序，介绍这几种常见电容降压和电阻降压的典型电路。在实际应用中应优先选择图5和图6的线路。在有可控硅的系统中，应优选负电源。

二、典型电路

1、单负电源电容降压半波整流电路

该电路常用于电流小，空间有限，电源单一，有可控硅控制的电路中。可避免可控硅使用在第四象限。如无可控硅控制优先选用全波整流。

1.1原理图

1.2电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
ZD1	稳压二极管	5V6/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选3.3V，5.1V，5.6V,12V，24V
C2	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C3	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
CX	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2

1.3电路原理分析

上面图1是基本的半波阻容降压电路。经过电容的电流和电容阻抗的乘积就是电容的压降。经过电容降压的电源，有半个波经过ZD1被消耗掉。另一半波，经D1流过负载被使用,ZD1稳定负载的电压。

1.4该类电路的应用场合说明

该电路常用于电流小，空间有限，成本要求高的系统中。特别是用可控硅控制的线路，可避免可控硅使用在第四象限，优势特别明显。

1.5注意事项

A.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.
B.为保证CX可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。
C.泄放电阻R2的选择必须保证在要求的时间内泄放掉CX上的电荷。

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

2、单正电源电容降压全波整流电路

该电路常用于电流小，空间有限，成本要求高的系统。由于采用全波整流，电流是半波整流的两倍。但此电路不适合有可控硅控制的系统。

2.1原理图

图2

2.2电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1~D4	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
ZD1	稳压二极管	5V1/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选3.3V，5.1V，5.6V,12V，24V
C2	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C3	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
CX	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2

2.3电路原理分析

跟半波整流一样，经过电容的电流和电容阻抗的乘积就是电容的压降。经过电容降压的电源，经过桥式整流，正负半周都被利用，经ZD1稳压后得到稳定电压。

2.4该类电路的应用场合说明

该电路常用于电流小，空间有限，成本要求高系统，相对于半波有电流大的特点。但不能用于可控硅控制系统中

2.5注意事项

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

3、双负电源电容降压电路

该电路是实际应用电路，是在前面单负电源电路的基础上多了一个直流降压稳压电路。

3.1原理图

图3

3.2主要电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
ZD3	稳压二极管	5V6/0.5W
C3	电解电容	470UF/25V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2.如电压为24V时电压应选35V.
C4	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C5,C6	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
C2	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2
ZD1	稳压二极管	24V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD2	稳压二极管	5V1/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选5V1或3V3。在调式时，要注意稳压管的温升，有时可用0.5W。
R3	（贴片）碳膜电阻	10K	优选0603封装
R4	（贴片）碳膜电阻	1K	优选0603封装
R5	氧化膜电阻	330R/3W	由前后电压差和电流决定: 阻值R=(VZD1-VZD2)/I 功率W=I(VZD1-VZD2)
TR1	（贴片）三极管	8550	优选贴片

3.3电路原理分析

前面部分单负电源电路的原理分析，前面也作了介绍。直流降压稳压电路有两种，第一种是由TR1和C6,ZD3,R4组成的三极管降压稳压电路。ZD3为负载电压提供一个基准电压，TR1为调整管。第二种是由电阻R5和ZD2组成。电阻R5为分压作用，ZD2为稳压作用。

3.4该类电路的应用场合说明

该电路常用于电流小，空间有限，要求有两个电源，使用可控硅控制的系统中。可避免可控硅使用在第四象限。无可控硅优选全波整流，即双正电源阻容降压电路。

3.5注意事项

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

F.此降压稳压部分不能用7905，这样可控硅还是不能使用。

4、双正电源电容降压电路

该电路是实际应用电路，是在前面单正电源电路的基础上多了一个直流降压稳压电路。

4.1原理图

图4

4.2主要电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1～D4	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
ZD3	稳压二极管	5V6/0.5W
C3	电解电容	470UF/25V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2.如电压为24V时电压应选35V.
C4	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C5,C6	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
C2	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2
ZD1	稳压二极管	24V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD2	稳压二极管	5V1/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选5V1或3V3。在调式时，要注意稳压管的温升，有时可用0.5W。
R3	（贴片）碳膜电阻	10K	优选0603封装
R4	（贴片）碳膜电阻	1K	优选0603封装
R5	氧化膜电阻	330R/3W	由前后电压差和电流决定: 阻值R=(VZD1-VZD2)/I 功率W=I(VZD1-VZD2)
TR1	（贴片）三极管	8550	优选贴片
U1	稳压IC	78L05

4.3电路原理分析

图中阻容降压部分的原理可参见第2部分的单正电源阻容降压电路。直流降压稳压部分和第3部分双负电源阻容降压的部分相同，只是增加了一个7805的稳压典型电路。

4.4该类电路的应用场合说明

该电路常用于电流小，空间有限，要求有两个电源，成本要求高的系统。由于采用全波整流，

电流是半波整流的两倍。但此电路不适合有可控硅控制的系统。

4.5注意事项

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

5、串联型双电源半波电容降压电路

与双负电源阻容降压电路相比，此电路将两个电源串联，省去了直流降压回路。同时两电源串联比并联省电流，这样减小电容值，在空间和成本上比并联更具优势。同时又具备了双负电源阻容降压电路的特点。

5.1原理图

图5

5.2主要电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1、D2	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
C3	电解电容	470UF/25V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2.如电压为24V时电压应选35V.
C4	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C5,C6	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
Cx	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2
ZD1	稳压二极管	24V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD2	稳压二极管	5V1/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选5V1或3V3。在调式时，要注意稳压管的温升，有时可用0.5W。
R3	（贴片）碳膜电阻	30K	优选0603封装
R4	（贴片）碳膜电阻	20K	优选0603封装
R5	（贴片）碳膜电阻	10K	优选0603封装
R6	（贴片）碳膜电阻	4K7	优选0603封装
TR1	（贴片）三极管	3906	优选贴片
TR2	（贴片）三极管	8050	优选贴片
RY1	继电器	JZC-3FF-024	具体产品决定
D6	二极管	1N4148或1L4418(贴片)	优选贴片

5.3电路原理分析

上述电路，电源经电容降压，二极管半波整流后，ZD1和ZD2串联稳压，分别得到一个5.1V和24V直流电源。对于此种电源方式，继电器负载的连接方式可采用上面的实例。TR2驱动继电器，但TR2的驱动要用TR1实现电平转换。

5.4该类电路的应用场合说明

该电路常用于电流小，空间有限，要求有两个电源，使用可控硅控制的系统中。可避免可控硅使用在第四象限。无可控硅优选全波整流，即串联型双电源半波电容降压电路。

5.5注意事项

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

F.继电器的连接要采用两个三极管。

6、串联型双电源全波电容降压电路

此电路和第5种电路不同是采用了全波整流，因此更能节省电流，减小了电容值。但不能用于可控硅电路。

6.1原理图

图 6

6.2电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1～D4	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
C3	电解电容	470UF/35V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2.如电压为24V时电压应选35V.
C4	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C5,C6	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
Cx	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2
ZD1	稳压二极管	24V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD2	稳压二极管	5V1/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选5V1或3V3。在调式时，要注意稳压管的温升，有时可用0.5W。
R3	（贴片）碳膜电阻	30K	优选0603封装
R4	（贴片）碳膜电阻	20K	优选0603封装
R5	（贴片）碳膜电阻	10K	优选0603封装
R6	（贴片）碳膜电阻	4K7	优选0603封装
TR1	（贴片）三极管	3904	优选贴片
TR2	（贴片）三极管	8550	优选贴片
RY1	继电器	JZC-3FF-024	具体产品决定
D5	二极管	1N4148或1L4418(贴片)	优选贴片

6.3电路原理分析

和第5种电路相同，只是由半波改成了全波，从而继电器的接法不同而已。

6.4该类电路的应用场合说明

该电路常用于电流小，空间有限，要求有两个电源，不使用可控硅控制的系统中。在可控硅时优选半波整流，即串联型双电源全波电容降压电路。

6.5注意事项

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

F.继电器的连接要采用两个三极管。

7、三电源电容降压电路

在不多的特殊情况下，我们要用到三个电源，下图是一个技巧型三电源电路。

7.1原理图

图7

7.2电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
R1	线绕电阻	30R/3W	此电阻应为阻燃的线绕电阻，根据电流的大小优选30，47，51。在有保险丝时可省掉
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2	碳膜电阻	470K(120V) 1M(230V)	由电源电压决定，不能用单个贴片电阻
D1～D4	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
C3	电解电容	470UF/35V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2.如电压为12V时电压应选25V.
C4	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C5,C6	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
Cx	薄膜电容或X2电容	1UF/275AC	容值由电流决定:Xc=1 /（2 πf C） Ic = (U－Vcc) / Xc/2
ZD1	稳压二极管	12V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD2	稳压二极管	24V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD3	稳压二极管	5V6/0.5W
R3,R8	（贴片）碳膜电阻	10K	优选0603封装
R4	（贴片）碳膜电阻	1K	优选0603封装
R5	（贴片）碳膜电阻	20K	优选0603封装
R6	（贴片）碳膜电阻	4K7	优选0603封装
R7	（贴片）碳膜电阻	39R	优选0603封装
TR2	（贴片）三极管	3906	优选贴片
TR1,TR3	（贴片）三极管	8050	优选贴片
RY1	继电器	JZC-3FF-024	具体产品决定

7.3电路原理分析

图7是前面电路的扩增，相同部分的原理可参见前面的电路分析。此处只介绍继电器和ZD2稳压管。继电器和稳压管ZD2并联，继电器要工作时，I/O口输出高电平，TR3截止，电流通过继电器线圈，由ZD2稳压，保证线圈不被烧毁，此时12V和5V的电流由继电器和稳压管提供。I/O口输出低电平时，TR3导通，继电器上无电压（很小），继电器不工作，此时12V和5V的电流由三极管提供。

7.4该类电路的应用场合说明

该电路常用多种电源的情况，能提供三种电源。但不能在有可控硅控制的系统中。

7.5注意事项

D.电流保险丝的规格应大于1.25A，太低过浪涌测试时容易烧毁，并且生产时也容易烧毁。

E.电阻R1应为阻燃的线绕电阻，在有保险丝时可省掉。

F.继电器的连接要采用两个三极管。

G.R7必不可少，不然会烧掉三极管

8、串联双电源电阻降压电路

对于一些电流要求小，并且要求不高的电路，可以直接电阻降压。或者，电源环境温度高的电路必须用电阻降压。

8.1原理图

图8

8.2电路参数选型及分析

符号	元器件名称	型号	备注
F1	保险管	1.25A 250VAC	一般控制板都选用此规格，太小容易烧断.选择R1电阻时，可以不用保险丝。
C1	X2电容	0.1UF 275VAC	容量的大小由负载的特性决定。优选0.1，0.22，0.33，0.47，0.68UF
ZNR1	压敏电阻	10D561	根据电源电压优选:220V选 10D561; 120V 选10D431 根据吸收能量的不同优选7D,10D,14D.
R2,R3	氧化膜电阻	2K7/1W	注意电阻温升，有时应用四个，或其它阻值。
D1～D4	二极管	1N4007或SMA4007（贴片）
C3	电解电容	470UF/35V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2.如电压为12V时电压应选25V.
C4	电解电容	220UF/16V	具体采用型号由电压和功率决定，容值可采用下例公式计算：RLC>(3~5)T/2
C5,C6	瓷片(贴片)电容	100N	消除高频谐波。
ZD1	稳压二极管	24V/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选12V或24V。在调式时，要注意稳压管的温升，如温升太高应选两个串联。
ZD2	稳压二极管	5V1/1W	具体采用型号由电压和功率决定,优选5V1或3V3。在调式时，要注意稳压管的温升，有时可用0.5W。
R4	（贴片）碳膜电阻	30K	优选0603封装

8.3电路原理分析

图8中，R2,R3串联组成的电路，总共阻值为2*2700＝5.4K。在AC 120V时能提供的电流为(120-29)/5400≈17MA。半波时电阻上的功率应为I*I*R/4=0.017*0.017*2700/4=0.195W；全波时电阻上的功率应为0.195*4＝0.78W。

8.4该类电路的应用场合说明

一些电流要求小，并且要求不高的电路；或者，电源环境温度高的电路必须用电阻降压。

8.5注意事项

要充分注意电阻的耐压和温升。

四、总结

以上线路中，半波相对全波，输出同样的电流，电容容值要大，成本要高，但对于可控硅控制的线路，可避免可控硅使用在第4象限。

稳压电路除稳压二极管管稳压之外，也可以采用三端稳压器稳压和三极管型稳压。

讨论阻容降压，电流和电容的关系很大。一般阻容降压电流都不能做得很大，于是节省电流是相当重要。我们应优先选择图5，图6的电路。

有些电路虽然普遍存在，如半波整流正电源电路，但相对全波成本更高，不被公司采用。

直接用电阻降压的电路，在环境温度高时，必须使用。

以上的线路没包括全部阻容降压，从以上电路可延伸更多电路。

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张飞实战电子

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机上的熊猫

这家伙很懒，什么也没有留下

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