電容降壓電路故障分析?

降壓電路除使用變壓器外，還可以使用電容器進(jìn)行交流市電電壓的降低。如圖所示，是采用電容器降低交流電壓的電路。電路中，C1是降壓電容，R1是負(fù)載電阻，U為輸入的交流220V市電。

一、電路分析

關(guān)于這一降壓電路的工作原理，主要說明以下幾點(diǎn)：

1、交流市電是50Hz的交流電，電容C1對(duì)交流市電存在著容抗，這樣在C1上存在電壓降，使加到負(fù)載R1兩端的電壓下降，只要根據(jù)負(fù)載電阻R1大小，合理選取C1的容量大小（取得合適的容抗），就能控制C1上電壓降Uc的大小，便能獲得所需的交流電壓Uo的大小，達(dá)到降壓的目的。

2、由于交流市電電壓比較高，所以對(duì)電路中降壓電容C1的耐壓要求較高，一般應(yīng)不小于450V。

3、由于采用電容降壓，而電容器對(duì)交流電沒有隔離作用，所以這樣降壓電路的負(fù)載電阻R1上會(huì)帶電，有觸電危險(xiǎn)。如果交流市電的火線接線路板的地線端，地線接到C1上，這將使整個(gè)電路的地線帶有220V交流市電，這是很不安全的，所以在這種降壓電路中，嚴(yán)格要求220V火線要接電容C1。

4、電容降壓電路的安全性不好，因?yàn)橐坏┗鹁€、地線接反就有觸電危險(xiǎn)，所以在一般民用電器中不常采用。5、交流電源線應(yīng)采用三插的插座，這樣火線、地線、保護(hù)性地線之間不會(huì)接錯(cuò)，提高了使用安全性。

二、電路故障分析根據(jù)電容降壓電路的特點(diǎn)，對(duì)電路故障分析說明下列幾點(diǎn)：

1、當(dāng)降壓電容漏電時(shí)，在電容上的壓降減小，加到負(fù)載電路上的交流電壓升高，整機(jī)工作電壓將升高，將嚴(yán)重?fù)p壞電路工作的安全性。

2、當(dāng)降壓電容擊穿時(shí)，沒有降壓功能，負(fù)載上直接加上了220V電壓，這會(huì)損壞電路中的元器件。

3、當(dāng)降壓電容開路時(shí)，沒有交流電壓加到負(fù)載電路上，這會(huì)使整機(jī)電路不工作。?

該阻容降壓方案，全波整流，電容使用125J?，耐壓400V，根據(jù)公式推算：125J電容C=1200000pF=1.2μF；容抗Xc=1/2πfc=2653Ω。??220V的交流電壓加載電容兩端時(shí)，流過電容的最大電流約為83mA。也就是電路最大的負(fù)載能力?

阻容降壓電路的誤區(qū)

電阻電容降壓電路，是我們常用的常見的供電方式之一，一般應(yīng)用于小家電的電路，如電風(fēng)扇、暖奶器、酸奶機(jī)、煮蛋器、拉發(fā)器等等。因?yàn)樽枞萁祲汗╇婋娐烦杀镜?，所以很多廠家還是愿意使用，盡管存在很多的缺點(diǎn)。

一般采用阻用降壓供電的小家電

我們看一下常見的阻容降壓電路：

全波整流

半波整流

我們看到，整個(gè)電路包括的器件極少，CBB電容（或者安規(guī)電容）、二極管（1個(gè)、2個(gè)或者4個(gè)）、穩(wěn)壓管（由輸出電壓決定電壓值），濾波的電解電容，由此可見這個(gè)供電電路的成本是相當(dāng)?shù)牡土?/p>

這個(gè)電路的缺點(diǎn)很明顯了：

1、不隔離，整個(gè)電路都是帶電的；

2、提供的電流小，一般在100MA以下；

3、功率因數(shù)極低，不過考慮到本身功率很小，這個(gè)影響倒不是很大；

4、使用壽命短，比如穩(wěn)壓管燒壞、降壓電容容量降低造成供電不足、濾波電容損壞后造成整個(gè)電路燒壞。

本文要討論的是最后一個(gè)問題，怎么降低電路損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

上面列舉的3種電路中，存在的幾大隱患：穩(wěn)壓管容易擊穿，濾波電解電容容易老化。

1、穩(wěn)壓管為什么容易擊穿？

我們知道220V交流電峰值電壓是311V，在峰值電壓下，流過穩(wěn)壓管的電流就會(huì)比平均值大1.4倍，而且是通電時(shí)如果剛好是接近峰值電壓值，降壓電容C1電壓為0，等于是短路狀態(tài)，此時(shí)瞬間電壓加在穩(wěn)壓管和濾波電容上，雖然電容電壓不能突變，可是電容也是有電阻值的，瞬間電流會(huì)比較大，電容上產(chǎn)生的瞬間電壓就會(huì)比較高，超過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管必然會(huì)流過相對(duì)較大的電流，穩(wěn)壓管有瞬間擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。穩(wěn)壓管擊穿是最常見的損壞現(xiàn)象。

2、濾波電解電容的老化：上面提到電壓在峰值時(shí)，電流會(huì)是平均電流的1.4倍，那么電解電容上的電流變化是比較大的，長期的大紋波電流流過電解電容，就會(huì)造成電解電容的老化，容量下降，而容量下降后，紋波電流變得更大，會(huì)加速老化過程。

3、還有一種是由于降壓電容采用CBB電容，CBB電容壽命短，容量容易下降。

為減少穩(wěn)壓管損壞風(fēng)險(xiǎn)，電路設(shè)計(jì)時(shí)采用的CBB電容容量值剛好夠用，在使用一段時(shí)間（如1年）后，容量下降，造成電路供電不足，后級(jí)電路就無法正常工作。

針對(duì)以上問題，將電路稍改進(jìn)一下，以全波整流為例，電路如下：

1、抗沖擊輸入電阻R2：一般采用幾歐~幾十歐，可以在通電瞬間減少?zèng)_擊電流，另外在后面電路短路時(shí)起到保險(xiǎn)電阻作用。

2、穩(wěn)壓管保護(hù)電阻R3：一般采用幾歐~幾十歐，以上電路中，整流橋后直接接的濾波電解電容E1，E1耐壓值要穩(wěn)壓管的2倍或以上。電解電容在通電瞬間或者電網(wǎng)電壓突變時(shí)，電壓會(huì)上升的比較高，比如12V電壓上升到13V，在傳統(tǒng)電路中，穩(wěn)壓管必然會(huì)流過很大的電流，而改進(jìn)后，圖1穩(wěn)壓管串接保護(hù)電阻，使流過穩(wěn)壓管的電流變得波動(dòng)很小，但是輸出電壓會(huì)隨著波動(dòng)到13V，后級(jí)電壓要求不高時(shí)可按電路1改進(jìn)。

圖2電路同時(shí)有R3保護(hù)電阻，E1電壓上升時(shí)，穩(wěn)壓管的電流波動(dòng)很小，而且輸出電壓由于有穩(wěn)壓管+濾波電容E2的限制，波動(dòng)極小，濾波電容E2的耐壓值可以降到穩(wěn)壓管電壓值的1.2倍。

由以上分析可見，加入2個(gè)電阻后，對(duì)穩(wěn)壓管、濾波電解電容都起到了保護(hù)作用，大大的提高了阻容降壓電路的可靠性和壽命。