原创 电容降压工作原理简介-作者路遥

电容降压的工作原理并不复杂。他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。
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。

以上是电容降压工作原理的简单介绍。前些日子我曾再次提出一个问题，就是只用电阻和电容可以组成什么电路，进一步讲只用一个电阻和一个电容可以组成什么电路。此篇可以是一个回答，有兴趣的可以再想一想还能组成什么电路。其实电阻、电容和电感作为电子电路的基本元件，熟知它们的特性并灵活地应用它们是非常重要的。

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前篇有关电容降压工作原理简介文章是在看到论坛中有人问到关于电容降压原理的提问而写出来的。由于写的时候仓促一些，有些细节没有做过多地阐述，在此作一些补充。
1 我们在做电路时总希望整个电路只有一个公共参考点，即大家常说的接地点。当采用电容降压方式进行交直流转换时，如果采用桥式整流，试想在交流端和直流端能有一个公共参考点吗？从原理上讲只采用直流端的参考点是可以讲得通的。但这不是一个最安全的做法。当交流端的零线和火线接反的时候，直流端的参考点可能会有电。当采用半波整流时，我们可以保证交直流端的参考点都接到交流端的零线上，同时在与交流点连接是注意零线和火险的连接方向，可以保证相对安全一些。这在电路调试时尤其重要。因此我提到的只是不推荐使用桥式整流。
2 关于电容降压的允许使用最大功率的问题。从原理上讲应该没有限制。但是随着使用功率的加大，电容器的容量也要加大，当功率达到一定程度时电容器的体积和价格就不一定比使用变压器更合算、更安全。何况是用电容降压时负载从电网所取得有功功率只取决于阻性负载的大小，余下的是电容所作的无功功率。电流越大无功功率也就越大，这对电网的安全运行是极其不利的。有兴趣地可以画一个矢量图，计算一下有功功率和无功功率的比值。就可以得出电网的运行效率。但是在小功率运行时对电网的危害不大，更何况它可以简化电路，缩小电路的体积，因此在一定范围内还是有非常广泛的用途的。我所提到的不安全是从电网运行安全和用户使用安全两方面来考虑的。

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我们在对交流电压进行功率计算时无论其频率如何，均是取其有效值进行计算的，而不是峰值或峰峰值。当然这里我们忽略了交流电的相位关系。在工频电压条件下，相位将引起供电效率的下降，无论相位超前还是滞后都会引起供电效率降低。如果按峰值或峰峰值计算功率，那么当交流电在负半周时如何计算其功率呢？有效值和峰值之间的关系应该是中学的课程。