一阻容降压的基本概念

1、什么是阻容降压？

阻容降压是一种利用电容在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大工作电流的电路。

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。

2、阻容降压电路由哪几部分组成？

阻容降压电路由降压模块、整流模块、稳压模块和滤波模块组成。

3、阻容降压基本设计要素

三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。

输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。

引言

在开关电源中，EMI滤波器对共模和差模传导噪声的抑制起着显著的作用。在研究滤波器原理的基础上，探讨了一种对共模、差模信号进行独立分析，分别建模的方法，最后基于此提出了一种EMI滤波器的设计程序。

高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点，已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。在开关电源应用于交流电网的场合，整流电路往往导致输入电流的断续，这除了大大降低输入功率因数外，还增加了大量高次谐波。同时，开关电源中功率开关管的高速开关动作（从几十kHz到数MHz），形成了EMI（electromagnetic interference）骚扰源。从已发表的开关电源论文可知，在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰，传导干扰还会注入电网，干扰接入电网的其他设备。

减少传导干扰的方法有很多，诸如合理铺设地线，采取星型铺地，避免环形地线，尽可能减少公共阻抗；设计合理的缓冲电路；减少电路杂散电容等。除此之外，可以利用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。

1、基本概念和公式

首先要讲到电容的基本公式：

电容器上所储存的电荷与施加于电容器上的电压成正比，有：

q=Cv

C为比例常数，称为电容器的电容（capacitance）,单位法拉（farad,F）,电荷运动产生电流，用数学表示为i=dq/dt 电流的单位为安培。

对q=Cv两边取微分得：

i=Cdv/dt

根据对偶原理得：

v=Ldi/dt

对于给定的时间增量或减量（v,i为常量，对于恒定的全部更改为大写的V,I）

基本概念：

对于一般方波功率变换，总有在开关导通器件施加一个恒定电压（Von）,而在关断器件自动得到另一个恒定电压（极性相反，幅值为Voff）,这将形成分段线性电流.其幅值为上面对偶的到的公式

电流取一个变化量得：

氧化铝层可以承受正向的直流电压，如果其承受反向的直流电压，其很容易在数秒内失效。这个现象被称为‘ Valve Effect ’，这就是为什么铝电解电容拥有极性的原因，如果电解电容的两个电极都有氧化层，则形成无极性电容。

下图显示了铝电解电容的基本结构，它由阳极（ anode ）、在绝缘介质上附着的氧化铝构成的铝层，接收极的阴极铝层，和真正的由电解液构成的阴极。电解液浸透在两个铝层间的纸上。

氧化铝层是通过电镀在铝层上，相对于加在其上的电压来说是非常薄的，很容易被击穿，导致电容失效。

四、交流到直流

五、电容

在评估纹波时，通常围绕纹波电压和纹波电流这两个组成部分来进行。在大多数应用中，纹波是工程师要最大限度抑制的一种电路状态。例如，在将交流电源转换成稳定直流输出的AC-DC转换器中，要竭力避免AC电源会以一种小幅、根据频率的变化信号叠加在DC输出之上的一种现象。然而，在其它情况下，波纹可以是种必要的设计功能，例如，时钟信号或数字信号就可利用电压电平的变化来切换器件的状态。

在后一种情况，对波纹的考量可以说相当简单：不要让峰值电压超过电容的额定电压。然而，重要的是要牢记：峰值电压是最高纹波电压与电路中直流偏置电压之和。另外，对采用钽、铝和铌氧化物技术的电解电容来说，还有另一个需特别注意的地方：不要让纹波电压的最小值掉到零电位以下，因为这将导致电容工作在反向偏压条件。这一要求也适用于低频应用的II类陶瓷电容。

电容起着电荷库的作用，当电压增加时，它们被充电；电压降低时，它们向负载放电；它们实质上起着平滑信号的作用。电容将经历变化的电压，并根据施加的电源，还可能有变化的电流，以及连续和间歇性的脉动功率。无论输入形式为何，电容电场经历的变化将导致介电材料中偶极子的振荡，从而产生热量。这一被称为自发热的反应行为，是介电性能成为重要指标的主要原因之一，因为任何寄生电阻(ESR)或电感(ESL)都将增加能耗。

电容降压的工作原理并不复杂。

它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。

电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件，它具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性。广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。熟悉电容器在不同电路中的名称意义，有助于我们读懂电子电路图。
　　
1.滤波电容：它接在直流电源的正、负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电平滑。一般常采用大容量的电解电容器，也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
　　
2.退耦电容：并接于放大电路的电源正、负极之间，防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。
　　
3.旁路电容：在交、直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
　　
4.耦合电容：在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接，用以隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
　　
5.调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。
　　