【参赛】电容降压应用实例——LED夜明灯

yinekp · 发表于 2020-2-6 13:19:27

电容降压具有电路简单，成本低廉的优点，有关计算方法，注意事项和应用实例“矿坛”
多有介绍。多年来，本人也应用电容降压原理制作了一些简单实用的应用装置，现介绍一例
给感兴趣的读者，盼能抛砖引玉。

一.再强调一下电容降压电路特点和应用注意事项（只考虑供电电源为220V市电的情况）。

1.作为一种高内阻电源，当输出电压远小于输入电压（即220V市电）时，可认为供电电流仅
取决于降压电容容量，这时可按每微法65mA来估算输出电流。

2.为确保电路安全可靠，降压电容不能使用介质损耗大的电容器，如电解电容。且耐压应不
小于400V；由于用电器具内部电路处于带电状态，结构设计和实际组装时必须考虑和采取完善的
绝缘措施。

3.由于电路中有着电容器这样的储能元件，电源接通瞬间会有一个取决于电源和电路初始状
态的复杂的瞬态过程或称过渡过程，可能产生远大于正常值的过电压和冲击电流。极端情况是，
电容已充至市电峰值又在市电为反向峰值的瞬间接通时（例如开关接触不良）。元器件的损坏通
常是发生在这个过渡过程中。通过分析实验，本人认为，一个简单有效的方法就是在降压电路输
出端并上一只与降压电容容量相近的电容器，利用电容两端电压不能突变的储能过程可以有效的
降低通过负载的冲击电流，提高电路的可靠性。这个电容虽然会分去部分输出电流，但由于其两
端电压仅是远小于市电电压的负载电压，正常工作时通过电流可忽略不计。

4.由于降压电容的存在，电路达到稳态后，电容充、放的电量必然是相等的。相对于电源的
正、负半周，如负载不对称，将导致降压（或称限流）的作用降低，如负载是半波整流电路，电
路稳态电流将为零。所以，设计电路时应尽量使用相对于电源正负半周对称的负载或添加反向电
流通路。

二.电容降压制作实例——LED夜明灯

用于室内夜间照明。
图1为用半导体发光管（LED）制作的夜间照明灯的工作状态：光色分别为红、绿、蓝、黄的
高亮发光管从下部照射玻璃工艺料球，通过料球内部气泡、图案的反射、折射产生梦幻般的色彩
叠加。料球是用玻璃胶粘接在用于底座的塑料盒上，安装其他元件的电路板和开关则固定在盒内。
图2是它的电路原理图：K为中位关断的三挡位船形开关,用来控制电源通断和选择发光亮度；用
电容器C1、C2通过控制发光管工作电流，产生高、低两档亮度；电容器C3的作用是吸收电源接通
瞬间的冲击电流，降低发光管因过流损坏的可能性；电阻R3除可降低冲击电流外，主要作用是当
降压电容万一击穿时起到保险管的作用，防止故障扩大；高亮发光管分为若干对，反向并联后再
串联，通过降压电容接至交流电源，对应交流电源的正、负半周各有半数的发光管交替发光。互
相提供反向电流通路，也避免了发光管承受过高的反向电压。图5为其内部结构。

图1 参赛作品.jpg