阻容降压的原理和应用及LED驱动电源

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：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，限流电容必须采用无极性电容，不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上， 最理想的电容为聚丙烯金属薄膜电容。电容降压不能用于大功率条件， 一般用于5W以下小功率应用场合， 电容降压不适合动态负载条件， 电容降压不适合容性和感性负载，在LED电源的驱动方面应用上适合单电压应用。

电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io， 实际上是流过C1的充放电电流容量越大， 容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时， 多余的电流就会流过稳压管， 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。为保证C1可靠工作， 其耐压选择应大于两倍的电源电压。泄放电阻R1的选择必须保证在规定的时间内泄放掉C1上的电荷。已知C1为μF， 交流输入为220V/50Hz， 求电路能供给负载的最大电流。 C1在电路中的容抗Xc为： Xc=1 /（2 πf C）= 1/（2**50**10-6）= 流过电容器C1的充电电流（Ic）为： c = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA.

首先要明确一点，铝电解电容一定会坏，只是时间问题。影响电容寿命的原因有很多，过电压，逆电压，高温，急速充放电等等，正常使用的情况下，最大的影响就是温度，因为温度越高电解液的挥发损耗越快。需要注意的是这里的温度不是指环境或表面温度，是指铝箔工作温度。LED驱动电源寿命偏低的一个重要原因是驱动电源所需的铝电解电容的寿命不足，主要原因是长时间工作时led灯具内部的环境温度很高，导致铝电解电容的电解液很快被耗干，寿命大为缩短，一般只能工作5千小时左右。而LED光源的寿命是5万小时，因此铝电解电容的工作寿命就成为了led驱动电源寿命的短肋。

现在有些供应商为了解决这个问题，发明了无铝电解电容的LED驱动电源方案。但并不是所有的LED驱动电源供应商都赞成这种做法。目前量产的led照明驱动电源中没有一款是采用了无电解电容的驱动方案，很多试验标准通不过，如EMI测试和无闪烁测试。而采用铝电解电容的LED驱动电源方案很容易通常以上测试，如果换成薄膜电容和陶瓷电容或钽电容，薄膜电容要达到相同的电容量(一般为100-220uF)，体积就会很大，而且成本也太高，陶瓷电容一般容量太小，如用多个陶瓷电容实现这么大的容量，占板面积和成本都太大，钽电容要具有这么大容量，一是太贵，而是耐压太低达不到要求，因此换成其它任何种类的电容，基本上不是体积太大，就是太贵，如为了这些缺点换成容量较小的电容，消除纹波的效果就没有那么好，很多出口产品所需的严格认证测试指标就无法通过，因此目前高质量的LED驱动电源还是普遍采用铝电解电容。