目前，從220 V市電直接獲得小容量低壓電源的方法主要包括：利用電阻和穩壓二極管組成簡易穩壓電源；使用小容量變壓器降壓[1-3]；通過小型開關變換器[4-7]和使用高壓電容和穩壓二極管組成電容降壓型穩壓電源[8-10]。其中，普通線性穩壓電源效率比較低，電源的變壓器體積大、重量大、成本較高，且開關電源結構復雜、電源紋波較大，成本高。電容降壓型直流電源具有無隔離、體積小、成本低等優點，被廣泛應用于各類小功率電子設備，特別是要求無隔離電源的特殊電子設備中。

    然而，當傳統電容降壓型直流電源的負載減小甚至是開路時，電源的熱耗功率會急劇增加，這不僅需要采用額外的散熱措施以保證電路的安全，而且還會導致電源效率嚴重下降及電能的浪費。這一問題近年來一直沒有得到解決，本文對傳統電容降壓直流電源電路進行改進設計，在保持了電容降壓型直流電源結構簡單、體積小、重量輕、成本低特點的同時，電路能根據負載的變化動態地調節市電電能輸入，使電源表現出很低的熱耗功率，且幾乎不受負載變化的影響。

    只要選取不同穩壓值VZ的穩壓管就可以得到不同的輸出電壓Vout，然后再根據Vout和Vin的值選取不同容量的限流電容C1，就可以得到需要的最大輸出電流Iout。所以，本文提出的電源具有很強的通用性。
2.3 特性分析
    實驗中取C1為2μF，D3的穩壓值為30 V，C2為220μF，電源輸入為220 V/50 Hz的交流市電。圖4所示為電源輸出電壓Vout和輸出電流Iout之間的關系。在給定的參數下，當輸出電流小于60 mA時，電源表現出良好的恒壓源特性；當輸出電流超過60 mA后，輸出電壓會急劇下降。所以，在實際電路中要根據負載需要的最大電流來選擇適量的限流電容值，最好留有一定的余量。

    圖5所示是傳統電容降壓式直流電源的輸入功率Pin（電網消耗功率）與輸出功率Pout（負載消耗功率）與負載變化的關系，而圖6顯示了本文設計的直流電源的Pin與Pout隨負載變化的曲線。可以發現，對于傳統電容降壓式直流電源，其輸入功率始終都保持在較高的水平，這意味著電源負載減小或空載時熱耗功率會急劇增加。而采用改進結構的電源，其輸入功率對輸出功率的變化具有動態響應特性，這可以極大地減少輕載或空載時電源的熱耗功率，使電源更加高效節能。

    得到兩種電源的熱耗功率與電源輸出功率之間關系的對比，如圖7所示。可以看出，改進電源熱耗功率幾乎不隨輸出功率的變化而變化，并保持在極低的水平。

    本文通過在傳統的電容降壓型直流電源電路中引入可控硅調控機制，并適當改進電路結構，設計出一種熱耗功率極低，且對負載變化有良好適應特性的電容降壓型直流電源。通過選擇穩壓管參數滿足所需要的輸出電壓要求。電源在保持結構簡單、體積小、重量輕、成本低的特點基礎上，實現高效節能。可廣泛用于要求無隔離、低熱耗、動態負載適應性強的小功率的電子設備中。目前用于智能電氣監控模塊設計中，實測結果表明電源性能表現良好。
參考文獻
[1] 劉建，高振鈴.直流穩壓電源設計[J].河北建筑工程學院學報，2008，12(4)：69-71.
[2] 王聰敏，李少娟，林艷紅，等.直流穩壓電源的設計[J].西安郵電學院學報，2011，16(1)：103-105.
[3] 劉夢成.交流穩壓電源的設計[J].天津理工大學學報，2012，28(4)：28-31.
[4] 李文，雷虹，馮進軍，等.小型高效小功率開關電源的設計[J].電力電子技術，2006，40(5)：110-111，142.
[5] 陳富軍，衡耀付，季鋼.新型開關穩壓電源的優化設計與實現[J].河南大學學報(自然科學版)，2010，40(4)：357-360.
[6] Ou Shengyuan，HSIAO H P.Analysis and design of a novel single-stage switching power supply with half-bridge topology[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2011，26(11)：3230-3241.
[7] Wang Jianping，Lu Shan，Wu Huanhuan，et al.Design and implementation of switching power supply for wheeled mobile robot[C].2010 International Conference on Electrical and Control Engineering，2010，10(11)：3543-3545.
[8] 金永鎬，金海山.基于電解電容降壓的小容量直流穩壓電源[J].信息技術，2006，19(10)：65-67.
[9] 王智昊，王志強.一種新穎的電容降壓型直流穩壓輔助電源[J].電源世界，2004，23(11)：26-28.
[10] 趙軍芳.一種小型直流電源的可靠設計[J].儀器儀表用戶，2003，10(2)：49-50.