该电路只有七八个元件：(1)限流电容C1，(2)泄放电阻R，(3)
整流桥(1N4007×4)，(4)滤波电容C2。
笔者在设计制作一系列超高亮度LED灯具实践中，为大幅缩减灯具电源的体积重量和尽量降低制作成本，都采用了电容限流整流电源。然而，实际上要真正应用好此类简易电源也并非容易。首先在选择限流电容C1时，需根据负载的具体工作电流(电压)、应用容抗计算公式或其他经验公式进行粗略估算(有关具体估算方法，在相关
电子书刊或电子报上都屡有介绍)。出于兴趣和对该电源在实际使用中的安全性和可靠性上的考虑，笔者对这种电源进行了实践，揭示了有关电容限流整流电源的一些重要认识和体会，现写出来供电子爱好者参考。
在实践过程中，还无意发现了一个比较有趣的现象：就是该电源交流输出各支路电压之和不等于交流输入的总电压，即用万用表交流电源挡去单独测试V2、V3(有效值)，或用两表同时测试V2、V3(有效值)再与输入总电压(有效值)相比较，出现了不平衡现象，于是就发生了V2+V3>V1(220V)的怪异现象。在重温了正弦交流电路相关基础知识后才晃然大悟：正弦电路，电路中各部分的电压及各支路内的电流存在着相位差，这时电路总电压的有效值，不等于部分电压有效值之和。因为正弦电压，电流相加(减)时，其结果不仅与各相加(减)的正弦量的大小(有效值)相关，还与它们的初相位有关。因此仅用有效值相加(减)，并不能反映出正弦量相加(减)的全貌，自然它不满足基尔霍夫定律。对于交流电路而言，只有瞬时值之间的关系才服从基尔霍夫定律。
电容限流式整流电源与带有电源
变压器的整流电源相比较，并不仅仅只在外观上少了一个变压器和多了一个变压器的差异，而是两种电源存在本质上的区别。笔者认为前者是一种电流源，而后者属于电压源，而且电容限流整流源的内阻一般比较高(电压源的内阻比较小)。若忽略整流桥等内阻的因素，它的内阻rO主要取决于容抗XCl的值，例如输出电流为100mA左右的电源，它的容抗XCl(即内阻rO的值)通常在2kΩ左右。在外部交流220V输入电压变化不大，负载Rz《r0(XCl值)的情况下，可将这种电容限流源近似看作为恒流源，于是这种电源就有一个重要特征：即负载两端不怕短路只怕开路，与电压源只怕短路不怕开路的特性正好相反。
理由是：电容限流整流源，在输出负载端发生短路情况下，它的输出电流仍被容抗Xc，限制或锁定在该负载相匹配的电流值上，故绝不会在各整流桥臂上产生过电压和过电流，整流桥等元件也不会因此而受损。此时只不过是输入220V电源，在正负各半周时分别流经各自整流桥臂及短路线后，对限流电容C1进行正反两个方向的充放电而已，并且在该限流电容C1上(除并联在C1上的泄放电阻R上略有一点微小功耗外)，并不损耗有功功率(但存在一定无功损耗)。至于电容限流整流源只怕输出负载端开路(空载)的原因是：由于此时的负载Rz上，相当于无穷大的输出电压会升得很高，实测可达300VDC左右，即使负载电阻没有开路，由于某种原因，Rz变化到》r0(×C1值)，此时电流Iz和负载Rz的乘积仍可达到300VDC左右(具体视负载大小而定)，这样在实际应用中就会产生一个问题，即按正常情况下，220V电源经限流、整流、滤波后，若Iz在负载两端建立的直流电压为几十伏，那么按理滤波电容C2的耐压值也只需选择在几十伏，再适当增加一点余量即可，这对少占机壳空间和节约成本固然有利，但是负载一旦损坏断路，则马上就会在其输出端产生直流高压，将滤波电容C2击穿(发热冒烟)，从安全上讲显然也是不允许的。因此为安全起见，C2的耐压值还是选择为≥400VDC。
根据上述原理，除将C2的耐压值提高到400V外，还需考虑到在负载损坏(开路)后在C2上仍会被充上300V直流高压，这一暂存高压，仍会保持相当时间(即使切断220V输入电压后)，如不及时释放，在维修或更换元件时，如忘记先在负载两端人工放电，势必仍会危及人体或使新更换上的负载(元件)继续受损，这种可能性是存在的。为此需在输出负载两端再并联一个大功率电阻R′(R′》Rz)，作为放电电阻(约1.5W～2W)，这个放电电阻在电器正常工作时，由于负载电阻两端的电压较低，电流很小，故功耗也很小。一旦负载开路，在切断220V电源后原先充在C2上的直流高压就会通过R′较快自动获得释放，消除安全上的隐患。为确保负载安全运行，在输出端再并联一个稍大于V4值的
压敏电阻，或TVS管(即瞬变电压抑制
二极管)，这样能有效拦截加在负载上的瞬时过电压或过电流。
在电容限流整流源中，限流电容C1经计算，一旦确定后，则输出负载电流也同时被确定。如负载Rfz改变则C1需重新计算，故不要错误认为只看和V4的输出电压相同，就以为这种电源可到处代用。此外控制电路与负载不可共用一组电源，否则会相互牵制发生跷跷板现象，打破原有输出电流和电压的平衡(即使采用稳压钳位等措施都无济于事，甚至是得不偿失的)。
电容限流整流电源，不适用于负载变化较大的电路(如交直流放大电路)，也不适用于容性负载。
电容限流整流电源，由于少了一个在交流输入输出之间起隔离作用的变压器，在通电情况下，它的底板即印制电路的铜箔上是带电的(220V)，故切勿用手触摸到印制板的铜箔及相关元件的引脚，在检修这种电路时一定要小心谨慎。为安全起见，切记切断外部输入220V电源情况下才能进行操作，此外对一时还缺乏交流电路基础知识和操作技能的同志来讲，暂时不用这类廉价电源。
本文摘自《电子报》
