在电子（zǐ）产（chǎn）品中，分（fèn）压器是无源（yuán）线（xiàn）性电路，用（yòng）于提供作为其输入电压一部分（fèn）的输出电压。这（zhè）里，分压是在分压器组（zǔ）件之（zhī）间（jiān）分配输入电（diàn）压的结果。在分压器（qì）电路中，两个（gè）电（diàn）阻串联，输入电压通（tōng）过两个电阻给（gěi）出，输出取自两个（gè）电阻之间的连（lián）接。

根据应用（yòng）特性的区别，有不同类型的（de）分压器电路可用，例如电阻式、电感式、低通（tōng）RC滤波（bō）器和电（diàn）容式分压器。本文简要介绍了（le）其中一种（zhǒng）分压器，即电容分压器。

电容分（fèn）压器的概念

电容分压器是（shì）一种以电（diàn）容为分压元（yuán）件的分压电路。与电阻（zǔ）器类似（sì），电（diàn）容器也可用于形（xíng）成分压器（qì）电路（lù），以便根据电容器（qì）值将电压（yā）分成电路的各个部分。与使用电阻的分压器电路类似，电容器（qì）串联起来（lái）形成（chéng）带有电压（yā）源的分压（yā）器网络。

电容分压（yā）器（qì）工作原（yuán）理（lǐ）

电容分压器的工（gōng）作原（yuán）理是利用（yòng）电容（róng）分压器与电抗器（qì）产生谐振后会（huì）产生（shēng）高压来（lái）实现分压，可对高压设备进行高压交流（liú）耐压试验。

与电阻网络相比，电（diàn）容网络分压器（qì）更（gèng）复杂，因为电容器是电抗器（qì）件，所以电（diàn）路中（zhōng）电容提供的电阻主要取决于输入（rù）信（xìn）号的频率。电容电阻可以（yǐ）用Xc表示，以（yǐ）欧姆为单位，电容（róng）器响应与（yǔ）电容器的电（diàn）容值成正比，即：

XC ∝ 1/C

如（rú）果源电流的频率（lǜ）较低，则电容（róng）器的充电时间会增（zēng）加。同样，如果电流源的频（pín）率（lǜ）很（hěn）高，那么电容（róng）器的充电时间就（jiù）会减少。最后，可以确（què）定频（pín）率“F”，容抗为（wéi）“Xc”，电容值为（wéi）“C”，则方程为;

XC ∝ 1/C

XC ∝ 1/f

容抗（kàng）公（gōng）式（shì）Xc = 1/2πfc

其中（zhōng），“Xc”是欧姆 (Ω) 内（nèi）的电容器电（diàn）抗（kàng），“f”是以赫兹 (Hz) 为单位的频率，“C”是电容（róng）器（qì）的电容，以法（fǎ）拉 (F) 为（wéi）单（dān）位，'π' 是数字常数（shù） (3.1416)。

电容（róng）分压（yā）器电路

电容（róng）分压电（diàn）路如下图所示，用（yòng）于计算电容（róng）的分压规则。在（zài）下面的分压器电路中，两个（gè）电容器与“Vs”等电（diàn）压源串联。之后，电压（yā）源可以分（fèn）为两（liǎng）个，一个电源（yuán）通过C1电容器，另一个电（diàn）压通过C2电容器。此外，电路中的VC1表示整（zhěng）个（gè）C1电容器的（de）电压，而VC2是整个C2电容（róng）器的（de）电压（yā）。

因此（cǐ），组合电容可以给出（chū）：

1/Ceq = 1/C1 + 1/C2

Ceq = C1C2/C1 + 1/C2

通过源提供（gòng）的电荷（hé）量Q =Ceq Vs，基本上是：

Q = (C1C2/C1 + 1/C2) VS

由于（yú）“C1”电（diàn）容器的电压（yā）为Vc1，即有（yǒu）：

VC1 = Q1/ C1

VC1 = (C1C2/C1 + C2) x Vs/C1

VC1 = Vs/(C1 + C2) x C2

“C2”电容（róng）器的电压为Vc2，即有：

VC2 = Q2/C2

VC2 = (C1C2/C1 + C2) x Vs/C2

VC2 = Vs/(C1 + C2) x C1

因此，整（zhěng）个电容（róng）器的单个电压是相反（fǎn）电容的一小（xiǎo）部分，乘以整个电容和电（diàn）压（yā）。

实例演示

众所周知，电容分压器仅适用于交流（liú）和（hé）直流（liú），但交（jiāo）流和直（zhí）流（liú）的（de）公式几乎相同。因此，下面将（jiāng）解释交流和直流电容分（fèn）压器电路的示例（lì）问（wèn）题。

1、电（diàn）容（róng）式交流分压器电路示例

示例电（diàn）容（róng）式交流分（fèn）压器电路图如下所（suǒ）示，电压源为120V;频率为（wéi）1500赫兹。电路中的两个电容简（jiǎn）单串联，其中第一（yī）个（gè）电容值（zhí）VC1 3uF与电（diàn）容（róng）Xc为（wéi）30ohms。第二个（gè）电容值VC2为1uF，电（diàn）容Xc为60ohms。

3uF电（diàn）容的电（diàn）抗为：

XC1 = 1/2πfC1 => 1/(2*3.142*1500*3*10^-6) => 10^6/28278 => 35欧姆

1uF电容的电抗为：

XC2 => 1/2πfC2 => 1/(2*3.142*1500*1*10^-6) = 10^6/ 9426 => 106欧姆

该电路的完（wán）全容抗为：XC= XC1+ XC2= 35Ω + 106Ω = 141Ω

电路中的电流为：I = V/XC = 120V/141Ω = 0.85mA

每个电容（róng）器上的电压降为（wéi）：

VC1 = I*XC1 = 0.85mA*35Ω = 29.75V

VC2 = I*XC2 = 0.85mA*106Ω = 90.01V

2、电容式直流（liú）分压器电（diàn）路示例

电容式直流分压器的电路图如（rú）下（xià）所示，电（diàn）压源为9V，两个电容串联（lián），VC1为3uF，VC2为1uF。在这里（lǐ），直流分压器根（gēn）据V=Q/C等（děng）公式分离（lí）电压（yā）。如果电（diàn）路的频（pín）率（lǜ）为12000Hz或12kHz，则评估DC的输出电（diàn）压。

3uF电容的电抗（kàng）：XC1 = 1/2πfC1 = 1/(2*3.142*12000*3*10^-6) = 10^6/226224 = 4.420Ω

1uF电（diàn）容电抗：XC2 = 1/2πfC2 = 1/(2*3.142*12000*1*10^-6) = 10^6/75408 = 13.26Ω

可以（yǐ）使（shǐ）用XC= XC1+ XC2 = 4.420Ω + 13.26Ω = 17.68 Ohms来计算电路的完整容抗。

I = V / XC = 9V / 17.68Ω = 0.50mA

每个（gè）电容器上的电压降为：

VC1 = I*XC1 = 0.50mA*4.420Ω = 2.21V

VC2 = I*XC2 = 0.50mA*13.26Ω = 6.63V

注：CT = (C1*C2) /(C1+C2) 也可以（yǐ）使用其他电容分压器公式（shì），这时候，XCT = 1/2πfCT。

电容分压器优缺点

电容分压器的优点包括以（yǐ）下几（jǐ）个（gè）方面（miàn）：

价格便宜

热量损失较少（shǎo）

可（kě）以（yǐ）在交流电或直流电上工作

安装成本低

频率依赖性

具有带（dài）宽宽、响应速度（dù）快、稳定性好（hǎo）、分（fèn）压比大等（děng）优点（diǎn），具有快速（sù）脉冲（chōng）信号测量等优点

电容分（fèn）压器的（de）缺点包括以下几点方面：

笨（bèn）重

工（gōng）作效（xiào）率会因（yīn）过热（rè）而降低

一（yī）些分压器仅适用（yòng）于交流电

电容分压器的应用

电容分（fèn）压器的应用主要包括（kuò）以下几个方面的内容：

用于（yú）降低电压（yā）以测量高电（diàn）平电压

是快速上升的（de）电压和脉冲测量的理想（xiǎng）选择

在微（wēi）控制器中，它用于测量传感（gǎn）器（qì）的电阻

可（kě）用（yòng）作连（lián）接各种工（gōng）作电压的逻辑电平转换器电路

用于不同的（de）电子应用，从（cóng）Colpitts振荡器电路到电容式触摸屏。

广泛用于电子束加速器中，以（yǐ）评估ns(纳秒)范围（wéi）内的（de）高压（yā）o/p信号。

简单的电（diàn）容分压器用于测量（liàng）纳（nà）秒到微秒（miǎo）范围内的高压信号

总结

在进行高压（yā）交流（liú）耐压（yā）试验时会（huì）用到串联谐振，那么串联谐振中就会（huì）用到电容分压器，它与电抗器（qì）产生谐振后会产（chǎn）生高压，可对高压设备进行高压交流耐压试验（yàn）。