开关电源中电容器的选择
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交流电源输入分为3个端子:火线(L)/零线(N)/地线(G).在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容. 这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命.它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高.一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA.因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF(472).特别指出:作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证.Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志(如UL、CSA等标识)和耐压AC250V或AC275V字样.然而,其真正的直流耐压高达5000V 以上. 必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用.在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容.由于这个电容连接的位置也比较关键,同样需要符合相关安全标准.X电容同样也属于安全电容之一.根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电.安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%.作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证.X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V 或者DC400V之类的的普通电容来代用.通常,X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容.这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小.普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高.用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求.安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级(IEC664)X1 >2.5kV ≤4.0kV ⅢX2 ≤2.5kV ⅡX3 ≤1.2kV I安规电容安全等级绝缘类型额定电压范围Y1 双重绝缘或加强绝缘≥ 250VY2 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY3 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY4 基本绝缘或附加绝缘 <150V好文!能不能说明一下X/Y电容对EMI特性的影响啊?谢谢回复第2贴编辑好评(0) 差评(0)greatcn 等级: 论坛积分:28 发贴数:386 第3贴2006-09-15 11:00X电容接在L,N之间,降低的是差模部分的一些干扰.差模主要集中在1M以下的频率.Y电容是L,N与大地PE之间的,主要是为高频信号提供最快捷的回路通道,降低高频信号给系统带来的影响. X电容一般取值在100nF~2.2U之间,我一般用470nF,差模部分干扰严重的时候我一般用680nF.但是我见过别人用2.2UF的,似乎过于奢侈.因为这个电容是很贵的.Y电容取值切不可过大,一般有1nF,2.2nF,4.7nF可供选择.我一般选用2.2nF.Y电容选取切要注意.并不是越大越好,建议不要超过10nF,取值太大,与大地之间的漏电流就会变大,不符合安规的要求,会有安全隐患.比如有些电器,用起来有时候麻手,就是这个原因.至于X,Y电容消除干扰的原理,本贴暂不作讨论.大家只要了解一下,X电容主要消除1M一下差模部分的干扰,Y电容是消除1M以上高频部分的干扰就可以了.回复第3贴编辑好评(0) 差评(0)heaven_meng 等级: 论坛积分:138 发贴数:521 第5贴2006-09-15 14:22我记得在用用X电容是,其植小于0.22uF是可以不用外接电阻,大于或等于时一定要接,是吗?回复第5贴编辑好评(0) 差评(0)greatcn 等级: 论坛积分:28 发贴数:386 第6贴2006-09-15 14:42X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电.安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%.所以一定要接.680nF以上的时候我才接,一般我不接.另外,线路本身也有内阻,母线上的大的电解电容自身也有ESR,所以一般我都不接,会影响效率的.回复第6贴编辑好评(0) 差评(0)deep_thought 等级: 论坛积分:208 发贴数:328 第7贴2006-09-15 20:11我记得IEC60950规定容量大于0.1uF的要接电阻放电,有放电常数要求.回复第7贴编辑好评(0) 差评(0)greatcn 等级: 论坛积分:28 发贴数:386 第9贴2006-09-15 21:13我只是说我的经验.100nF没有必要加放电电阻.回复第9贴编辑好评(0) 差评(0)lose52068 等级: 论坛积分:138 发贴数:174 第15贴2007-08-01 13:47 七学到了知识,谢谢但我还想问下,关于Y电容的选取,什么时候选Y1,什么时候选Y2选择Y2的时候是否需要用两个串联? 另外1NF 2.2NF 4.7NF 该怎么选呢?回复第15贴编辑好评(0) 差评(0)benchen 等级: 论坛积分:37 发贴数:14 第18贴2007-08-09 23:08 四X cap 主要消switching frequency的奇數諧波,一般common choke都要搭配X cap使用Y cap 的功能要仔細了解,其主要功用是跨primary and secondary ,做虛接地用, 也就是當高頻noise時,讓2側成為同電位狀態,讓2次側的noise不是floating狀態,一浮接,那就是一個很大的dbuV,影響EMI很大回复第18贴编辑好评(0) 差评(0)fbzping 等级: 论坛积分:30 发贴数:56 第4贴2006-09-15 11:59good回复第4贴编辑好评(0) 差评(0)lformat 等级: 论坛积分:23 发贴数:45 第8贴2006-09-15 20:19very goodUp !~~~回复第8贴编辑好评(0) 差评(0)kelly_liu 等级: 论坛积分:119 发贴数:27 第10贴2007-01-05 11:43大师级人物回复第10贴编辑好评(0) 差评(0)张克克等级: 论坛积分:390 发贴数:449 第11贴2007-01-05 22:35长知识了,学习中……回复第11贴编辑好评(0) 差评(0)ltewu 等级: 论坛积分:6 发贴数:8 第12贴2007-01-07 20:30 十看了你的贴,现在对XY电容又有了信的认识回复第12贴编辑好评(0) 差评(0)pudafu1 等级: 论坛积分:117 发贴数:74 第13贴2007-01-08 09:12 九好贴!顶!回复第13贴编辑好评(0) 差评(0)jonis 等级: 论坛积分:45 发贴数:8 第14贴2007-01-08 21:31 八真的不錯啊讓我知道了XY電容的取值問題回复第14贴编辑好评(0) 差评(0)小浩等级: 论坛积分:106 发贴数:92 第16贴2007-08-09 08:46 六顶回复第16贴编辑好评(0) 差评(0)310555397 等级: 论坛积分:3 发贴数:46 第17贴2007-08-09 17:19 五顶......回复第17贴编辑好评(0) 差评(0)江湖电源等级: 论坛积分:812 发贴数:743 第19贴2007-08-10 08:01 三好贴回复第19贴编辑好评(0) 差评(0)lose52068 等级: 论坛积分:138 发贴数:174 第20贴2007-08-11 08:24 二但我还想问下,关于Y电容的选取,什么时候选Y1,什么时候选Y2选择Y2的时候是否需要用两个串联? 另外1NF 2.2NF 4.7NF 该怎么选呢?回复第20贴编辑好评(0) 差评(0)liufeng1000 等级: 论坛积分:1 发贴数:1 第21贴2007-08-11 14:53 一。
电容器的选用一、选用电容器的基本思路:1、选用电容器时首先要满足电子设备对电容器主要参数的要求。
不管是电解电容器、纸介电容器、瓷介电容器等它们的主要技术参数均是标称容量和允许偏差,额定工作电压,绝缘电阻,能量损耗,使用环境温度和温度系数等。
有的还要考虑工作频率范围。
这些参数中最主要的是标称容量与允许偏差、额定工作电压和绝缘电阻。
第二、选用的电容器的额定工作电压要符合电路要求。
第三、优先选用绝缘电阻大、介质损耗小、漏电流小的电容器。
比如,在振荡电路,中频回路、滤波电路等,要求损耗要尽量小,这可以改善电路的性能。
在晶体管收音机的输入回路、本振回路、彩电的滤波电路、开关电源电路等应选用温度系数小的电容器。
另外,在选用高频电路的电容器时,要考虑电容器的频率特性。
因电容器在高频应用时,电量、介电常数随频率的增大而减小,其损耗增加。
所以,在选用混频电路、中放电路及振荡电路的电容器要考虑其高频特性。
高频性能较好的电容器有云母电容器和CC1型、CC2型、CC11型等瓷介电容器,它们具有工作频率高、电容量随外界条件变化小等优点。
这些电容器适合彩电的滤波电路,调谐等电路选用。
电容器的选用不仅要考虑上述电容器的电性能参数,还要考虑使用环境条件、电子设备电路特点、体积以及成本等情况。
2、选用电容器时,要选用符合电路要求的类型。
什么电路,什么情况,什么条件使用什么电容,都要认真选择。
比如,在中频电路中可选用金属纸介和有机薄膜电容器。
在高频电路中,应选用CC型瓷介电容器、云母电容器。
在高压电路中可选用高压瓷介电容器、云母电容器等。
调谐电路中可选用小型密封可变电容器、空气介质电容等。
要求可靠性高、稳定性高的电路,可选用云母电容器、独石瓷介电容器等。
3、选用电容器时,最后还要从电容器的外表面和形状上考虑。
各类电容器均有多种形状,有管状的。
筒形的、圆形的、方形的柱形的等。
选用时也要根据实际情况来选拔电容器的形状,同时还要注意选用其表面光滑,完整无缺,标志清楚,引线不松动的电容器。
电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率。
X电容,全称为X2(X1/X3/MKP)抑制电源电磁干扰用电容器,主要作用是抑制电源跨线电路、EMI滤波和消除火花电路等,以确保电子产品成品满足EMC要求。
在实际应用中,X电容的用法主要包括以下两种:
1. X电容跨接在开关电源输入线路之间,用于抑制差模干扰,改善EMC性能。
这种用法主要用于抑制高频干扰和电磁干扰,提高电子产品的可靠性和稳定性。
2. X电容与电阻并联后串联在电源输入接口处,用于阻容降压。
这种用法主要应用于需要降低电压的场合,通过与电阻并联,实现对输入电压的降低,以保护后续电路免受过压损害。
一、元器件的选择1.DC-DC电源变换器的三个元器件1)开关:无论哪一种DC/DC变换器主回路使用的元件只是电子开关、电感、电容。
电子开关只有快速地开通、快速地关断这两种状态。
只有快速状态转换引起的损耗才小,目前使用的电子开关多是双极型晶体管、功率场效应管,逐步普及的有IGBT管,还有各种特性较好的新式的大功率开关元件。
2)电感:电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流,电压相位不同,因此理论损耗为零。
电感常为储能元件,也常与电容公用在输入滤波器和输出滤波器上,用于平滑电流,也称它为扼流圈。
其特点是流过它上的电流有“很大的惯性”.换句话说,由于“磁通连续性”,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰波。
电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题,多数情况下,电感工作在线性区,此时电感值为一常数,不随端电压与流过的电流而变化。
但是,在开关电源中有一个不可忽视的问题,就是电感的绕线所引起的两个分布参数(或称寄生参数)的现象。
其一是绕线电阻,这是不可避免的;其二是分布式杂散电容,随绕线工艺、材料而定。
杂散电容在低频时影响不大,随频率提高而渐显出来,到一频率以上时,电感也许变成电容的特性了。
如果将杂散电容集成为一个,则从电感的等效电路可看出在一角频率后的电容性。
3)电容:电容是开关电源中常用的元件,它与电感一样也是储存电能和传递电能的元件。
但对频率的特性却刚好相反。
应用上,主要是“吸收”纹波,具平滑电压波形的作用。
实际上的电容并不是理想的元件。
电容器由于有介质、接点与引线,形成一个等效串联内电阻ESR.这种等效串联内电阻在开关电源中小信号控制上,以及输出纹波抑制的设计上,起着不可忽视的作用。
另外电容等效电路上有一个串联的电感,它在分析电路器滤波效果时非常重要。
有时加大电容值并不能使电压波形平直,就是因为这个串联寄生电感起着副作用。
电容的串联电阻与接点和引出线有关,也与电解液有关。
常见铝电解电容的成分为AL2O3,导电率比空气的大七倍,为了能提高电容量,把铝箔表面做成有规律的凸凹不平状,使氧化膜表面积加大,加入的电解液可在凸凹面上流动。
开关电源大电容放电方法1. 引言开关电源是一种常见的电源供应器件,它通过开关管的开关动作来实现电能转换。
在开关电源中,电容器是一个重要的组件,用于存储电能和平滑输出电压。
在某些情况下,需要对大电容进行放电操作,以确保电容器的安全和正常工作。
本文将介绍开关电源大电容放电的方法和注意事项。
2. 开关电源大电容放电方法2.1 直接放电法直接放电法是最常见和简单的放电方法。
具体步骤如下:1.断开开关电源的输入电源,并确保开关电源的输出电压为0。
2.将一个电阻器连接到电容器的两端,形成一个放电回路。
3.选择一个适当的电阻值,使得电容器能够在合理的时间内放电到安全电压范围内。
通常,电阻值应为电容器的内阻的数倍,以确保电容器能够快速放电。
4.等待足够长的时间,直到电容器完全放电。
5.断开电阻器,完成放电操作。
2.2 短路放电法短路放电法是一种快速放电大电容的方法。
具体步骤如下:1.确保开关电源的输入电源已经断开,并确保开关电源的输出电压为0。
2.使用一个导线将电容器的两端直接短路连接。
3.确保导线的截面积足够大,以承受电容器的高电流放电。
4.等待足够长的时间,直到电容器完全放电。
5.移除导线,完成放电操作。
2.3 预充放电法预充放电法是一种减少电容器放电时电流冲击的方法。
具体步骤如下:1.断开开关电源的输入电源,并确保开关电源的输出电压为0。
2.将一个电阻器连接到电容器的两端,形成一个放电回路。
3.选择一个适当的电阻值,使得电容器能够在合理的时间内放电到安全电压范围内。
通常,电阻值应为电容器的内阻的数倍,以确保电容器能够快速放电。
4.将一个开关连接到电阻器和电容器之间。
5.打开开关,允许电阻器通过电容器进行预充电,直到电容器电压接近输入电压。
6.关闭开关,断开电阻器和电容器之间的连接。
7.等待足够长的时间,直到电容器完全放电。
8.断开电阻器,完成放电操作。
3. 注意事项在进行开关电源大电容放电操作时,需要注意以下事项:•确保开关电源的输入电源已经断开,并确保开关电源的输出电压为0,以避免电容器放电时产生危险的电流冲击。
在开关电源中如何对电解电容器做出正确的选择
电解电容种类的了解
电解电容器种类繁多,因此我们首先要对电容种类有个大概的了解,这样的话在选择电解电容的时候会有助于我们对电容种类的快速筛选。
电解电容分为直插导针型电解电容器,牛角电解电容还有贴片电解电容器等。
电容关键参数的认识和了解
我们必须要了解电容的内在关键参数,才能快速的选型,所有的电解电容的关键参数都是一样的,包括容值、耐压值、误差,电解电容温度系数,电容的ESR等
开关电源中电容的选型还要了解使用环境
电解电容的使用环境还分电路内部环境和电路外部环境,电路内部环境包括频率、电压值、电流值、电容在电路中的主要作用等;根据电路频率可以确定电容种类;根据电压值可以确定选型电容的耐压值;在电路中的主要作用可以用来参考选型电容的容值等;根据电路外部使用环境对电容进行选型,产品工作的环境温度,安规要求等,都可以用来缩小电容选择范围。
滤波电路电容选择,根据电路中电容两端电压确定耐压值,如输出电压12V,就不能选择10V或是6.3v耐压值的电容,电路中最大电流可以用来确定容值,电流大需要得到更小纹波,就要选择大容量的电容。
汽车级电源使用电容选型举例
汽车级电源电容选型就涉及到使用环境对电容的筛选,汽车级电源工作环境温度较一般的工业级电源要求高,工作温度要求达到125℃,所以电容选型是要选择温度特性好、耐高温、安规性能好的电容。
电解电容的选用技巧无非就是了解常用的几种电容特性以及电容在电路中的应用环境、产品使用环境特性。
除此之外我们在选择电解电容器的时候还要关心他的品质和价格,在国内用的比较好的电容有CAPXON/丰宾、万裕、艾华、江海、KFSON/康富松等可供参考。
开关电源输出整流滤波电容器选择前言开关电源的输出整流滤波电容器的作用主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。
也就是说是利用电容器的低阻抗而将交流电流分量的绝大部分,更希望是全部分流到滤波电容器上,使输出电流没有或非常小的交流电流分量。
无论正激式开关电源工作输出的矩形波电流,还是反激式开关电源的锯齿波电流,均含有极其丰富的高次谐波电压与电流。
这些高次谐波电流是不允许作为输出电流成分流入负载,需要采用高频阻抗低的电容器对其分流短路。
这要求滤波电容器应具有很好的阻抗频率特性,这与工频整流滤波对电容器要求大电容量的要求有所不同的(工频整流滤波很容易滤除工频的高次谐波,即使是40次也不过才2000Hz,一般电解电容器很容易实现)。
因此开关电源的输出整流滤波电容器即使选用铝电解电容器也应首选低ESR的铝电解电容器,而绝不能随意到电子市场抓到什么样的铝电解电容器(只要电压、电容量满足要求)均可。
这样作的结果将是电源的输出纹波电压过高,特别是峰-峰值电压过高。
1.输出滤波电容器对输出纹波电流的旁路作用输出整流滤波电容器的任务主要是旁路开关电源输出的高频交流纹波电流分量,相当于电源的交流等效电路中旁路电容器与负载分享纹波电流,如图1。
图1 旁路电容器与负载分享纹波电流的交流等效电路图中,电流源等效为开关电源的逆变器部分产生的交流纹波电流。
在高频段,输出整流滤波电容器的容抗已经小于电容器的ESR,电容器的容抗可以忽略,这时的纹波电流只剩下旁路电容器的ESR与负载分担。
很显然,如果旁路电容器的ESR比较大就会变成负载与旁路电容器的ESR分享纹波电流,这样,旁路电容器的分流效果将大打折扣,影响旁路效果。
所以除了对电容量的要求外,还希望旁路电容器的ESR越小越好。
2.不同电路拓扑要求不同输出滤波特性(1)正激式开关电源要求的输出滤波特性输出滤波电解电容器的性能直接影响开关电源的性能,那么开关电源的电路拓扑和电路设计的合理性是否反过来也影响输出滤波电容器的工作和寿命?结论是肯定的。
开关电源适配器对电解电容的要求开关电源适配器对电解电容的要求开关电源适配器是当今便携数码产品、家用电器的主要电源变换器,为电子设备小型轻便化作出不可磨灭的贡献。
电源适配器不断的小型化、轻量化和高效率,在电子设备中使用量越来越大,普及率越来越高。
随着电源适配器的高效率、小型化、轻便化和集成电路的迅猛发展,电解电容作为电源适配器的重要组成元器件,也必须实现小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流。
在开关电源适配器中对铝电解电容器的性能主要有如下要求。
1. 标称静电容量及其允许偏差。
滤波用电解电容器的容量大一些,有利于减小直流电压的纹波。
在耐压一定时,电解电容器的标称电容量越大,价格就会越高。
为使开关电源的成本尽可能低一些,电解电容器的容量可比用有关公式计算得到的数值稍低一些,作为折中考虑;对于交流市电输入的整流滤波,5W~10W的开关电源用电解电容器,容量可选取4.7~10uF;对于10W-50W的开关电源,按2.0~3.0uF/W的容量选用。
如果滤波电解电容器的容量太小,则会使直流电压纹波太大,不仅容易引起开关晶体管损坏,而且会导致功率因素下降、谐波含量增加。
电解电容器静电容量的允许偏差可以为±10%,最好为±5%。
2. 损耗角正切值.在25℃、100Hz下,要求电解电容器的损耗角正切值小于20%(V=300~400V)。
在105℃环境中,施加额定工作电压和最大允许纹波电流1000小时后,铝电解电容器的性能在25℃下应符合以下要求:额定电流不大于初期规定值,损耗角正切值不大于初期规定值的200%,静电容量的变化率在初始值的±15%以内。
3. 使用温度范围。
高温工作特性要好。
开关电源的温升一般能达到60℃,由于开关电源机壳内的空间较小,散热性能差,在环境温度达到35℃时,开关电源适配器内部元器件的结点温度将达到90℃以上,加上电解电容器自身的热损耗,其表面温度将进一步上升。
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电解电容选型的6个重要指标1 电容量与体积由于电解电容器多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。
但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,现代开关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积,因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。
在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。
这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。
结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。
为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。
另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。
2 承受温度与寿命在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。
就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的最为广泛。
但是, 最近几年却发生了显著变化,避免使用铝电解电容的情况正在增加。
出现这种变化的一个原因是,铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。
电源模块制造厂家的工程师表示:“对于铝电解电容这种寿命有限的元件,如果可以不用, 就尽量不要采用。
”因为铝电解电容内部的电解液会蒸发或产生化学变化,导致静电容量减少或等效串联电阻(ESR)增大, 随着时间的推移,电容性能肯定会劣化。
电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系,温度越高,电容器的寿命越短。
普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏。
但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高在环境温度为90℃,通过电解电容器的交流电流和额定脉冲电流的比为0.5时,寿命仍然为10000h,但是如果温度上升到95℃时,电解电容器即已经损坏。
功放电源开关并联电容方法1.功放电源开关的基本原理功放电源开关是一个用于控制功放电源的开关装置。
在功放电路中,理想的电源开关应当具备以下特点:容量大、电流大、压降小、导通压降小、噪音干扰小、寿命长等。
然而,在实际使用中,由于一些工艺、电磁干扰等因素的存在,我们往往难以做到完美。
2.问题及解决方法(1)问题:开关电流大。
在功放电源开关过程中,由于其具有较大的外部电容,开关时可能会出现较大电流瞬变,从而引起电压振荡,进而影响功率放大器的工作。
解决方法:通过并联电容的方式来减小开关电流瞬变。
(2)问题:噪音干扰大。
由于开关电源本身存在开关频率的高频时域电流,容易引起其他电器设备的电磁干扰。
解决方法:通过并联电容来滤除高频噪音信号,从而减小噪音干扰。
(3)问题:稳压性差。
由于开关电源开关频率高,电容的效果可能会受到不同频率的波动影响,导致电压不稳,从而影响功率放大器的工作。
解决方法:通过选择合适的电容参数,使其在开关频率工作时能够达到稳定的效果,从而解决稳压性差的问题。
3.并联电容的原理及方法并联电容是指将多个电容器连接在一起,共享相同的电压。
其原理在于电流在并联的分支上会分别流过,并联电容器起到分流的作用。
(1)选择合适的电容参数。
首先,我们需要根据实际工作需求来选择合适的电容参数。
一般情况下,可以选择多个容值较小的电容进行并联,以适应较大的电流需求。
(2)电容器的连接方式。
多个电容器可以采用串联和并联的方式进行连接。
对于并联电容方法来说,我们需要将多个电容器的正极和负极分别连接起来。
这样,当一个电容器的电压发生变化时,其他电容器也能够及时进行响应,并起到相应的补偿作用。
(3)并联电容的数量与电容值的关系。
通常情况下,我们可以选择多个电容器进行并联,以增大电容的总和,并降低电流瞬变带来的影响。
并且,电容器的电容值应当根据实际需求进行选择,过小会导致功率放大器工作不稳定,过大则无法满足功率放大器的工作需求。
电路中电容的选择通常音频电路中包括滤波、耦合、旁路、分频等电容,如何在电路中更有效地选择使用各种不同类型的电容器对音响音质的改善具有较大的影响。
1.滤波电容整流后由于滤波用的电容器容量较大,故必须使用电解电容。
滤波电容用于功率放大器时,其值应为10000μF 以上,用于前置放大器时,容量为 1000μF 左右即可。
当电源滤波电路直接供给放大器工作时,其容量越大音质越好。
但大容量的电容将使阻抗从 10KHz 附近开始上升。
这时应采取几个稍小电容并联成大电容同时也应并联几个薄膜电容,在大电容旁以抑制高频阻抗的上升,如下图所示。
图 1 滤波电路的并联2.耦合电容耦合电容的容量一般在 0.1μF~ 1μF 之间,以使用云母、丙烯、陶瓷等损耗较小的电容音质效果较好。
3.前置放大器、分频器等前置放大器、音频控制器、分频器上使用的电容,其容量在 100pF~0.1μF 之间,而扬声器分频 LC 网络一般采用 1μF~ 数10μF 之间容量较大的电容,目前高档分频器中采用 CBB 电容居多。
小容量时宜采用云母,苯乙烯电容。
而 LC 网络使用的电容,容量较大,应使用金属化塑料薄膜或无极性电解电容器,其中无机性电解电容如采用非蚀刻式,则更能获取极佳音质。
电容的基础知识——————————————一、电容的分类和作用电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。
由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。
我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
无感电容陶瓷电容如下:
无感电容和陶瓷电容是电子电路中常用的两种不同类型的电容器,它们在结构和用途上有所区别。
具体分析如下:
1、无感电容:无感电容通常指的是那些在特定频率下表现出极低电感的电容器。
这类电容器的特点是具有较小的电感值,因此在高频应用中不会产生太大的电感效应,从而避免了由于电感引起的电压尖峰和振铃现象。
无感电容常用于高频电路和开关电源中,以减少电磁干扰和提高电路的稳定性。
2、陶瓷电容:陶瓷电容是以陶瓷材料作为电介质的电容器。
陶瓷电容器因其体积小、稳定性好、耐高温、成本低廉等优点,在电子工业中得到了广泛应用。
它们通常用于去耦、滤波、振荡电路等多种电子电路中。
陶瓷电容器有多种类型,包括半导体陶瓷电容器、高压陶瓷电容器和多层陶瓷电容器等。
总的来说,无感电容主要强调的是其在高频应用中低电感的特性,而陶瓷电容则侧重于其稳定的电气性能和广泛的应用范围。
在选择电容器时,需要根据具体的电路要求和应用场景来确定使用哪种类型的电容器。
谈谈开关电源对电解电容器性能的六大要求我们都知道,电解电容器是开关电源中一次和二次回路滤波电路中最重要的器件之一。
通常,电解电容器的等效电路可以认为是理想电容器与寄生电感、等效串联电阻的串联,如图1所示。
图1 电解电容器的等效电路众所周知,开关电源是当今信息家电设备的主要电源,为电子设备小型轻便化作出不可磨灭的贡献。
开关电源不断的小型化、轻量化和高效率,在电子设备中使用量越来越大,普及率越来越高。
相应的就要求电解电容器小型大容量化,耐纹波电流,高频低阻抗化,高温度长寿命化和更适应高密度组装。
大容积、小体积由于电解电容器多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。
但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,现代开关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积,因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。
在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。
这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。
结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。
为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。
另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。
高温、长寿命化在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。
就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的最为广泛。
但是, 最近几年却发生了显著变化,避免使用铝电解电容的情况正在增加。
出现这种变化的一个原因是,铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。
很全的开关电源各个元器件--计算/选型开关电源元器件选型—保险丝第一个安规元件—保险管1作用:安全防护。
在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
2技术参数:额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。
3分类:快断、慢断、常规1、0.6为不带功率因数校正的功率因数估值2、Po输出功率3、η 效率(设计的评估值)4、Vinmin 最小的输入电压5、2为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
6、0.98 PF值开关电源元器件选型—热敏电阻NTC的作用NTC是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。
电阻值随温度的变化呈现非线性变化,电阻值随温度升高而降低。
利用这一特性,在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗,这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
当电路进入稳态工作时,由于线路中持续工作电流引起的NTC发热,使得电阻器的电阻值变得很小,对线路造成的影响可以完全忽略。
NTC的选择公式对上面的公式解释如下:1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值;2. Rn是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值;3. B是材质参数;(常用范围2000K~6000K)4. exp是以自然数e 为底的指数(e =2.{{71828:0}} );5. 这里T1和Tn指的是K度即开尔文温度,K度=273.15(绝对温度)+摄氏度. 开关电源元器件选型—压敏电阻压敏电阻的作用1、压敏电阻是一种限压型保护器件。
利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。
2、主要作用:过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。
3、主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。
4、压敏电阻的响应时间为ns级,比空气放电管快,比TVS管(瞬间抑制二极管)稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。