開關電源為什麼要選高頻低阻電解電容

2020-11-27 高能立方電源

在電源電路中,電容常用來通交流隔直流,或用來存儲和釋放電荷以充當濾波器,平滑輸出脈動信號。小容量的電容一般在高頻電路中使用,大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷使用。

電解電容的低頻特性好,而陶瓷電容的高頻特性好,對於開關電源輸出端的平滑濾波電容,陶瓷電容容量肯定不夠。電源模塊的輸出電容一般是採用高頻低阻,因為開關電源整流輸出的是高頻直流脈衝信號,必須要用高頻低阻電容來濾波,這樣才能降低電容自身損耗,不然電容長時間工作後會爆裂漏液。需要注意的是電解電容有個鋁殼,裡面充滿了電解質並引出兩個電極,它們在電路中的極性不能接反。

電解電容

高頻低阻抗是指電容器耐紋波電流能力強,且自身內阻小,相對普通的而言,用在電路中產品自身不易發熱而導致提前失效。特別是開關電源模塊因為其小型化、輕量化及高效率,相應的要求電解電容小型大容量化、耐紋波電流、高頻低阻、高溫長壽及更適應的高密度。

開關電源輸出端用的濾波電容與工頻電路中的不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其上的脈動電壓頻率僅有100Hz,充放電時間是毫秒數量級,為獲得較小的脈動係數,需要的電容量高達數十萬微法,因此一般低頻用普通鋁電解電容器製造目標是以提高電容量為主。

開關電源中作為輸出濾波用的電解電容,由於大多數的開關電源工作在方波或矩形波的狀態,含有及其豐富的高次諧波電壓與電流。其上鋸齒波電壓的頻率高達數十千赫,甚至數十兆赫,它要求和低頻應用時不同,電容量並不是主要指標,衡量它好壞的是它的阻抗頻率特性。

開關電源輸出整流的電解電容,要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時仍不呈現上升趨勢。電解電容器ESR較低,能有效地濾除開關電源中的高頻紋波和尖峰電壓。而普通電解電容器在100kHz後就開始呈現上升趨勢,用於開關電源輸出整流濾波效果相對較差。

相關焦點

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  • 電解電容選型的幾個關鍵指標
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  • 電解電容與無極性電容的區別
    如果在電視機裡電源部分用金屬氧化膜電容器做濾波的話,而且要達到濾波要求的電容器容量和耐壓。機殼內恐怕也就只能裝個電源了。所以作為濾波只能使用有極性電容,有極性電容是不可逆的。就是說正極必須接高電位端,負極必須接低電位端。一般電解電容在1微法拉以上,做偶合、退偶合、電源濾波等。無極性電容大多在1微法拉以下,參與諧振、偶合、選頻、限流、等。
  • 分析電源設計中的電容選用實例
    用於DC/DC 開關穩壓電源輸入濾波電容器,因開關變換器是以脈衝形式向電源汲取電能,故濾波電容器中流過較大的高頻電流,當電解電容器等效串聯電阻(ESR)較大時,將產生較大損耗,導致電解電容器發熱。而低ESR 電解電容器則可明顯減小紋波(特別是高頻紋波)電流產生的發熱。
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    相應的就要求電解電容器小型大容量化,耐紋波電流,高頻低阻抗化,高溫度長壽命化和更適應高密度組裝。在開關電源設計過程中,不可避免地要挑選適用的電容。就100μF以上的中、大容量產品來說,因為鋁電解電容的價格便宜,所以,迄今使用的最為廣泛。但是, 最近幾年卻發生了顯著變化,避免使用鋁電解電容的情況正在增加。
  • 高頻開關電源頻率是多少
    高頻開關電源頻率是多少   高頻開關電源頻率一般是從電源的幹擾性、轉換效率、電路設計、變壓器設計等綜合考慮,開關電源的開關頻率一般設計在40--100KHz範圍比較合適。維持穩定輸出電壓的一種電源,性能比較穩定。   ac-dc高頻開關電源電路圖講解   如圖所示是本文設計的應用於AC/DC開關電源晶片的片內電源電路整體結構。Vin為片內電源電路的輸入埠,220V的交流電源經過半橋整流濾波後通過此埠輸入。BP為片內電源電路的輸出埠,輸出一恆定電壓Vout為AC/DC開關電源晶片的其它子模塊供電。
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    另外,高頻變壓器初級線圈、開關管和濾波電容構成的高頻開關電流環路可能會產生較大的空間輻射,形成輻射騷擾。如果電容濾波容量不足或高頻特性不好,電容上的高頻阻抗會使高頻電流以差模方式傳導到交流電源中形成傳導騷擾。
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    這個現象被稱為『ValveEffect』,這就是為什麼鋁電解電容擁有極性的原因,如果電解電容的兩個電極都有氧化層,則形成無極性電容。  交流信號在一定條件下可以把電容當作短路,此時交流信號的負半周怎麼解決?難道要上拉成直流?  交流信號必須承載在直流電流上,正是要上拉成直流!  有極性電容工作時正極電位一定要高於負極.否則電容漏電----輕則電路無法工作,重則電容爆炸。  極性電容接反為什麼會短路?
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    這個現象被稱為『 Valve Effect 』,這就是為什麼鋁電解電容擁有極性的原因,如果電解電容的兩個電極都有氧化層,則形成無極性電容。交流信號在一定條件下可以把電容當作短路,此時交流信號的負半周怎麼解決?難道要上拉成直流? cTHednc交流信號必須承載在直流電流上,正是要上拉成直流! cTHednc有極性電容工作時正極電位一定要高於負極.否則電容漏電----輕則電路無法工作,重則電容爆炸。
  • 開關電源輸入EMI濾波器設計與Pspice仿真
    開關電源以其高效率、低發熱量、穩定性好、體積小、重量輕、利於環境保護等優點,近年來取得快速發展,應用領域不斷擴大。開關電源工作在高頻開關狀態,本身就會對供電設備產生幹擾,危害其正常工作;而外部幹擾同樣會影響其正常工作。開關電源幹擾主要來源於工頻電流的整流波形和開關操作波形。這些波形的電流洩漏到輸入部位就成為傳導噪聲和輻射噪聲,洩漏到輸出部位就形成了波紋問題。
  • 電解電容為什麼要並聯兩個或多個,有什麼作用?
    電容在電子設備中很多場合都是用,在不同的電路有著不同的功能,有耦合、旁路、濾波等功能。電容在主板、開關電源、變頻器等都會會出現,電解電容具有濾波作用,在電源電路中,市電經過整流將交流變成脈動的直流,在輸出直流那裡接一個大容量的電解電容,利用電容的充放電特性,使脈動直流電壓變成相對穩定的直流電壓。
  • 開關電源維修教程_開關電源維修從入門到精通_開關電源故障檢修方法
    首先要測量電源控制晶片的啟動腳是否有啟動電壓,若無啟動電壓或者啟動電壓太低,則要檢查啟動電阻和啟動腳外接的元件是否漏電,此時如電源控制晶片正常,則經上述檢查可以迅速查到故障。若有啟動電壓,則測量控制晶片的輸出端在開機瞬間是否有高、低電平的跳變,若無跳變,說明控制晶片壞、外圍振蕩電路元件或保護電路有問題,可先代換控制晶片,再檢查外圍元件;若有跳變,一般為開關管不良或損壞。   2.
  • 電解電容選型必須關注的6個重要指標你知道嗎?
    開關電源不斷的小型化、輕量化和高效率,在電子設備中使用量越來越大,普及率越來越高。相應的就要求電解電容器小型大容量化,耐紋波電流,高頻低阻抗化,高溫度長壽命化和更適應高密度組裝。 1 電容量與體積  由於電解電容器多數採用卷繞結構,很容易擴大體積,因此單位體積電容量非常大,比其它電容大幾倍到幾十倍。
  • 留意這5個電解電容選型的參數,避免入坑
    在開關電源設計過程中,不可避免地要挑選適用的電容。就100μF以上的中、大容量產品來說,因為鋁電解電容的價格便宜,所以,迄今使用的最為廣泛。但是, 最近幾年卻發生了顯著變化,避免使用鋁電解電容的情況正在增加。
  • 電容在電路中各種作用的基本常識
    利用電容的通交隔直特性既解決了級間交流的藕合,又隔絕了級間偏值通混,一舉兩得!C、基本放大電路中的兩個耦合電容,電容+極和直流+極相接,起到通交隔直的作用,接反的話會怎麼樣,會不會也起到通交隔直的作用,為什麼要那接呀!接反的話電解電容會漏電,改變了電路的直流工作點,使放大電路異常或不能工作D、阻容耦合放大電路中,電容的作用是什麼??
  • 開關電源元器件的選型
    例如你計算出電阻上損耗是0.7W,你就選一個1W電阻。如果電路中電阻消耗的功率是1W的很短脈衝,並不需要1W定額的電阻。但是你怎樣確定一個0.5W或0.7W電阻就可以承受這樣的脈衝呢?在開關電源中很多像這樣的元件選擇問題。這樣的問題一般是靠經驗,或向有經驗的人求教,當然查閱手冊是免不了的。這裡介紹開關電源中常用元器件使用中的問題,以供讀者參考。