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基礎(chǔ)分析:開關(guān)電源EMC設(shè)計(jì)中電容特性

發(fā)布時(shí)間:2014-08-12 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】許多電子設(shè)計(jì)者都知道濾波電容在電源中起的作用,但在開關(guān)電源輸出端用的濾波電容上,與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣的。那么開關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)中的電容特性是怎么樣的呢?
 
許多電子設(shè)計(jì)者都知道濾波電容在電源中起的作用,但在開關(guān)電源輸出端用的濾波電容上,與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其上的脈動(dòng)電壓頻率僅有100 赫茲,充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級(jí),為獲得較小的脈動(dòng)系數(shù),需要的電容量高達(dá)數(shù)十萬(wàn)微法,因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造,目標(biāo)是以提高電容量為主,電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。
 
在開關(guān)穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器,其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫,甚至數(shù)十兆赫,它的要求和低頻應(yīng)用時(shí)不同,電容量并不是主要指標(biāo),衡量它好壞的則是它的阻抗一頻率特性,要求它在開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻段內(nèi)要有低的阻抗,同時(shí),對(duì)于電源內(nèi)部,由于半導(dǎo)體器件開始工作所產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百千赫的尖峰噪聲,亦能有良好的濾波作用,一般低頻用普通電解電容器在10 千赫左右,其阻抗便開始呈現(xiàn)感性,無(wú)法滿足開關(guān)電源使用要求。
 
開關(guān)穩(wěn)壓電源專用的高頻鋁電解電容器,它有四端個(gè)子,正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極,負(fù)極鋁片的兩端也分別引出作為負(fù)極。穩(wěn)壓電源的電流從四端電容的一個(gè)正端流入,經(jīng)過電容內(nèi)部,再?gòu)牧硪粋€(gè)正端流向負(fù)載;從負(fù)載返回的電流也從電容的一個(gè)負(fù)端流入,再?gòu)牧硪粋€(gè)負(fù)端流向電源負(fù)端。
 
因?yàn)樗亩穗娙菥哂辛己玫母哳l特性,它為減小輸出電壓的脈動(dòng)分量以及抑制開關(guān)尖峰噪聲提供了極為有利的手段。
 
高頻鋁電解電容器還有多芯的形式,它將鋁箔分成較短的若干小段,用多引出片并聯(lián)連接以減小容抗中的電阻成份,同時(shí),采用低電阻率的材料并用螺桿作為引出端子,以增強(qiáng)電容器承受大電流的能力。
 
疊片電容也稱為無(wú)感電容,一般電解電容器的芯子都卷成圓柱形,等效串聯(lián)電感較大;疊片電容的結(jié)構(gòu)和書本相仿,因流過電流產(chǎn)生的磁通方向相反而被抵消,因而降低了電感的數(shù)值,具有更為優(yōu)良的高頻特性,這種電容一般做成方形,便于固定,還可以適當(dāng)減小占機(jī)體積。
 
此外,還有一種將四端和疊片相結(jié)合的四端疊片式高頻電解電容器,它綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn),高頻特性更佳。
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