正確的選擇濾波電容器

濾波電容器在開關電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員都十分關心的問題。 50Hz 工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動電壓頻率僅為100Hz ，充放電時間是毫秒數(shù)量級。
      為獲得更小的脈動系數(shù)，所需的電容量高達數(shù)十萬 μF ，因此普通低頻鋁電解電容器的目標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)。而開關電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達數(shù)十 kHz ，甚至是數(shù)十 MHz ，這時電容量并不是其主要指標，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標準是 “ 阻抗 - 頻率 ” 特性，要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗，同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。
      普通的低頻電解電容器在 10kHz 左右便開始呈現(xiàn)感性，無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源的高頻鋁電解電容器有四個端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容的一個正端流入，經過電容內部，再從另一個正端流向負載；從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端。由于四端電容具有良好的高頻特性，為減小電壓的脈動分量以及抑制開關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，即將鋁箔分成較短的若干段，用多引出片并聯(lián)連接以減小容抗中的阻抗成份。并且采用低電阻率的材料作為引出端子，提高了電容器承受大電流的能力。
電容器的正確選擇
      (1)應根據(jù)電路要求選擇電容器的類型。對于要求不高的低頻電路和直流電路，一般可選用紙介電容器，也可選用低頻瓷介電容器。在高頻電路中，當電氣性能要求較高時，可選用云母電容器、高頻瓷介電容器或穿心瓷介電容器。在要求較高的中頻及低頻電路中，可選用塑料薄膜電容器。在電源濾波、去耦電路中，一般可選用鋁電解電容器。對于要求可靠性高、穩(wěn)定性高的電路中，應選用云母電容器、漆膜電容器或鉭電解電容器。對于高壓電路，應選用高壓瓷介電容器或其他類型的高壓電容器。對于調諧電路，應選用可變電容器及微調電容器。
      (2)合理確定電容器的電容量及允許偏差。在低頻的耦合及去耦電路中，一般對電容器的電容量要求不太嚴格，只要按計算值選取稍大一些的電容量便可以了。在定時電路、振蕩回路及音調控制等電路中，對電容器的電容量要求較為嚴格，因此選取電容量的標稱值應盡量與計算的電容值相*或盡量接近，應盡量選精度高的電容器。在一些特殊的電路中，往往對電容器的電容量要求非常精確，此時應選用允許偏差在±0．1％～±0．5％范圍內的高精度電容器。
      有個參考公式的，RC=(3-5)*(T/2)的，其中R是等效負載，T是周期=1/f=0.02s（f按照市電50Hz算），如果前面那個系數(shù)取中間值4，那邊這個濾波電容的容量就應該是:RC=2T=2*0.02=0.04,所以C=0.04/R（R是等效負載電阻），假設R=10ohm，那么這個電容的容量就是4000uF,實際就取4700uF了！
      (3)選用電容器的工作電壓應符合電路要求。一般情況下，選用電容器的額定電壓應是實際工作電壓的1．2～1．3 倍。對于工作環(huán)境溫度較高或穩(wěn)定性較差的電路，選用電容器的額定電壓應考慮降額使用，留有更大的余量才好。若電容器所在電路中的工作電壓高于電容器的額定電壓，往往電容器極易發(fā)生擊穿現(xiàn)象，使整個電路無法正常工作。電容器的額定電壓一般是指直流電壓，若要用于交流電路，應根據(jù)電容器的特性及規(guī)格選用；若要用于脈動電路，則應按交、直流分量總和不得超過電容器的額定電壓來選用。
      (4)優(yōu)先選用絕緣電阻大、介質損耗小、漏電流小的電容器。 (5)應根據(jù)電容器工作環(huán)境選擇電容器。電容器的性能參數(shù)與使用環(huán)境的條件密切相關，因此在選用電容器時應注意： ①在高溫條件下使用的電容器應選用工作溫度高的電容器； ②在潮濕環(huán)境中工作的電路，應選用抗?jié)裥院玫拿芊怆娙萜鳎?③在低溫條件下使用的電容器，應選用耐寒的電容器，這對電解電容器來說尤為重要，因為普通的電解電容器在低溫條件下會使電解液結冰而失效。 (6)選用電容器時應考慮安裝現(xiàn)場的要求。電容器的外形有很多種，選用時應根據(jù)實際情況來選擇電容器的形狀及引腳尺寸。例如，作為高頻旁路用的電容器選用穿心式電容器，這樣不但便于安裝，又可兼作接線柱使用。
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