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開(kāi)關(guān)電源電容選型技巧

1、電容種類(lèi)的了解

對(duì)電容種類(lèi)的大致了解,在選擇電容時(shí)有助于對(duì)電容種類(lèi)的快速篩選。

電容種類(lèi)較多,如圖1所示,按封裝分有貼片電容、插件電容,按介質(zhì)分有陶瓷電容,鉭電容,電解電容、云母電容、薄膜電容等,按結(jié)構(gòu)形勢(shì)分,有固定電容、半固定電容、可變電容。

圖1常見(jiàn)的電容類(lèi)型

電容種類(lèi)的繁多,讓人容易患選擇綜合癥,但不用憂慮,在開(kāi)關(guān)電源中,我們使用最多的就是陶瓷電容,電解電容和鉭電容,了解了電容的種類(lèi)接下來(lái)是了解電容的一些性能參數(shù)。

2、電容關(guān)鍵參數(shù)的認(rèn)識(shí)

了解電容的內(nèi)在關(guān)鍵參數(shù),才能快速選型,可靠使用,所有的電容的關(guān)鍵參數(shù)都是一樣的,包括電容容值、電容的耐壓值、電容的ESR、電容容值精度、電容允許的工作溫度范圍。

3、開(kāi)關(guān)電源中電容的選型要了解電容本身特性差異才能快速的進(jìn)行選擇。

陶瓷電容容值較小,高頻特性好,工作溫度范圍較廣,ESR較電解電容小,體積小,沒(méi)有極性;

電解電容容值可以做大,但工作溫度范圍較窄,ESR較大,有極性;v

鉭電容ESR最小,容值可比陶瓷電容大一些,有極性,安規(guī)性能差,容易起火。

了解了以上三種電容的特性,在使用它們的時(shí)候就可以游刃有余。

4、開(kāi)關(guān)電源中電容的選型還要了解使用環(huán)境

電容的使用環(huán)境還分電路內(nèi)部環(huán)境和電路外部環(huán)境,電路內(nèi)部環(huán)境包括頻率、電壓值、電流值、電容在電路中的主要作用等;根據(jù)電路頻率可以確定電容種類(lèi);根據(jù)電壓值可以確定選型電容的耐壓值;在電路中的主要作用可以用來(lái)參考選型電容的容值等;

根據(jù)電路外部使用環(huán)境對(duì)電容進(jìn)行選型,產(chǎn)品工作的環(huán)境溫度,安規(guī)要求等,都可以用來(lái)縮小電容選擇范圍。電容的選型不當(dāng),在應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)爆漿、電解液干涸等現(xiàn)象,最終導(dǎo)致電源失效。如下圖2所示。

圖2電解電容損壞

5、開(kāi)關(guān)電源中部分電路電容選型舉例

(1)吸收電路的電容選型,如下圖3所示,在開(kāi)關(guān)電源中,在MOS管或二極管上并聯(lián)電容吸收尖峰是很常見(jiàn)的電路,那么這顆電容該如何去選擇呢?首先,考慮電路環(huán)境,即電容上可能承受的最大電壓應(yīng)力,可以確定電容的耐壓值選;其次,作為吸收電路,容值不能太大,太大會(huì)影響整機(jī)效率,故容值一般使用PF級(jí)別電容,電容的高頻特性要好,根據(jù)這些特點(diǎn),選擇陶瓷電容是最理想的;然而陶瓷電容還分NPO,COG材質(zhì),根據(jù)溫度特性還分X5R、X7R等,無(wú)需愁,只要了解了電路環(huán)境對(duì)使用電容的精度要求及溫度要求,這些都可迎刃而解,在這種吸收電路中,對(duì)電容精度要求不高,一般的COG材質(zhì)的電容可以滿足。

圖3吸收電路電容應(yīng)用

(2)啟動(dòng)電路,以芯片3843為例,用RC啟動(dòng),如圖4所示,C值一般用到uF級(jí)別的電容,且溫度特性要好,要不然在溫度變化時(shí),容值不夠,會(huì)啟動(dòng)不良,在此可以選擇鉭電容和陶瓷電容;但是,鉭電容有一個(gè)問(wèn)題就是不符合安規(guī)要求,如果要過(guò)安規(guī)認(rèn)證,就只能選擇陶瓷電容。

圖4啟動(dòng)電路電容應(yīng)用

(3)濾波電路電容選擇,已常見(jiàn)的濾波電路為例,見(jiàn)圖5,根據(jù)電路中電容兩端電壓確定耐壓值,如輸出電壓24V,就不能選擇15V或是25V耐壓值的電容,電路中最大電流可以用來(lái)確定容值,電流大需要得到更小紋波,就要選擇大容量的電容,濾波電路中,電容值可以用純陶瓷、純電解電容,或是電解電容混合陶瓷電容一起使用。

圖5濾波電路電容應(yīng)用

6、汽車(chē)級(jí)電源使用電容選型舉例

汽車(chē)級(jí)電源電容選型就涉及到使用環(huán)境對(duì)電容的篩選,汽車(chē)級(jí)電源工作環(huán)境溫度較一般的工業(yè)級(jí)電源要求高,工作溫度要求達(dá)到125℃,所以電容選型是要選擇溫度特性好、耐高溫、安規(guī)性能好的電容。

小結(jié):

電容的選用技巧無(wú)非就是了解常用的幾種電容特性以及電容在電路中的應(yīng)用環(huán)境、產(chǎn)品使用環(huán)境特性,在設(shè)計(jì)電源時(shí),有上述幾個(gè)角度出發(fā)考慮電容的選型,如果選用成品電源,不管是模塊電源、普通開(kāi)關(guān)電源、電源適配器等,這部分的工作一般都由電源設(shè)計(jì)廠家完成。

致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊已有近20年的行業(yè)積累,目前產(chǎn)品具有寬輸入電壓范圍,隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多個(gè)系列,封裝形式多樣,兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時(shí)致遠(yuǎn)電子為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室,配備先進(jìn)、齊全的測(cè)試設(shè)備,全系列隔離DC-DC電源通過(guò)完整的EMC測(cè)試,靜電抗擾度高達(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV,可應(yīng)用