開關(guān)電源電路濾波電容器
發(fā)布時(shí)間:2013/8/12 19:41:50 訪問次數(shù):1111
AC/DC開關(guān)穩(wěn)壓電源與工頻電源在許多方面有很大的不同,SC260B3濾波電容就是其中之一。
(1)濾波頻率明顯升高。在工頻電源電路中,半波整流后的主要交流成分是50Hz,全波和橋式整流后的主要交流成分是100Hz,它們的高次諧波頻率也只是達(dá)到2 000Hz,它們的充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級,而開關(guān)電源中其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫茲,甚至數(shù)十兆赫茲。
由于開關(guān)電源的工作頻率顯著提高,所以開關(guān)電源電路中濾波電容器的容量不再是主要要求,容量較小時(shí)也能達(dá)到良好的濾波效果。這時(shí),主要要求變成這種濾波電容器的高頻特性要好,所以需要使用高頻特性良好的電解電容器作為開關(guān)電源電路中的濾波電容。
無論哪種形式的開關(guān)電源,它們均含有極其豐富酌高次諧波電壓與電流,開關(guān)電源的輸出紋波電壓過高,特別是峰一峰值電壓過高,如果這些諧波電壓產(chǎn)生的電流流過負(fù)載中,將影響負(fù)載電路的正常,所以要盡可能地抑制這些高次諧波電壓與電流,這主要由開關(guān)電源中的濾波電容器來完成。
(2)濾波電容的工作原理。如圖4-30所示是濾波電容器工作原理示意圖,電路中厶是高頻交流紋波電流源,C為濾波電容器的純電容,RESR是濾波電容器的ESR(等效串聯(lián)電阻),比為流過電容器C支路的高頻紋波電流,RL是電源電路的負(fù)載電阻,丘是流過負(fù)載電阻的高頻紋波電流。
從電路中可以看出,高頻交流紋波電流厶分成了兩路:一路流過濾波電容器支路,另一路流過負(fù)載。
如果電容器支路的阻抗為零,則全部的高頻交流紋波電流厶都流過了電容器支路,這樣負(fù)載支路中就不存在高頻交流紋波電流,這是理想狀態(tài),不可能實(shí)現(xiàn),唯一可以減小負(fù)載支路高頻交流紋波電流的方法是減小電容支路的阻抗。
當(dāng)濾波電容器工作在高頻段時(shí),電容C的容抗為零,這時(shí)電容器支路就只有電容器的等效串聯(lián)電阻RESR,如圖4-31所示。
圖4-30濾波電容器工作原理示意圖 圖4-31高頻段等效電路
從上式和高頻段等效電路中可以著出,為了減小流過負(fù)載的高頻交流紋波電流,一是增大負(fù)載電阻RL,二是減小電容器等效串聯(lián)電阻RESR。顯然,對于一個具體的電路而言,負(fù)載電阻是無法改變的,這由負(fù)載的性質(zhì)所決定。另一個角度可以這樣講,就是當(dāng)負(fù)載比較輕時(shí),即負(fù)載電阻RESR比較大時(shí),流過負(fù)載的高頻交流紋波電流比較小。
為了減小流過負(fù)載的高頻交流紋波電流,唯一可以做的是減小電容器的等效串聯(lián)電阻RESR。而這個問題直接與濾波電容器的質(zhì)量相關(guān),就是選用RESR小的濾波電容器。普通的鋁電解電容器的RESR比較大,且在lOkHz左右時(shí)其阻抗便開始呈現(xiàn)感性,無法滿足開關(guān)電源的使用要求。所以出現(xiàn)了開關(guān)電源專用的電解電容器,它的特點(diǎn)是RESR比較小。
AC/DC開關(guān)穩(wěn)壓電源與工頻電源在許多方面有很大的不同,SC260B3濾波電容就是其中之一。
(1)濾波頻率明顯升高。在工頻電源電路中,半波整流后的主要交流成分是50Hz,全波和橋式整流后的主要交流成分是100Hz,它們的高次諧波頻率也只是達(dá)到2 000Hz,它們的充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級,而開關(guān)電源中其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫茲,甚至數(shù)十兆赫茲。
由于開關(guān)電源的工作頻率顯著提高,所以開關(guān)電源電路中濾波電容器的容量不再是主要要求,容量較小時(shí)也能達(dá)到良好的濾波效果。這時(shí),主要要求變成這種濾波電容器的高頻特性要好,所以需要使用高頻特性良好的電解電容器作為開關(guān)電源電路中的濾波電容。
無論哪種形式的開關(guān)電源,它們均含有極其豐富酌高次諧波電壓與電流,開關(guān)電源的輸出紋波電壓過高,特別是峰一峰值電壓過高,如果這些諧波電壓產(chǎn)生的電流流過負(fù)載中,將影響負(fù)載電路的正常,所以要盡可能地抑制這些高次諧波電壓與電流,這主要由開關(guān)電源中的濾波電容器來完成。
(2)濾波電容的工作原理。如圖4-30所示是濾波電容器工作原理示意圖,電路中厶是高頻交流紋波電流源,C為濾波電容器的純電容,RESR是濾波電容器的ESR(等效串聯(lián)電阻),比為流過電容器C支路的高頻紋波電流,RL是電源電路的負(fù)載電阻,丘是流過負(fù)載電阻的高頻紋波電流。
從電路中可以看出,高頻交流紋波電流厶分成了兩路:一路流過濾波電容器支路,另一路流過負(fù)載。
如果電容器支路的阻抗為零,則全部的高頻交流紋波電流厶都流過了電容器支路,這樣負(fù)載支路中就不存在高頻交流紋波電流,這是理想狀態(tài),不可能實(shí)現(xiàn),唯一可以減小負(fù)載支路高頻交流紋波電流的方法是減小電容支路的阻抗。
當(dāng)濾波電容器工作在高頻段時(shí),電容C的容抗為零,這時(shí)電容器支路就只有電容器的等效串聯(lián)電阻RESR,如圖4-31所示。
圖4-30濾波電容器工作原理示意圖 圖4-31高頻段等效電路
從上式和高頻段等效電路中可以著出,為了減小流過負(fù)載的高頻交流紋波電流,一是增大負(fù)載電阻RL,二是減小電容器等效串聯(lián)電阻RESR。顯然,對于一個具體的電路而言,負(fù)載電阻是無法改變的,這由負(fù)載的性質(zhì)所決定。另一個角度可以這樣講,就是當(dāng)負(fù)載比較輕時(shí),即負(fù)載電阻RESR比較大時(shí),流過負(fù)載的高頻交流紋波電流比較小。
為了減小流過負(fù)載的高頻交流紋波電流,唯一可以做的是減小電容器的等效串聯(lián)電阻RESR。而這個問題直接與濾波電容器的質(zhì)量相關(guān),就是選用RESR小的濾波電容器。普通的鋁電解電容器的RESR比較大,且在lOkHz左右時(shí)其阻抗便開始呈現(xiàn)感性,無法滿足開關(guān)電源的使用要求。所以出現(xiàn)了開關(guān)電源專用的電解電容器,它的特點(diǎn)是RESR比較小。
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