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電源設計種4類(lèi)電容的計算
文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2023/6/6 10:18:00
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電容可用來(lái)減少紋波并吸收開(kāi)關(guān)穩壓器產(chǎn)生的噪聲,它還可以用于后級穩壓,提高設備的穩定性和瞬態(tài)響應能力。電源輸出中不應出現任何紋波噪聲或殘留抖動(dòng)。這些電路常采用鉭電容來(lái)降低紋波,但鉭電容有可能受到開(kāi)關(guān)穩壓器的噪聲影響而產(chǎn)生不安全的瞬變現象。為保證可靠工作,必須降低鉭電容的額定電壓。例如,額定值為10uF/35V的D型鉭電容,工作電壓應降低到17V,如果用在電源輸入端過(guò)濾紋波,額定35V鉭電容可在高達17V的電壓導軌上可靠地工作。

高壓電源總線(xiàn)系統一般很難達到額定電壓降低50%的指標。這種情況限制了鉭電容用于電壓導軌大于28V的應用。目前,由于鉭電容需要被降額使用,高壓濾波應用可行的辦法是采用體積較大且帶引線(xiàn)的電解電容,而不是鉭電容。

大電容是退耦電容,即相當于給下級IC提供了一個(gè)電荷水池,大電容電壓不突變,所以,如果下級IC的IO口轉換劇烈,需要大電流時(shí),從退耦電容中提取電流,不會(huì )拉低開(kāi)關(guān)電源電壓,從這個(gè)意義講,大電容免除下級IC對電源的影響。小電容是作用正好相反,是濾波電容,即電源電壓通過(guò)整形濾波之后出來(lái)的電壓仍不可避免的有各次波諧波分量,即有交流分量,所以小電容是免除電壓波動(dòng)對下級IC的影響的。

一、EMI濾波電容的選擇

能濾除電網(wǎng)線(xiàn)之間的串模干擾的電容器,稱(chēng)作“X電容”(一般選擇X2,常用容量范圍是1nF~1uF,并聯(lián)在電網(wǎng)之間)能濾除由繞組、二次繞組耦合電容產(chǎn)生的共模干擾電容器,稱(chēng)作“Y 電容”,一端接側直流高壓,另一端接二次側公共端(用于濾除10~200MHz 頻段的高頻干擾,因此需要用短引線(xiàn)連接,常用容量范圍是1~2.2nF 耐壓值一般不低于1.5kV)

二、旁路電容和去耦電容

去耦電容在集成電路的電源和地之間有兩個(gè)作用:

2.1、旁路掉該器件的高頻噪聲。

(數字電路中典型的去耦電容值是0.1uF,不用電解電容,去耦電容的選用經(jīng)驗算法:C=1/F,即10MHz 取0.1uF,100MHz 取0.01uF)
在電子電路中,旁路電容和去耦電容都是起到抗干擾的作用,因為電容處的位置不一樣,稱(chēng)呼也就不一樣了。對于同一個(gè)電路來(lái)說(shuō),旁路電容就是把輸入信號的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除;而去耦電容也稱(chēng)退偶電容,就是把輸出信號的干擾作為濾除對象?傊痪湓(huà),旁路,退偶,都是作用于高頻干擾。所以電容值要取小。具體要根據實(shí)驗結果來(lái)定。

2.2、作為集成電路的蓄能電容。

三、輸出濾波電容器

為減小輸出噪聲,可以在電解電容器上再并一只0.01~0.1uF的小電容。
可以將幾只相同容量的電解電容器并聯(lián)使用,以降低等效串聯(lián)電阻。
(電解電容的使用壽命與紋波電流,環(huán)境溫度有關(guān),紋波電流越大,環(huán)境溫度越高,使用壽命就越短)設計時(shí)要注意。
輸出濾波電容器的耐壓值一般留出1.2~1.5倍的余量(為了更安全可靠可以選擇2 倍)。
輸出濾波電容器的容量可按照1000uF/A來(lái)選擇。

四、輸入濾波電容器

以引腳的形式分,有徑向引線(xiàn),軸向引線(xiàn),一般選擇徑向引線(xiàn)的電容,并在安裝時(shí)應盡量減小引線(xiàn)長(cháng)度。(電解電容劑型不得接反;耐壓值選擇為實(shí)際工作值的1.2~1.5倍)
輸入濾波電容器容量的選擇
當交流電壓u=85~265V時(shí),經(jīng)驗選擇k=(2~3)uF/W
當交流電壓u=230V(±15%)時(shí),k=1uF/W
(k為每單位輸出功率(W)所需輸入濾波電容器容量(uF)的比例系數

 
 
 
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