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為什么電源模塊輸出要用高頻低阻的電解電容?

2018-11-16

在電路中,電容是用來通過交流而阻隔直流,或用來存儲和釋放電荷以充當濾波器,平滑輸出脈動信號。小容量的電容一般在高頻電路中使用,大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷使用。

 

電解電容的低頻特性好,陶瓷電容的高頻特性好,對于開關電源輸出端的平滑濾波電容,陶瓷電容容量肯定不夠。電源模塊的輸出電容一般是采用高頻低阻,因為開關電源整流輸出的是高頻直流脈沖信號,必須要用高頻低阻電容來濾波,這樣才能降低電容自身損耗,不然電容長時間工作后會爆裂漏液。電解電容有個鋁殼,里面充滿了電解質(zhì)并引出兩個電極,它們在電路中的極性不能接反。

 

高頻低阻抗是指電容器耐紋波電流能力強,且自身內(nèi)阻小,相對普通的而言,用在電路中產(chǎn)品自身不易發(fā)熱而導致提前失效。電源模塊因為其小型化、輕量化及高效率,相應的要求電解電容小型大容量化、耐紋波電流、高頻低阻、高溫長壽及更適應的高密度。

 

在開關電源輸出端用的濾波電容與工頻電路中的不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其上的脈動電壓頻率僅有100Hz,充放電時間是毫秒數(shù)量級,為獲得較小的脈動系數(shù),需要的電容量高達數(shù)十萬微法,因此一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標是以提高電容量為主。

 

在開關電源中作為輸出濾波用的電解電容,由于大多數(shù)的開關電源工作在方波或矩形波的狀態(tài),含有及其豐富的高次諧波電壓與電流。其上鋸齒波電壓的頻率高達數(shù)十千赫,甚至數(shù)十兆赫,它要求和低頻應用時不同,電容量并不是主要指標,衡量它好壞的是它的阻抗頻率特性。

 

用于開關電源輸出整流的電解電容,要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時仍不呈現(xiàn)上升趨勢。電解電容器ESR較低,能有效地濾除開關電源中的高頻紋波和尖峰電壓。而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現(xiàn)上升趨勢,用于開關電源輸出整流濾波效果相對較差。

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