電容種類及濾波電容的作用

電容種類的大致了解，在選擇電容時(shí)有助于對(duì)電容種類的快速篩選。電容種類較多，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。電容種類的繁多，讓人容易患選擇綜合癥，但不用憂慮，在開關(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，了解了電容的種類接下來是了解電容的一些性能參數(shù)。

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。在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，使用頻率最高的電容是陶瓷電容、電解電容、鉭電容，需要了解它們的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；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。

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；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。

濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對(duì)于精密電路而言，往往這個(gè)時(shí)候會(huì)采用并聯(lián)電容電路的組合方式來提高濾波電容的工作效果。低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為 50Hz；而高頻濾波電容主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千 Hz 到幾萬 Hz。

濾波電容在開關(guān)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(gè)工程技術(shù)人員十分關(guān)心的問題。50 赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動(dòng)電壓頻率僅為 100 赫茲，充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級(jí)。為獲得更小的脈動(dòng)系數(shù)，所需的電容量高達(dá)數(shù)十萬微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標(biāo)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(guān)電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達(dá)數(shù)萬赫茲，甚至是數(shù)十兆赫茲。這時(shí)電容量并不是其主要指標(biāo)，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是“阻抗 - 頻率”特性。要求在開關(guān)電源的工作頻率內(nèi)要有較低的等效阻抗，同時(shí)對(duì)于半導(dǎo)體器件工作時(shí)產(chǎn)生的高頻尖峰信號(hào)具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在萬赫茲左右便開始呈現(xiàn)感性，無法滿足開關(guān)電源的使用要求。而開關(guān)電源專用的高頻鋁電解電容器有四個(gè)端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負(fù)極鋁片的兩端也分別引出作為負(fù)極。電流從四端電容的一個(gè)正端流入，經(jīng)過電容內(nèi)部，再?gòu)牧硪粋€(gè)正端流向負(fù)載；從負(fù)載返回的電流也從電容的一個(gè)負(fù)端流入，再?gòu)牧硪粋€(gè)負(fù)端流向電源負(fù)端。

審核編輯黃昊宇