濾波電容在交直流轉(zhuǎn)換電路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(wèn)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(過(guò)整流橋),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)(電源轉(zhuǎn)換電路中,電壓或電流的幅值和平均值最直觀,因此,我們用電壓或電流的基波幅值與其平均值之比,稱為脈動(dòng)系數(shù)。脈動(dòng)系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波最大值/輸出電壓的直流分量),所需的電容量高達(dá)數(shù)十萬(wàn)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)。
在電源設(shè)計(jì)中,濾波電容的選取原則是:
C≥2.5T/R
其中:C為濾波電容,單位為UF;T為頻率,單位為Hz;R為負(fù)載電阻,單位為Ω。
當(dāng)然,這只是一般的選用原則,在實(shí)際的應(yīng)用中,如條件(空間和成本)允許,都選取C≥5T/R。
濾波電容選取原則
在電源設(shè)計(jì)中,濾波電容的選取原則是:
C≥2.5T/R
其中:C為濾波電容,單位為F;
T為周期,單位為S,T=1/f
f為交流電源頻率,單位為Hz
R為負(fù)載電阻,單位為Ω
當(dāng)然,這只是一般的選用原則,在實(shí)際的應(yīng)用中,如條件(空間和成本)允許,都選取C≥5T/R。
由于四端電容具有良好的高頻特性,為減小電壓的脈動(dòng)分量以及抑制開(kāi)關(guān)尖峰噪聲提供了極為有利的手段。高頻鋁電解電容器還有多芯的形式,即將鋁箔分成較短的若干段,用多引出片并聯(lián)連接以減小容抗中的阻抗成份。并且采用低電阻率的材料作為引出端子,提高了電容器承受大電流的能力。
濾波電容器額定電壓的選擇
濾波電容器在輸入電壓220V+20%或輸入電壓85V~265V ( 110V一20%~220V + 20% )時(shí)的最高整流輸出電壓可以達(dá)到370V,因此應(yīng)選擇額定電壓為400V的電解電容器或選擇兩只額定電壓為200V (也可以是250V)的電解電容器串聯(lián)使用。需要注意的是,盡管電解電容器的額定電壓有10%左右富裕量,在上述應(yīng)用場(chǎng)合下,從產(chǎn)品的安全角度考慮是不允
許使用額定電壓為300V或350V的電解電容器。對(duì)于帶有功率因數(shù)校正的整流濾波電路,當(dāng)功率因數(shù)校正電路輸出電壓為380V時(shí)可以選擇額定電壓400V電解電容器,而功率因數(shù)校正電路輸出電壓高于380V時(shí)則只能選擇額定電壓為450V的電解電容器。
濾波電容C1,C2怎么去選擇?第一個(gè)就是耐壓值問(wèn)題,如何去看一個(gè)電容的耐壓值?以下圖所示電容為例。它的耐壓值為400V,容量為47uf。也就是說(shuō)它只能用于電壓低于400V的電路,電壓超過(guò)400V,這個(gè)電容就會(huì)損壞,甚至發(fā)生爆炸。
400V/47UF電容
電解電容
橋式整流電路,整流后輸出的電壓為變壓器輸出電壓的根號(hào)二倍,也就是整流二極管輸出的為12倍的根號(hào)二(以第一個(gè)橋式整流電路圖為例),那么電容的耐壓值就要高于整流橋輸出電壓的1.5-2.0倍,也就是要選用耐壓值為25V以上的電容。這里就需要你根據(jù)自己設(shè)計(jì)電路的要求電壓,盡量選擇高于電路電壓兩倍以上的耐壓值電容。(這里小編曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)試驗(yàn),用了耐壓值為16V電容,加上24V電源,通電瞬間,立即爆炸,很容易傷人)
不同種類的電容它的特性不同,也要根據(jù)自己的要求去選擇。例如整流濾波電路,鋁電解電容對(duì)高頻濾除比較差,瓷片電容、獨(dú)石電容對(duì)高頻濾除比較好。根據(jù)自己的電路要求,選擇合適種類電容。
電解電容廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能、濾波、旁路、耦合、延時(shí)等電路中。陶瓷電容,廣泛應(yīng)用于旁路、去偶、濾波、儲(chǔ)能等電路中。云母電容高頻特性好,一般應(yīng)用于穩(wěn)定性和可靠性較高的場(chǎng)合,絕緣電阻高、損耗小。
聚苯乙烯電容,其串聯(lián)電阻小,電感值小,電容量相對(duì)時(shí)間、溫度、電壓很穩(wěn)定。它適用于要求頻率穩(wěn)定性高的場(chǎng)合,可用于高頻濾波、旁路、去耦。