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電源設(shè)計(jì)種4類(lèi)電容的計(jì)算

微云疏影 ? 來(lái)源:維庫(kù) ? 作者:維庫(kù) ? 2023-06-24 10:56 ? 次閱讀
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電容可用來(lái)減少紋波并吸收開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的噪聲,它還可以用于后級(jí)穩(wěn)壓,提高設(shè)備的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)能力。電源輸出中不應(yīng)出現(xiàn)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(wěn)壓器的噪聲影響而產(chǎn)生不安全的瞬變現(xiàn)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(yīng)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(dá)17V的電壓導(dǎo)軌上可靠地工作。

高壓電源總線系統(tǒng)一般很難達(dá)到額定電壓降低50%的指標(biāo)。這種情況限制了鉭電容用于電壓導(dǎo)軌大于28V的應(yīng)用。目前,由于鉭電容需要被降額使用,高壓濾波應(yīng)用可行的辦法是采用體積較大且?guī)б€的電解電容,而不是鉭電容。

大電容是退耦電容,即相當(dāng)于給下級(jí)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(jí)IC的IO口轉(zhuǎn)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(jí)IC對(duì)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(duì)下級(jí)IC的影響的。

一、EMI濾波電容的選擇

能濾除電網(wǎng)線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(cè)直流高壓,另一端接二次側(cè)公共端(用于濾除10~200MHz 頻段的高頻干擾,因此需要用短引線連接,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(shù)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(yàn)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?yàn)殡娙萏幍奈恢貌灰粯?,稱(chēng)呼也就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來(lái)說(shuō),旁路電容就是把輸入信號(hào)的高頻噪聲作為濾除對(duì)象,把前級(jí)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(hào)的干擾作為濾除對(duì)象??傊痪湓挘月?,退偶,都是作用于高頻干擾。所以電容值要取小。具體要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shè)計(jì)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,軸向引線,一般選擇徑向引線的電容,并在安裝時(shí)應(yīng)盡量減小引線長(zhǎng)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(dāng)交流電壓u=85~265V時(shí),經(jīng)驗(yàn)選擇k=(2~3)uF/W

當(dāng)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(shù)

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