開關電源中電容器選擇

1、1開關電源中電容器的選擇2一、電容器的基本原理電容器的基本原理 結構結構 ：電容器的基本結構是由兩塊導體極板，中間隔離有不同的電介質（絕緣體）組成。其符號如圖（b)所示。充電：充電：當兩個端子接到電源時，電源正極將相連極板電子吸走，留下正電荷；而負極向另一極板同時送人相等電子。在外電路形成電流。直到極板電壓等于極板兩端電壓。3定義定義：601085836dA.dAdAdACrrrCUQ 或UQC 電容量與結構和介質有關：F 0 r0 =8.8510-12F/m(110-9/36) A極板面積（m2); d極板間距離（m)通常電容器名稱是以介質材料來命名的4表1 一些材料的相對介電常數 材料 r

2、 材料 r空氣 1.0 橡膠 2.7蒸餾水8.0 云母 67.5臘紙 4.3 玻璃 5.58礦物油2.2 陶瓷 5.8尼龍 3.55 氧化鋁 7.510聚酯薄膜 3.1 導熱硅脂3.94.3人造云母 5.2 聚四氟乙烯1.82.25電容電路中電流電容電路中電流電容存儲的能量200021CUCududtdtduuCuidtWUtttUCtQidddd(J)電容電壓不能突變正弦交流(u=Umsint)電路中的電容)/t(ItXUtC/UtUCtuCimc2sincos2cos12cos2ddCXC1式中6二、電容器的主要參數1. 容量：容量：單位F，（mF），F，nF，pF 標稱值和電阻相同。按照

3、公差等級決定序列。如公差10%：1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，2.7，3.3，4.7和6.8等，像4.7F，0.047F，47pF等等誤差等級1%（00）級，2%(0)級，5%（）級，10%（）級和20%（）級容量標注在外殼上容量標注在外殼上，測試條件為25C，1F 測試頻率為120Hz， 1F C1nF 測試頻率為1kHz72.電壓定額 電容器介質中的電場強度大于它的允許電場強度，這是絕緣介質中的電子被拉出來，產生雪崩效應，引起介質擊穿。額定電壓一般比擊穿電壓低。高電壓定額的電容需要更厚的介質，比低電壓體積大。額定直流電壓額定直流電壓：電容兩極能施加的最高直流電壓。額定交流電壓額定

4、交流電壓：受損耗限制，一般比直流電壓低得多。并隨頻率增加允許交流電壓降低。例如例如：某電容直流額額定電壓為600V，而50Hz交流額定電壓為30V。某電容50Hz交流額定電壓為400V，而在400HZ應用，額定電壓降低為240V等。通常選擇電容額定電壓不得小于電容所承受電路最高電壓的125%。83. ESRESR、ESLESL和損耗系數和損耗系數電容等效電路：電容等效電路：C，ESR，ESL和RSESR：引線、焊接和介質極化損耗。介質損耗與溫度和頻率有關。ESL：引線、電容極板結構有關。RS：泄漏電阻，一般很大損耗系數：容量1F，用120Hz；5mm, 1835應3mm，616應2mm；2.

5、電容安裝時盡量不要靠近功率器件和發(fā)熱源；3. 不要用有機洗滌劑清洗；4. 電路電壓最高電壓不超過耐壓值的1.2倍；5. 不能反極性；6. 已安裝在PCB上的電容不得強迫拉壓或歪扭；7.在電壓允許的情況下，電容的端盡可能靠近，減少引線電感。162、鉭電容鉭電容比鋁電容具有好得多的高頻特性，但價格貴，而且電壓限制在100V和容量數百F以下，失效為常為短路極易著火。中功率電源輸入最好選擇鋁電解電容，而輸出低壓采用貼片鉭電容。當然貼片比插件的容量小而電壓低。比鋁電解電容更好的低溫性能。 鉭電解電容選擇與鋁電解電容相似。仍以輸出紋波電壓和ESR選擇電容量。 173.2 無極性電容無極性電容1.有機薄膜電

6、容有機薄膜電容介質介質：薄膜電容有聚乙烯、聚酯（CL）、聚丙烯(CB)、聚四氟乙烯(CF)、聚碳酸脂（CLS ）等薄膜電容。精密、溫度特性好、低漏電流。類型：類型：1.1.金屬箔金屬箔/ /膜電容膜電容金屬箔作為電極。極低的ESR，可以承受很高的dV/dt和交流電流。體積大，價格高。容量?。ǖ陀?.01F ) 2.2.金屬化電容金屬化電容 噴涂在介質鋁層作為電極。ESR大，較低的dV/dt和交流電流能力。體積小，價格低，有自愈能力。容量大。18使用：使用：相同容量金屬箔常用于脈沖、交流高壓、緩沖電路（snubber）和諧振電路。金屬化電容在局部擊穿時產生高溫，金屬箔蒸發(fā)不會短路，電容量減少極小

7、，這種現象就是所謂自愈能力，體積小，價格低。這類電容除了一般應用以外，常用于電磁兼容的X電容和Y電容。金屬化聚碳酸酯膜介質CLS體積小，耐高溫、溫度系數小、絕緣電阻高、自愈性。常應用于邏輯控制電路、延時、積分、濾波、耦合和移相電路。*金屬化電容不使用在低電容，小于0.01F,諧振電路 ,吸收電路 ,低噪聲 。殼溫升不超過15C，高溫環(huán)境殼溫不超過最高允許溫度。192. 無機介質電容無機介質電容云母電容：云母電容：云母片為介質，浸銀后形成電極。 電容量在數pF到1F； 電壓定額在50Vdc到2500V -55150內電容量漂移不超過0.5% 比有機介質箔電容更高的dV/dt能力 體積較大，成本較

8、高。適合于定時、緩沖電路和高頻交流電路使用。 20陶瓷介質電容陶瓷介質電容 ：介質成分介質成分是鈦酸鹽、鈮鎂酸鉛等 分類：分類：3類1類：類：高精度，1pF到幾個mF；1類：高精度，1pF到幾個mF； 2類類 ：獨石電容，和1類相同的殼體，容量是以上電容2070倍，但在溫度55125范圍內變化大約10%，最大變化為15%25%； 3類類：電容容量是2類大約5倍，電容量隨電壓和溫度變化較大。溫度范圍2585，電容變化大約20%65% 21使用1類用于定時、諧振電路和需要補償溫度效應的電路，也適合要求低損耗和高絕緣電阻的一般電路中使用。在收音機、電視機、收錄機等電子產品種要求容量穩(wěn)定的交直流的脈沖

9、電路中使用。在收音機、電視機、收錄機等電子產品種要求容量穩(wěn)定的交直流的脈沖電路中使用。2類電容量大，外形尺寸小。電路中用于隔直流、旁路耦合、濾波和對損耗和容量穩(wěn)定性要求不高的場合。 3類 容量大，但要求不高的地方，價格低廉。 22四、開關電源中電容器1、 輸入EMC濾波、整流和PFCC1C2C3C4C5C6C7UiUoHVC8220V50HzAB23C1, C4EMC差模（常模）濾波：一般采用有機介質金屬化交流電容。通常稱為X電容。C2, C3EMC共模濾波：一般稱為Y電容。通常采用高壓一類陶瓷電容，或高壓金屬化電容。要求較低的ESR。數值受安全泄漏電流(3mA)限制。C5PFC輸入電容：通常

10、采用金屬化電容，如CBB。保證PFC工作，輸入整流電壓為零附近有1V左右電壓。減少輸入電流過零失真,一般在14 F 。C6, C7緩沖（Snubber）電容：一般采用金屬箔/膜電容，具有很高的dV/dt能力，以及非常小的ESR和ESL。通常稱為snubber 電容。C8輸出濾波電容：鋁電解電容，按紋波電壓要求，根據峰值電流和電容的ESR選擇容量，檢查電容的紋波電流定額是否滿足電路要求。242. 功率電路C11C9C9, C10 Snubber電容，要求極低ESR，一般按dV/dt能力選擇電容。C10C11輸出濾波電容，電解電容，按紋波電壓要求，根據紋波電流和電容的ESR選擇電容量。UoHVUo輔助線圈253. 輔助電路輔助電路C12C13