在开关电源输出端用的滤波电容,与工频电路中选用的滤波电容并不一样,在工频电路中用作滤波的普通电解电容器,其上的脉动电压频率只有100Hz,充放电时间是毫秒数量级,为获得较小的脉动系数,需要的电容量高达数十万微法,因而一般低频用普通铝电解电容器制造目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态,含有及其丰富的高次谐波电压与电流,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,甚至数十兆赫,它的要求和低频应用时不同,电容量并不是主要指标,衡量它好坏的则是它的阻抗频率特性。陶瓷电容容量从0.5pF起步,可以做到100uF,并且根据电容封装(尺寸)的不同,容量也会不同。镇江固态电解电容
MLCC是陶瓷电容器的一种,也可称为片式电容器、多层电容器、多层电容器等。MLCC是由印刷电极(内电极)交错堆叠的陶瓷介质膜,经一次高温烧结形成陶瓷电子元件,再在电子元件两端封上金属层(外电极),形成单片结构,故也可称为单片电容器。简单平行板电容器的基本结构是由一个绝缘的中间介质层加上两个外部导电的金属电极组成,而MLCC的结构主要包括三部分:陶瓷介质、金属内电极和金属外电极。在结构上,MLCC是一个多层层压结构。简单来说就是几个简单平行板电容的平行体。镇江固态电解电容电解电容被广泛应用在各类电路中。
钽电容器成本高。看看我们的淘宝就知道100uF钽电容和100uF陶瓷电容的价格差了。钽电容的价格是陶瓷电容的10倍左右。如果电容要求小于100uF,大多数情况下,如果满足耐压,我们通常需要陶瓷电容。陶瓷电容器的封装大于1206大容量或高耐压时尽量慎重选择。片式陶瓷电容器的主要失效形式是断裂(封装越大越容易失效):片式陶瓷电容器常见的失效形式是断裂,这是由片式陶瓷电容器本身介质的脆性决定的。由于片式陶瓷电容焊接直接在电路板上,直接承受来自电路板的各种机械应力,而铅制陶瓷电容可以通过引脚吸收来自电路板的机械应力。因此,对于片式陶瓷电容器,由于热膨胀系数不同或电路板弯曲,
由于固态电解电容采用导电聚合物作为电极层导体,相对与液态电解液它的导电性能更好,所以对应的ESR(EquivalentSeriesResistance,串联等效电阻)非常小,则对应的电容损耗也小。通常情况下,这个特点并不突出,但在一些大功率高频电路中,对于电源滤波电容则要求ESR越小越好。可以说,高频下,固态电解电容的低ESR是其较大的优点。在一届大学生智能汽车竞赛中有一组节能信标组,它可以为车模提供超过50W的充电功率。下图显示了信标控制电路板上的两个电解电容。在左边的电路中使用的是普通液态电解电容,在电路满功率输出50W电能时,这两个电容发热严重。将它们替换成相同容量的固态电容之后,电容就不再发烫。当铝电解电容在高温或潮热的环境中工作时,阳极引出箔片可能会由于遭受电化学腐蚀而断裂。
如何抑制“啸叫”现象:1.降压电源通常有PWM和PFM工作模式。PWM模式下纹波小,在高负载功耗条件下使用。为了避免BUCK在PWM模式下充电电容的开关频率引起的啸叫,有些电源的开关频率会刻意避开20hz~20Khz的开关频率。2.当电源处于轻载模式时,会间歇工作,间歇输出几个脉冲。这种间歇脉冲的频率也可以被人耳听到。因此,从电源或负载的角度来看,PFM工作时间歇脉冲的工作频率应进行优化,以避免啸叫。3.另一种是隐藏状态。在项目初期,系统往往不稳定,负载在正常和低功耗模式之间反复切换,电源也很容易在PWM和PFM模式之间切换。这种切换的时隙也可能引起啸叫,需要软件优化系统的稳定性,避免负载工作模式的异常切换,避免啸叫。电容做为电气、电子元器件对于我们这些电工人来讲是非常熟悉的。镇江固态电解电容
陶瓷介质电容器的绝缘体材料主要使用陶瓷。镇江固态电解电容
电容量与体积由于电解电容器多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,开关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积,因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。镇江固态电解电容
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