现代电源技术中电容器的正确选用

摘要：分析现代电源技术的发展对电容器特殊参数的要求，着重讨论滤波电容器、吸收电容

器，指出在使用时应注意额定电压与寿命试验的条件。

Abstract: Analyzed the demands of capacitor specific parameters in modern PST,emphatically discussed specific parameters demands of filter capacitor and absorber capacitor.Pointed to take care of voltage rating and conditions of life test in use.

关键词：电容器等效串联电阻阻抗频率特性dv/dt

Keywords:Capacitor， Equivalent series resistance， Impedance－ frequency performance， dv/dt

电容器作为基本元件在电子线路中起着重要作用，在传统的应用中，电容器主要用作旁路耦合、电源滤波、隔直以及小信号中的振荡、延时等。以上电路对电容器参数的主要要求有：电容量；额定电压；正切损耗；漏电流等，对其它参数没有过多的要求。

　　随着电子线路，特别是电力电子电路的发展对不同应用场合的电容器提出了不同的特殊要求。1滤波电容器

　　交流电（工频或高频）经整流后需用电容器滤波使输出电压平滑，要求电容器容量大，一般多采用铝电解电容器。铝电解电容器应用时主要问题是温度与寿命关系，如廉价型环境温度多为85℃，可在1000h内保证各性能参数，特别是电容量，超过1000h，各项性能指标将得不到保证，尽管在很多情况下还能用。如降低使用温度可以延长寿命，基本遵循50℃法则。因此在很多要求高温和高可靠性场合下，应选用长寿命（如5000h以上，甚至105℃,5000h）电解电容器。一般体积小的电解电容器，其寿命相对较短。

图1高频电解电容器的阻抗频率特性

图2普通电解电容器的阻抗频率特性

　　用于DC/DC开关稳压电源输入滤波电容器，因开关变换器是以脉冲形式向电源汲取电能，故滤波电容器中流过较大的高频电流，当电解电容器等效串联电阻（ESR）较大时，将产生较大损耗，导致电解电容器发热。而低ESR电解电容器则可明显减小纹波（特别是高频纹波）电流产生的发热。

　　用于开关稳压电源输出整流的电解电容器，要求其阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz时仍不呈现上升趋势，见图1。电解电容器ESR较低，能有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和尖峰电压。而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势(见图2)，用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。笔者在实验中发现，普通CDII型中4700μF,16V电解电容器，用于开关电源输出滤波的纹波与尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高频电解电容器的

表1WPP型电容器脉冲容量

低，同时普通电解电容器温升相对较高。当负载为突变情况时，用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。

　　由于铝电解电容器在高频段不能很好地发挥作用，应辅之以高频特性好的陶瓷或无感薄膜电容器，其主要优点是：高频特性好，ESR低，如MMK5型容量1μF电容器，谐振频率达2MHz以上，等效阻抗小于0.02Ω，远低于电解电容器，而且容量越小谐振频率越高（可达50MHz以上），见图3，这样将得到很好的电源的输出频率响应或动态响应。

图3MMK5型电容器的阻抗频率特性