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电源模块外围电容如何选型?

作者:ZLG致远电子时间:2018-07-20来源:电子产品世界收藏

  随着科技时代的发展,模块电源越来越受市场青睐,在使用模块电源的时候,应该如何提高模块电源的稳定性和可靠性呢?下面通过几个方向,介绍如何选取外接输入、输出电容,来提高模块电源的使用寿命和整个供电系统的稳定性、可靠性。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201807/389278.htm

  在模块电源的实际应用中,外接输入、输出电容的选取往往会从几个方面入手:

  1.电容额定耐压值;

  2.电容的容值;

  3.电容的使用寿命。

  下面介绍1、2点是如何去选取输入、输出电容的。

  一、从电容的额定耐压值去选取

  1.AC-DC整流滤波电容耐压值选取:在AC-DC整流滤波电路中,根据公式

  我们能计算出整流后的理论直流电压的大小。

  例如:在输入90-265Vac的整流电路中,通过公式计算可以得出整流后的电压范围在127-375Vdc。根据经验我们一般会选取耐压值在1.1-1.3倍理论计算电压值的电容,考虑成本因素有些设计者也会考虑1.0倍理论计算电压值的电容。

  2.在DC-DC电源应用中,外接输入电容的耐压值我们一般会选用1.3-1.4倍耐压。

  例如:输入电压为48V那我们选用的滤波电容耐压值就为63V。原因是DC-DC的电源启动电流大,容易导致二次冲击电压过高,从而损坏器件。

  二、从输入电容的容值选取

  在许多文献中,对于滤波电容 C的选取,多使用经验公式:

  并认为滤波电容 C越大越好;在一些滤波电路的维修中,技术人员经常用比原电路容量大的电容来代替已坏掉的电容。如图 1所示的简单整流滤波电路。

  从理论上讲,增大电路中的滤波电容 C容量的确可以使输出电压的波形变得更为平滑、起伏更小,但在电路接通瞬间,电路中所产生的冲击电流因素却不能被忽略;在一些滤波电路的维修中对滤波电容的替换也存在冲击电流的问题,在不更换其他元件的前提下,单纯提高滤波电容的容量会使整个电路的实际使用寿命大大缩短,甚至烧毁整个电路。况且,单纯地提高滤波电容的容量对改善输出电压的作用也是有限的。做一个简单实验外接不同输入电容的大小启动时的电流曲线,如下图(4)所示为输入外接电容大小与启动电流的关系曲线。

  由此曲线可以看出外接输入电容越大,启动电流就越大,伴随的对电路中冲击电流也越大。对整个电路的威胁也就越来越大。

  图(5)-图(8)为外接电容大小不同的启动电流波形。外接电容在一定情况下,启动电流达到最低值,对整个电路的输入,输出环境有很大的改善。当外接电容超过这个范围就会导致启动电流增大,对其他器件的威胁也就随之增大,导致出现不同程度的器件损坏。

 三、输出电容的选取

  输出电容的选取,一般考虑的因素是电源的输出纹波噪声和电源的负载能力(容性负载)。在成本允许的情况下,很多人都会认为

  外接输出滤波电容是越大,可以减小纹波噪声干扰,对系统供电更为稳,这是一种错误的观念。

  输出滤波的电容的选取,不单单是考虑纹波噪声因数,还要考虑模块电源的启动能力和承受输入冲击电流的能力。如下图所示:是致远模块输出25w的一款产品,在输出外接大小容值不同情况下的输入电流波形和输出纹波噪声图。

  从图上数据可以看出,外接输出电容容值在一定大小的时候对纹波噪声起到减小作用,但随着外接电容的不断增大纹波噪声会处于一个平衡值。反观输入电流波形,在输出电容增大情况下启动时,输入电流维持在大电流时间会越长。假如使用的模块抗输入冲击电流小,这样就可能导致模块在一定时间下受冲击电流过大而损坏。所以外接输出电容也不是越大越好,这要根据模块的启动能力和承受电流冲击能力来选定的。

  在模块电源的使用过程中合理外接输入、输出电容是对模块模块电容的一种保护,同时也大大提高了电源的使用寿命,减小了因电源输入、输出不稳定而带给整个工作系统存在的不必要隐患。



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