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电容在开关电源中的作用

时间:2022-04-24     【原创】

       滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的开关电源电路中都会用到。滤波电容好比“水池”,将电能转变成池中的水并能将水还原成电能。从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上大于1 uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。开关电源电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000 uF)滤低频,小电容(20 pF)滤高频。


       旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池一样,旁路开关电源电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。


       从开关电源电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于开关电源电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对 于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是耦合作用。


       储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。开关电源电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150000 uF之间的铝电解电容器(如EPCOS公司的B43504或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10 KW的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。


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