在開關電源輸出端用的濾波電容,與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其上的脈動電壓頻率只有100Hz,充放電時間是毫秒數(shù)量級,為獲得較小的脈動系數(shù),需要的電容量高達數(shù)十萬微法,因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標是以提高電容量為主,電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。在開關穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器,由于大多數(shù)的開關電源工作在方波或矩形波的狀態(tài),含有及其豐富的高次諧波電壓與電流,其上鋸齒波電壓的頻率高達數(shù)十千赫,甚至數(shù)十兆赫,它的要求和低頻應用時不同,電容量并不是主要指標,衡量它好壞的則是它的阻抗頻率特性。電容器的電容量的基本單位是法拉(F)。在電路圖中通常用字母C表示電容元件。深圳溫度補償型電容廠家
類陶瓷電容器類穩(wěn)定陶瓷介質材料,如美國電氣工程協(xié)會(EIA)標準的X7R、X5R和中國標準的CT系列(溫度系數(shù)為15.0%),不適用于定時、振蕩等溫度系數(shù)較高的場合。然而,因為介電系數(shù)可以做得非常大(高達1200),所以電容可以做得相對較大。一般1206貼片封裝的電容可以達到10F或者更高;類可用的陶瓷介質材料如美國電氣工程協(xié)會(EIA)標準的Z5U、Y5V和中國標準的CT系列低檔產品(溫度系數(shù)為22%、-56%的Z5U和22%、-82%的Y5V),這種介質的介電系數(shù)隨溫度變化很大,不適用于定時、振蕩等高溫度系數(shù)的場合。但由于其介電系數(shù)可以做得很大(可達1000~12000),電容比可以做得更大,適用于一般工作環(huán)境溫度要求(-25~85)的耦合、旁路和濾波。一般1206表貼Z5U和Y5V介質電容甚至可以達到100F,從某種意義上說是取代鉭電容的有力競爭者。廣東高壓陶瓷電容規(guī)格鉭電容器的工作介質是在鉭金屬表面生成的一層極薄的五氧化二鉭膜。
無論是筆記本電腦還是手機,對電源的要求越來越高,通常在電源網絡上并聯(lián)大量的MLCC電容,如BUCK、BOOST架構的電源,當設計異?;蛘哓撦d工作模式異常時,就很容易產生“嘯叫”。在筆記本電腦中,當電腦處于休眠狀態(tài),或者啟動攝像頭時,容易產生嘯叫。在手機中,較典型的一個案例是GSM所用的PA電源,此電源線上的特點是功率波動大、波動頻率為典型的217Hz,落入人耳聽覺范圍內(20Hz~20Khz),當GSM通話時,用于聽診器聽此電源線上的電容,很容易聽到“滋滋”嘯叫音。
電容與直流偏置電壓的關系:***類型電介質電容器的電容與DC偏置電壓無關。第二類型電介質電容器的電容隨DC偏壓而變化,陶瓷電容器允許負載的交流電壓與電流和頻率的關系主要受電容器ESR的影響;相對來說,C0G的ESR比較低,所以可以承受比較大的電流,對應的允許施加的交流電壓也比較大;X7R、X5R、Y5V、Z5U的ESR比較大,可以承受C0G以下。同時由于電容遠大于C0G,所以施加的電壓會比C0G小很多。1類介質電容器允許電壓、電流和頻率的解釋當負載頻率較低時,即使負載的交流電壓為額定交流電壓,當流經電容器的電流低于額定電流時,允許電容器負載額定交流電壓,即平坦部分;MLCC即多層陶瓷電容器,也可簡稱為片式電容器、積層電容、疊層電容等,屬于陶瓷電容器的一種。
陶瓷電容的‘嘯叫’現(xiàn)象,其振動變化只有1pm~1nm左右,是壓電應用產品的1/10到幾十倍,非常小。因此,我們可以判斷這種現(xiàn)象對單片陶瓷電容器及周邊元器件的影響,不存在可靠性問題。MLCC電容器的嘯叫主要是由陶瓷的壓電效應引起的。MLCC電容器由于其特殊的結構,當兩端施加的電場發(fā)生變化時,可以引起機械應力的比例變化,這就是逆壓電效應。當振動頻率落在人的聽覺范圍內時,就會產生噪聲,這種噪聲稱為“嘯叫”。正壓電效應則相反,是在力的作用下產生電場的過程。電容兩極間的絕緣材料,介電常數(shù)大的(如鐵電陶瓷,電解液)適合于制作大容量小體積的電容,但損耗也大。深圳溫度補償型電容廠家
鉭電容: 優(yōu)點:體積小、電容量較大、外形多樣、長壽命、高可靠性、工作溫度范圍寬。深圳溫度補償型電容廠家
用于開關穩(wěn)壓電源輸出整流的電解電容器,要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時仍不呈現(xiàn)上升趨勢。電解電容器ESR較低,能有效地濾除開關穩(wěn)壓電源中的高頻紋波和尖峰電壓。而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現(xiàn)上升趨勢,用于開關電源輸出整流濾波效果相對較差。筆者在實驗中發(fā)現(xiàn),普通CDII型中4700μF,16V電解電容器,用于開關電源輸出濾波的紋波與尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高頻電解電容器的低,同時普通電解電容器溫升相對較高。當負載為突變情況時,用普通電解電容器的瞬態(tài)響應遠不如高頻電解電容器。深圳溫度補償型電容廠家