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電源模塊外圍電容該怎樣選型呢?

發(fā)布時(shí)間:2018-07-19 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】伴隨著科技時(shí)代的發(fā)展,模塊電源也越深得市場(chǎng)歡迎,使用模塊電源時(shí),該如何增強(qiáng)模塊電源的穩(wěn)定性和可靠性呢?下面通過(guò)幾個(gè)方面,介紹如何選取外接輸入、輸出電容,以提升模塊電源的使用壽命和整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

伴隨著科技時(shí)代的發(fā)展,模塊電源也越深得市場(chǎng)歡迎,使用模塊電源時(shí),該如何增強(qiáng)模塊電源的穩(wěn)定性和可靠性呢?下面通過(guò)幾個(gè)方面,介紹如何選取外接輸入、輸出電容,以提升模塊電源的使用壽命和整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。
 
在模塊電源的實(shí)際應(yīng)用中,外接輸入、輸出電容的選取往往會(huì)從幾個(gè)方面入手:
  •  電容額定耐壓值。
  •  電容的容值。
  •  電容的使用壽命。
 
下面重點(diǎn)介紹1~2點(diǎn)是如何去選取輸入、輸出電容的。
 
一、從電容的額定耐壓值去選取
 
1、在DC-DC電源應(yīng)用中,外接輸入電容的耐壓值我們一般會(huì)選用1.3-1.4倍耐壓。
 
例如:輸入電壓為48V那我們選用的濾波電容耐壓值就為63V。原因是DC-DC的電源啟動(dòng)電流大,容易導(dǎo)致二次沖擊電壓過(guò)高,從而損壞器件。
 
2、AC-DC整流濾波電容耐壓值選?。涸贏C-DC整流濾波電路中,根據(jù)公式我們能計(jì)算出整流后的理論直流電壓的大小。
 
例如:在輸入90-265Vac的整流電路中,通過(guò)公式計(jì)算可以得出整流后的電壓范圍在127-375Vdc。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們一般會(huì)選取耐壓值在1.1-1.3倍理論計(jì)算電壓值的電容,考慮成本因素有些設(shè)計(jì)者也會(huì)考慮
 
1.0倍理論計(jì)算電壓值的電容。
 
二、從輸入電容的容值選取
 
在許多文獻(xiàn)中,對(duì)于濾波電容 C的選取,多使用經(jīng)驗(yàn)公式,并認(rèn)為濾波電容 C越大越好;在一些濾波電路的維修中,技術(shù)人員經(jīng)常用比原電路容量大的電容來(lái)代替已壞掉的電容。如圖1所示的簡(jiǎn)單整流濾波電路。
 
圖1 輸入、輸出等效電路
 
從理論上講,增大電路中的濾波電容 C容量的確可以使輸出電壓的波形變得更為平滑、起伏更小,但在電路接通瞬間,電路中所產(chǎn)生的沖擊電流因素卻不能被忽略;在一些濾波電路的維修中對(duì)濾波電容的替換也存在沖擊電流的問(wèn)題,在不更換其他元件的前提下,單純提高濾波電容的容量會(huì)使整個(gè)電路的實(shí)際使用壽命大大縮短,甚至燒毀整個(gè)電路。況且,單純地提高濾波電容的容量對(duì)改善輸出電壓的作用也是有限的。做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)外接不同輸入電容的大小啟動(dòng)時(shí)的電流曲線,如下圖所示為輸入外接電容大小與啟動(dòng)電流的關(guān)系曲線。
 

 
由此曲線可以看出外接輸入電容越大,啟動(dòng)電流就越大,伴隨的對(duì)電路中沖擊電流也越大。對(duì)整個(gè)電路的威脅也就越來(lái)越大。
 

 
上圖為外接電容大小不同的啟動(dòng)電流波形。外接電容在一定情況下,啟動(dòng)電流達(dá)到最低值,對(duì)整個(gè)電路的輸入,輸出環(huán)境有很大的改善。當(dāng)外接電容超過(guò)這個(gè)范圍就會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)電流增大,對(duì)其他器件的威脅也就隨之增大,導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的器件損壞。
 
三、輸出電容的選取
 
輸出電容的選取,一般考慮的因素是電源的輸出紋波噪聲和電源的負(fù)載能力(容性負(fù)載)。在成本允許的情況下,很多人都會(huì)認(rèn)為外接輸出濾波電容是越大,可以減小紋波噪聲干擾,對(duì)系統(tǒng)供電更為穩(wěn),這是一種錯(cuò)誤的觀念。
 
輸出濾波的電容的選取,不單單是考慮紋波噪聲因數(shù),還要考慮模塊電源的啟動(dòng)能力和承受輸入沖擊電流的能力。如下圖所示:是致遠(yuǎn)模塊輸出25w的一款產(chǎn)品,在輸出外接大小容值不同情況下的輸入電流波形和輸出紋波噪聲圖。
 

 
外接輸出電容470uf測(cè)試的輸入輸出波形圖
 
外接輸出電容4700uf測(cè)試的輸入輸出波形圖
 
從圖上數(shù)據(jù)可以看出,外接輸出電容容值在一定大小的時(shí)候?qū)y波噪聲起到減小作用,但隨著外接電容的不斷增大紋波噪聲會(huì)處于一個(gè)平衡值。反觀輸入電流波形,在輸出電容增大情況下啟動(dòng)時(shí),輸入電流維持在大電流時(shí)間會(huì)越長(zhǎng)。假如使用的模塊抗輸入沖擊電流小,這樣就可能導(dǎo)致模塊在一定時(shí)間下受沖擊電流過(guò)大而損壞。所以外接輸出電容也不是越大越好,這要根據(jù)模塊的啟動(dòng)能力和承受電流沖擊能力來(lái)選定的。
 
四、小結(jié)
 
在模塊電源的使用過(guò)程中合理外接輸入、輸出電容是對(duì)模塊模塊電容的一種保護(hù),同時(shí)也大大提高了電源的使用壽命,減小了因電源輸入、輸出不穩(wěn)定而帶給整個(gè)工作系統(tǒng)存在的不必要隱患。
 
ZLG致遠(yuǎn)電源模塊的優(yōu)勢(shì): 在我們致遠(yuǎn)電源模塊產(chǎn)品說(shuō)明中,我們都會(huì)給客戶詳細(xì)推薦最為合適的外圍電路和外接電容的容值大小,有效的保證了模塊在應(yīng)用場(chǎng)合下的最佳環(huán)境,同時(shí)也保證了客戶使用的安全性和可靠性。避免了因外接電容選型不對(duì)帶來(lái)給模塊和整個(gè)系統(tǒng)的損失。如下圖所示是致遠(yuǎn)模塊雙輸出的外圍電路推薦圖和外接電容大小值。
 

 
為了進(jìn)一步穩(wěn)定輸入電源,在輸入端增加一電容Cin,若為了進(jìn)一步減小輸出紋波和噪聲,可在輸出端增加一串聯(lián)等效阻抗小的電容Cout,但容值不能超過(guò)該產(chǎn)品的最大容性負(fù)載,否則會(huì)造成電源模塊啟動(dòng)不良。推薦外接電容值,如表1所示。
 
表1 推薦外接電容值
 
 
 

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