Question

如何正确选用开关电源滤波电容

Answer 1

滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。50Hz工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100Hz，充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉冲系数，所选的电容量高达数十万uF，因此普通铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量，损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而开关电源中的输出滤波电解电容，其锯齿波电压频率高达数十KHz，甚至数十MHz，这是电容量并不是其主要目标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗-频率”特性，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。普通的铝电解电容在10KHz左右便开始呈现感性，无法满足开关电源要求。而开关电源专用高频的铝电解电容有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端分别引出作为电容器的负极。电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一正端流向负载，从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端。由于四端电容具有良好的高频特性，为减小输出电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极有利的手段。高频铝电解电容器还有多芯的形式，即将铝箔分成较短的若干段，用多引出片并联连接以减小容抗中的阻抗成份。并且采用低电阻率的材料作为引出端子，提高了电容器承受大电流能力。

Answer 2

滤波电容的选择原则：

1. 滤波电容的电压要大于工作电压50%以上；

2. 滤波电容的容量根据电源输出打电流大小，选择相应容量的电容，开关电源因波形更尖锐，对电容的容量要求更高些；

3. 理论上说电源滤波用电容越大越好；

4. 滤波电容的选取原则是:C≥2.5T/R，其中: C为滤波电容,单位为UF; T为频率, 单位为Hz， R为负载电阻,单位为Ω；

5. 可靠的做法是将一大一小两个电容并联，小电容滤高频波，大电容滤低配，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波；
   

6. 电容的体积在安装范围内。容量越大，滤波效果越好，体积也越大；

7. 滤波电源一般为电解电容，如果铝或钽电解，性能好的可选择钽电解。