寄生电容器知识详解
电源纹波和瞬态规格会决定所需电容器的大小,同时也会限制电容器的寄生组成设置。图1显示一个电容器的基本寄生组成,其由等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)组成,并且以曲线图呈现出三种电容器(陶瓷电容器、铝质电解电容器和铝聚合物电容器)的阻抗与频率之间的关系。表1显示了用于生成这些曲线的各个值。当次级绕组相对初级(绕组)绕组以一定角度放置时,产生旋
滤波电容器参数
寄生电容器知识详解
电源纹波和瞬态规格会决定所需电容器的大小,同时也会限制电容器的寄生组成设置。图1显示一个电容器的基本寄生组成,其由等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)组成,并且以曲线图呈现出三种电容器(陶瓷电容器、铝质电解电容器和铝聚合物电容器)的阻抗与频率之间的关系。表1显示了用于生成这些曲线的各个值。当次级绕组相对初级(绕组)绕组以一定角度放置时,产生旋转电场。这些值为低压(1V~2.5V)、中等强度电流(5A)同步降1压电源的典型值。
电容器及其寄生要素在连续同步降1压调节器中形成不同的纹波电压
图3显示了一个深度连续反激或者降1压调节器的波形,其输出电容器电流可以为正和负,而具体状态会不断变化。红色线条清楚表明了这种情况,其电压由这种电流乘以ESR得出,结果则为一种方波。电容器元件的电压为方波的组成部分。它导致线性充电和放电,如蓝色三角波形所示。仅当电流在过渡期间变化时,电容器ESL的电压才明显。不同应用电路中的纹波电流有其具体形态,例如通常认为开关变换器中流过电容器的纹波电流是指直流电流的微小波动。这种电压会非常高,取决于输出电流升时间。请注意,在这种情况下,绿色线条需除以10(假设25 nS电流过渡)。这些大电感尖峰就是在反激或降1压电源中经常出现双级滤波器的众多原因之一。
正确选择电容器组的保护方式,是确保电容器安全可靠运行的关键,但无论采用哪种保护方式,均应符合以下几项要求:
①保护装置应有足够的灵敏度,不论电容器组中单台电容器内部发生故障,还是部分元件损坏,保护装置都能可靠地动作。
②能够有选择地切除故障电容器,或在电容器组电源全部断开后,便于检查出已损坏的电容器。
③在电容器停送电过程中及电力系统发生接地或其它故障时,保护装置不能有误动作。
④保护装置应便于进行安装、调整、试验和运行维护。
⑤消耗电量要少,运行费用要低。
电解电容器性能要求
小体积、大容量
由于电解电容器阳极为腐蚀多孔的阀金属且表面生成一层极薄的介质氧化膜,多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,现代1开关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积,因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。b)双面印刷板上安装电容器时,电容器的安装位置避免多余的基板孔和过孔。
在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:
(1)高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;
(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;
(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。
这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。应对电容器放电3min后,再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。
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