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开关电源如何选择电容?

2013-02-27 10:02
月城清浅
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  开关电源用于对这些电源进行控制,由于具有显著优点,开关电源已成为大部分电子产品的标准电源。电容可用来减少纹波并吸收开关稳压器产生的噪声,它还可以用于后级稳压,提高设备的稳定性和瞬态响应能力。电源输出中不应出现任何纹波噪声或残留抖动。这些电路常采用钽电容来降低纹波,但钽电容有可能受到开关稳压器的噪声影响而产生不安全的瞬变现象。

  为保证可靠工作,必须降低钽电容的额定电压。例如,额定值为10uF/35V的D型钽电容,工作电压应降低到17V,如果用在电源输入端过滤纹波,额定35V钽电容可在高达17V的电压导轨上可靠地工作。

  高压电源总线系统一般很难达到额定电压降低50%的指标。这种情况限制了钽电容用于电压导轨大于28V的应用。目前,由于钽电容需要被降额使用,高压滤波应用唯一可行的办法是采用体积较大且带引线的电解电容,而不是钽电容。

  新型钽电容

  为解决降低额定电压的问题,Vishay研发部门开发出了具有更高额定电压等级的新系列SMD固体钽电容器,额定电压高达75WVDC.50V额定电压电容在28V以及更高电压导轨中的应用引起了设计人员的担心,而采用Vishay新型的63V和75V钽电容,可达到额定电压降低50%的行业认可安全指标。电介质成形更薄、更一致,使SMD固体钽电容的额定电压能够达到75V,从而实现了提高额定电压的技术突破。成形工艺中对多道工序进行了改进:降低了成形加工过程中产生的机械应力集中,降低了电容成形过程中电解液的局部过热,提高了电介质成形过程中电解液浓度和纯度的一致性。新型电容T97系列的额定电压达75V,83系列达63V.

  无线感应耦合充电

  大量的感应充电器采用返驰式转换器。感应充电为医疗设备电池提供充电电能,同时,感应充电器也被用于大量的便携式设备(如牙刷)中。

  缩小充电电池尺寸有助于减小采用无线感应充电电路的植入式医疗设备的体积。无线感应充电器可为设备上安装的微小薄膜(如Cymbet EnerChip)充电式储能器件安全地充电。感应充电器采用了并联LC(电感、电容)谐振储能电路的工作原理。图1所示为Cymbet公司的CBC- EVAL-11 RF感应充电器评估套件。

  Vishay 595D系列1000uF钽电容被用作Cymbet接收电路板的C5电容,为无线电发射等负载提供脉冲电流。此款感应充电器的输入与输出之间具有良好的隔离,这是医用设备的重要要求。

  在一些电压较高的感应充电器应用中,需要采用高压稳定的电容作为谐振电容。由于感应充电器的初级线圈需要采用交流电压驱动,因此必须对电容进行相应的调整。感应充电器需要具备高击穿电压(VBD)性能,同时,某些应用中还需要防护高压电弧放电。为避免电弧放电,电路板一般敷有保护涂层,或者通过合理安排元器件布局达到高压侧与电路板其他部分隔离的效果,等。但这种方法往往需要很大的电路板空间,因为高压电路通常采用体积较大的引线型通孔插装电容。

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