开关电源中电容快速选型的技巧

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开关电源电容选择计算方法

开关电源电容选择计算方法

开关电源电容选择计算方法选择开关电源的电容时,需要考虑以下几个因素:工作频率、负载要求、稳压要求、体积和成本。

第一步:确定工作频率工作频率对电容的选择非常重要,因为电容器的容性会随频率的变化而变化。

通常,电容的容性与频率成反比,因此在高频范围内选择合适的电容值非常关键。

第二步:计算负载要求负载要求包括负载电流和纹波电流两个方面。

负载电流是指电容器需要提供给负载的电流,而纹波电流是指从电容器流过的交流电流。

负载电流通常可以从电路图或负载手册中获取,纹波电流则可以通过计算或测量获得。

根据负载电流和纹波电流的数值,可以计算所需的最小电容值。

一般来说,较大的负载电流和纹波电流需要更大的电容值才能满足系统要求,而较小的负载电流和纹波电流则可以选择相对较小的电容值。

一般的经验法则是,选择的电容值应该大于所需电容值的两倍。

第三步:考虑稳压要求稳压要求是指在负载变化或输入电压变化时,输出电压的稳定性。

稳压要求一般通过纹波电压来衡量,即输出电压的波动幅度。

如果稳压要求较高,则需要选择较大容值的电容器。

一般来说,电容器的容值越大,输出电压的稳定性越好。

但是,较大的电容值通常会增加系统的体积和成本,因此需要在稳压要求和系统成本之间进行权衡。

第四步:考虑体积和成本电容器的体积和成本是选择电容值时需要考虑的重要因素。

较大的电容值通常会增加系统的体积和成本,因此需要根据系统的要求和预算来选择合适的电容值。

此外,还需要考虑电容器的封装形式和温度特性,因为这些因素也会影响系统的体积和成本。

总之,选择开关电源的电容时需要考虑工作频率、负载要求、稳压要求、体积和成本等因素。

根据这些因素的要求和约束,可以计算出所需的最小电容值,并在此基础上进行合理的选择。

在选择电容器时,还需要考虑电容器的封装形式、温度特性和可靠性等因素,以确保系统的性能和可靠性。

如何选择合适的电容值

如何选择合适的电容值

如何选择合适的电容值在电子电路设计中,电容是一种重要的电子元件,它具有储存电荷和滤波的功能。

电容器所能储存的电荷量取决于其电容值的大小。

因此,在电子电路中选择合适的电容值非常重要。

本文将探讨如何选择合适的电容值,并介绍一些常见的选择方法。

一、了解电容值的基础知识电容的单位是法拉(F)。

常用的电容值通常以微法(F)为单位,即10的负六次方法拉。

我们常见的电容值包括皮法(PF)、纳法(NF)、微法(μF)和毫法(mF)。

在电子电路中,一般使用微法或毫法级别的电容。

二、根据需求选择电容值选择合适的电容值应根据实际需求来确定。

以下是一些常见的选择方法:1. 容量大小与电压跌落关系在直流电源滤波电路中,电容器主要用于平滑输出电压,减小电压的波动。

电容的容量大小与电压跌落之间有一定的关系。

如果电流变化较大或者需要较小的电压跌落时,应选择较大容量的电容。

2. 应用频率电容器具有阻挡直流信号通过、允许交流信号通过的特性。

当电路中有高频分量时,电容的阻抗会变小。

因此,在高频电路中,需要选择具备较小电容值的电容。

3. 特殊电路要求不同的电子电路对电容值的要求也不同。

例如定时电路中需要使用电容器充放电来实现时间延迟,此时需要根据设计要求选择合适的电容值。

三、参考现有电路设计在电子电路设计中,可以参考现有的电路设计来确定合适的电容值。

可以通过查阅相关的电子电路手册、参考书籍或者在电子论坛上寻求帮助,了解电路设计中常用的电容值。

四、试验法确定电容值在一些特殊情况下,可以通过试验法来确定合适的电容值。

通过在电路中逐步增加或减小电容值,并测试电路性能,来找到最合适的电容值。

五、总结与建议在选择合适的电容值时,我们需要根据电路需求来确定容量大小。

考虑电压跌落、频率特性以及特殊电路要求。

同时,参考现有电路设计和试验法也是选取合适电容值的有效方法。

最终,我们应根据具体情况进行选择,并通过实际测试验证电容值的适用性。

电容作为电子电路中重要的元件之一,选择合适的电容值对于电路性能的稳定性和工作效果具有重要意义。

开关电源电容选择计算方法

开关电源电容选择计算方法

开关电源电容选择计算方法开关电源的寿命很大程度受到电解电容的制约,而电解电容的寿命取决于其内核温升。

本文从纹波电流计算、纹波电流实测、电解电容选型、温度测试方法、寿命估算等方面,对电解电容作了全面的分析。

纹波电流产生的热量引起电容的内部温升,加速电解液的蒸发,当容值下降20%或损耗角增大为初始值的2~3倍时,预示着电解电容寿命的终结。

通过检查电容器上的纹波电流,可预测电容器的寿命。

本文以连续工作模式的反激变换器输出电容分析为例,重点从纹波电流角度全面分析电解电容的选型与寿命。

1、纹波电流计算假设已知连续工作模式的反激变换器,其输出电流Io 为1.25A,纹波率r为1.1,占空比D为0.62,开关频率为60kHz,由此可以计算次级纹波电流ΔIo和有效值电流Io.rms。

次级纹波电流ΔIo:有效值电流Io.rms:最终得到流过输出电容的纹波电流:图1直观的显示了该电容的纹波电流波形:图1 纹波电流波形2、电解电容选型由上述计算分析得到流过电容的纹波电流为1.72A,综合考虑体积和成本,选择了纹波电流为1.655A的电解电容。

该纹波电流需在电源开关频率下选择,如下列图某厂家电容手册的纹波电流有频率因子,不同频率下的纹波电流不同。

高频低阻电容均会给出100kHz下的纹波电流,本设计开关频率为60kHz,频率因子为0.96~1之间,在此取1即可。

图2 电容纹波电流频率因子注:纹波电流还有一个温度系数,例如105℃电容,在85℃环境温度下,允许的最大纹波电流约为额定最大纹波电流的1.73倍,该参数一般不在电容手册中表达。

3、纹波电流实测测试电解电容纹波电流时,需将电容引脚穿入电流探头中,通过示波器可读得交流有效值。

本设计实例的纹波电流测试结果如图3所示,示波器读得有效纹波电流为1.64A,与理论设计接近。

因此理论计算具有较大的工程指导意义。

图3 实测电容纹波电流4、温度测试方法测量容体表面温度Ts:需在电容器侧面的中间位置开展,如果由于外部影响导致电容器表面温度不均匀、不稳定,需综合测量电容器表面4个点的温度,再取平均值。

如何选择电容选择

如何选择电容选择
开关电源中电容器的选择
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一、电容器的基本原理
结构 :电容器的基本结构是
由两块导体极板,中间隔离有 不同的电介质(绝缘体)组成 。其符号如图(b)所示。
充电:当两个端子接到电源
时,电源正极将相连极板电子 吸走,留下正电荷;而负极向 另一极板同时送人相等电子。 在外电路形成电流。直到极板 电压等于极板两端电压。
ESR:引线、焊接和介质极化损耗。介 质损耗与温度和频率有关。 ESL:引线、电容极板结构有关。 RS:泄漏电阻,一般很大 损耗系数:容量>1F,用120Hz;<
DF RESR R C tan ESR 10000 1000 C 10000
1F ,用1kHz。C(F),DF(%)
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各种电容引线结构典型ESL
• SMT元件典型值在2~8nH。径向引线型电 容在10nH~30nH,螺旋端子电容 20~50nH,轴向引线型低于200nH。出头 位置和固有电感,
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4. 纹波电流和dv/dt定额
电容温升是ESR损耗引起的。为了保证电容的寿 命,电容规定了允许纹波电流值,而有些电容规 定了电压变化率,即dV/dt,一般用V/μs表示。决 定此电容脉冲电流(CdV/dt)能力。
容量标注在外壳上,测试条件为25C,>1μF 测试频率为 120Hz, 1μF >C>1nF 测试频率为1kHz
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2.电压定额
电容器介质中的电场强度大于它的允许电场强度,这是 绝缘介质中的电子被拉出来,产生雪崩效应,引起介质 击穿。额定电压一般比击穿电压低。高电压定额的电容 需要更厚的介质,比低电压体积大。 额定直流电压:电容两极能施加的最高直流电压。 额定交流电压:受损耗限制,一般比直流电压低得多。 并随频率增加允许交流电压降低。

开关电源电容如何选取(经典)

开关电源电容如何选取(经典)

本文主要是通过纹波电流的计算,然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度,在得到中心点温度后,也就是得到电容的工作点最高的问题后,通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。

首先,电容等效成电容、电阻( ESR )和电感( ESL )的串联。

关于此请参考其他资料,接下来演示电容寿命计算步骤:1 、纹波电流计算,纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数,在设计电容时候,我们必须首先确定下来电流的纹波大小,这和设计规格和具体拓扑结构相关。

铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压,我们在选择好具体拓扑结构后,根据规格要求得到最小的电容值:控制某一纹波电压所需的电容容值为:P: 负载功率(单位 W )注意:这是应用所需要的最小电容容值。

此外,电容容值有误差,在工作寿命期内,容值会逐步降低,随着温度降低,容值也会降低。

必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。

可以首先计算出电容的充电时间。

f main是电网电流的频率。

电容的放电时间则为:充电电流的峰值为dU 是纹波电压( U max – U min)则充电电流有效值:接下来计算放电电流峰值和有效值。

最后计算得出:整流模块后纹波电流:这个有效值只是纹波电流的计算式,在复杂的市电输入的情况下,我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值,也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加,才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波,也就是需要将电流傅立叶分解。

2 、计算功率损耗在得到纹波电流后,我们可以计算各阶电流的纹波损耗,然后将各阶纹波求和:3 、计算电容中心点温度得到功率损耗后,我们由电容的热等效模型(参考其他资料)计算中心点温度:其中:Th 电容为电容中心点温度 , 为电容最高温度,其值直接影响到电容寿命,是电容寿命计算公式中的重要参数。

Rth 为电容的热阻,其值和风速等有关 ,Ta 表示电容表面温度。

P Loss 为纹波电流的中损耗。

4 、计算电容寿命得到电解电容中心点最高温度后,我们可以计算电容的寿命,各个电容生产厂商会有不同的电容寿命的计算参数,也有不同的电容寿命修正值,现我们介绍阿列纽斯理论来计算电容寿命,其公式是说,电容工作没下降 10 度,其寿命增加一倍,反过来也就是电容温度升高 10 度,电容寿命减小一倍:Lop 为电容工作寿命,即设计寿命Lo 为电容在最大温度时的寿命Tmax 为电容的最大工作温度,在电容的说明书上会有电容的最大温度值Th 为电容的实际工作时候的温度,也即以上计算出来的电容中心点温度。

开关电源滤波电容的选择

开关电源滤波电容的选择
此外,还有一种将四端和叠片相结合的四端叠片式高频电解电容器,它综合了两者的优点,高频特性更佳
高频铝电解电容器还有多芯的形式,它将铝箔分成较短的若干小段,用多引出片并联连接以减小容抗中的电阻成份,同时,采用低电阻率的材料并用螺杆作为引出端子,以增强电容器承受大电流的能力。
叠片电容也称为无感电容,一般电解电容器的芯子都卷成圆柱形,等效串联电感较大;叠片电容的结构和书本相仿,因流过电流产生的磁通方向相反而被抵消,因而降低了电感的数值,具有更为优良的高频特性,这种电容一般做成方形,便于固定,还可以适当减小占机体积。
在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,其上锯齿波电压的应用时不同,电容量并不是主要指标,衡量它好坏的则是它的阻抗一频率特性,要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等的阻抗,同时,对于电源内部,由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声,亦能有良好的滤波作用,一般低频用普通电解电容器在10千赫左右,其阻抗便开始呈现感性,无法满足开关电源使用要求。
许多电子设计者都知道滤波电容在电源中起的作用,但在开关电源输出端用的滤波电容上,与工频电路中选用的滤波电容并不一样,在工频电路中用作滤波的普通电解电容器,其上的脉动电压频率仅有100赫芝,充放电时间是毫秒数量级,为获得较小的脉动系数,需要的电容量高达数十万微法,因而一般低频用普通铝电解电容器制造,目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切什以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。
开关稳压电源专用的高频铝电解电容器,它有四端个子,正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极,负极铝片的两端也分别引出作为负极。稳压电源的电流从四端电容的一个正端流入,经过电容内部,再从另一个正端流向负载;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。

开关电源输入电路电阻电容解读——这篇宝藏小文档难能可贵(民熔)

开关电源输入电路电阻电容解读——这篇宝藏小文档难能可贵(民熔)

开关电源输入电路电阻电容经验汇总一、放电电阻放电电阻R1的选择原则是:在容许的情况下,阻值越小越好,以给X电容容量的选择留下足够的空间。

R1的选择还应考虑耐压(通常选金属氧化膜电阻,电压按0.75降额)和功耗(按额定功率的0.6降额)。

假设,所选电阻的额定功率为Pr,承受的最高输入电压有效值为Vinmax,则有:R1> (Vinmax)2/(0.6×Pr)(1)如:设Pr=2W,Vinmax=300V,则R1>75K,可取R1=100K。

R1的另一限制是:其承受的瞬时功耗不能超过额定功率的四倍。

R1承受的瞬时最大功耗与浪涌或雷击经过防护电路后的残压有关。

设残压为1200V,则R1还应满足:R1> 12002/(4×Pr)(2)将Pr=2W代入上式得R1>180K,所以取R1=100K不满足这一条件,综合考虑应取R1=200K较合理。

在此要注意:从放电电阻R1承受的瞬时功耗方面考虑,R1的位置也很重要,放在最前面显然不合适,放在中间某一位置或后面较好。

如果想要将R1进一步减小,可采用两个或多个电阻并联的形式,这可根据具体情况而定。

对于50A单体采用两个电阻并联,则放电电阻为R1=100K。

二、 X、Y电容1 、X电容(1)X电容容量的选定X电容容量的选择受到放电时间的限制,根据安规要求,断电后输入端口电压放电到安全电压峰值42.4V的时间不超过1S,可根据下面的经验公式估算:设Cx为所有X电容的总和。

Cx<1/(2.2×R1)(2)将R1=100K代入上式得:Cx<4.5uF,可取Cx=4.4uF,X电容共有两个,每个X电容的容量为2.2uF。

(3)X电容的耐压要求X电容的选择还要考虑耐压能力(按额定电压的0.6降额):由于X电容靠近电源线输入端,所以必须具备承受瞬时高电压(高达1200V)的能力。

(4)X电容的频率特性(低的ESR和ESL):对同样材质的电容器,容量越小,频率特性越好。

开关电源中滤波电容的选择方式

开关电源中滤波电容的选择方式

开关电源中滤波电容的选择方式、计算公式和注意事项
滤波电容在开关电源中非常重要,但是如何选择和使用滤波电容,特别是输出滤波电容的选择和使用特别关键。

开关电源中滤波电容的选择:
1. 一般情况下,滤波电容耐压越高越安全,但是意味着体积也就越大,同体积的话,耐压越高容量就越小。

所以,考虑实际情况发热话,滤波电容的耐压一般选取大于工作电压1.5倍左右就行。

2. 滤波电容的容量根据电源输出的电流大小,选择相应容量的电容。

理论上也是容量越大越好,但是实际上也不是这么回事(物极必反吧)。

a、电容容量越大,体积也就越大,开机冲击电流和冲击电压会很大,电源的待机功耗也就增加,
3. 开关电源波形更尖锐,对电容的容量要求要大些。

4. 滤波电容的通用选取原则是: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;(这只是一般的选用原则,在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R)
5. 现在有很多计算人员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,大小电容一般要求相差两个数量级以上,这样的话可以获得更大的滤波效果。

6. 滤波电源一般为电解电容,比如说铝电解电容和钽电解电容,要求高的可选择钽电解电容。

电容器的选型方法是什么?

电容器的选型方法是什么?

电容器的选型方法是什么?
电容器的选型方法主要包括以下步骤:
根据电路要求选择电容器种类:根据使用频率的高低选择合适的电容器种类,如叠层陶瓷电容器、固体钽电容器、液体铝电容器等。

根据环境温度变化要求选择合适的电容器,如固体钽电容器在高温下性能较好,而液体铝电容器在低温下性能较好。

根据电路要求选择电容器容量:根据电路要求的容量及允许偏差、额定电压等要求选择合适的电容器。

根据电路要求选择电容器工作电压:根据电路要求的电压及耐压能力选择合适的电容器,确保电容器的工作电压不高于其额定电压,同时留有一定余量。

根据电路要求选择电容器绝缘电阻和介质损耗:根据电路要求选择绝缘电阻大、介质损耗小的电容器,以确保电容器具有较高的绝缘性能和较低的能量损耗。

根据电容器工作环境选择电容器:根据电容器的工作环境选择合适的电容器,如在高湿环境下应选择密封性能好的电容器,在强磁环境下应选择铁芯电容器等。

考虑电容器的耐纹波能力:对于在滤波电路中使用的电容器,需要考虑其承受一定频率和幅值的交流电压和交流电流导致的发热冲击。

综上所述,电容器的选型需要考虑电路的要求、环境因素以及电
容器的性能参数等因素,根据具体的应用场景和需求进行合理选择。

开关电源中各类电容的正确选择方法

开关电源中各类电容的正确选择方法

开关电源中各类电容的正确选择方法深圳市森树强电子科技有限公司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。

大电容是退耦电容,即相当于给下级IC提供了一个电荷水池,大电容电压不突变,所以,如果下级IC的IO口转换剧烈,需要大电流时,从退耦电容中提取电流,不会拉低开关电源电压,从这个意义讲,大电容免除下级IC对电源的影响。

小电容是作用正好相反,是滤波电容,即电源电压通过整形滤波之后出来的电压仍不可避免的有各次波谐波分量,即有交流分量,所以小电容是免除电压波动对下级IC的影响的。

1、EMI滤波电容的选择能滤除电网线之间的串模干扰的电容器,称作“X电容”(一般选择X2,常用容量范围是1nF~1uF,并联在电网之间)能滤除由一次绕组、二次绕组耦合电容产生的共模干扰电容器,称作“Y 电容”,一端接一次侧直流高压,另一端接二次侧公共端(用于滤除10~200MHz 频段的高频干扰,因此需要用短引线连接,常用容量范围是1~2.2nF 耐压值一般不低于1.5kV)2、旁路电容和去耦电容去耦电容在集成电路的电源和地之间有两个作用:2.1、旁路掉该器件的高频噪声。

(数字电路中典型的去耦电容值是0.1uF,最好不用电解电容,去耦电容的选用经验算法:C=1/F,即10MHz 取0.1uF,100MHz 取0.01uF)在电子电路中,旁路电容和去耦电容都是起到抗干扰的作用,因为电容处的位置不一样,称呼也就不一样了。

如何为开关电源选择贴片电容

如何为开关电源选择贴片电容

如何为开关电源选择贴片电容
滤波贴片电容在开关电源中起着非常重要的作用,是开关电源电路必不可少的电子元件,如何正确选择滤波贴片电容。

开关电源中的输出滤波贴片电容器,其锯齿波电压频率高达数十kHz,甚至是数十MHz,这时电容量并不是其主要指标,衡量电容优劣的标准是“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。

普通电容是无法满足开关电源的使用要求,所以现目前都是在用贴片电容。

在开关电源中如何对电解电容器做出正确的选择

在开关电源中如何对电解电容器做出正确的选择

在开关电源中如何对电解电容器做出正确的选择
电解电容种类的了解
电解电容器种类繁多,因此我们首先要对电容种类有个大概的了解,这样的话在选择电解电容的时候会有助于我们对电容种类的快速筛选。

电解电容分为直插导针型电解电容器,牛角电解电容还有贴片电解电容器等。

电容关键参数的认识和了解
我们必须要了解电容的内在关键参数,才能快速的选型,所有的电解电容的关键参数都是一样的,包括容值、耐压值、误差,电解电容温度系数,电容的ESR等
开关电源中电容的选型还要了解使用环境
电解电容的使用环境还分电路内部环境和电路外部环境,电路内部环境包括频率、电压值、电流值、电容在电路中的主要作用等;根据电路频率可以确定电容种类;根据电压值可以确定选型电容的耐压值;在电路中的主要作用可以用来参考选型电容的容值等;根据电路外部使用环境对电容进行选型,产品工作的环境温度,安规要求等,都可以用来缩小电容选择范围。

滤波电路电容选择,根据电路中电容两端电压确定耐压值,如输出电压12V,就不能选择10V或是6.3v耐压值的电容,电路中最大电流可以用来确定容值,电流大需要得到更小纹波,就要选择大容量的电容。

汽车级电源使用电容选型举例
汽车级电源电容选型就涉及到使用环境对电容的筛选,汽车级电源工作环境温度较一般的工业级电源要求高,工作温度要求达到125℃,所以电容选型是要选择温度特性好、耐高温、安规性能好的电容。

电解电容的选用技巧无非就是了解常用的几种电容特性以及电容在电路中的应用环境、产品使用环境特性。

除此之外我们在选择电解电容器的时候还要关心他的品质和价格,在国内用的比较好的电容有CAPXON/丰宾、万裕、艾华、江海、KFSON/康富松等可供参考。

电容式开关的选用方法

电容式开关的选用方法

电容式开关的选用方法
电容式开关是一种常用的电子元件,用于控制电路的开关操作。

在选择电容式
开关时,需要考虑一些关键因素,以确保其能够正常工作并满足设计要求。

以下是选用电容式开关的方法和注意事项:
1. 电容值选择:电容式开关的最重要参数之一是电容值。

电容值决定了开关的
响应速度和电路的功耗。

一般来说,电容值越大,开关的响应速度越快,但功耗也会相应增加。

因此,在选择电容式开关时,需要根据具体的应用要求来确定合适的电容值。

2. 工作电压:另一个重要的考虑因素是电容式开关的工作电压范围。

确保选用
的电容式开关的工作电压能够覆盖电路中的电压范围,以避免电容式开关在工作时被损坏。

3. 负载电流:电容式开关的负载电流也是一个关键参数。

根据电路中的负载电
流大小来选择合适的电容式开关,确保其能够正常工作并不会受到电流过载的影响。

4. 耐久性和稳定性:电容式开关的耐久性和稳定性是选用时需要考虑的因素之一。

选择质量好、经久耐用的电容式开关,可以确保电路的稳定性和可靠性。

5. 封装和安装方式:最后,还需要考虑电容式开关的封装和安装方式。

根据电
路的设计和安装环境来选择合适的封装类型和安装方式,以确保电容式开关能够有效地工作。

总的来说,选用电容式开关时需要考虑电容值、工作电压、负载电流、耐久性
和稳定性、封装和安装方式等因素。

通过仔细选择合适的电容式开关,可以确保电路的正常工作和长期稳定性。

希望以上内容对您选用电容式开关有所帮助。

开关电源的设计与电容选择知识.

开关电源的设计与电容选择知识.
一个400V/100μF爪式引脚电解电容器允许流过的纹 波电流在0.5~0.7A左右,其额定纹波电流承受值 仅能满足60W以下的开关电源的滤波要求; 一个400V/470μF爪式引脚电解电容器允许流过的纹 波电流在1.7A左右,仅能满足150W以下的开关电 源的滤波要求; 对于220V输入电压等级,按1 μF/ W的选择将不能 满足电容器所能承受的纹波电流要求,至少要达 到3μF/ W 。 也可以采用多只小电容量电容器并联来满足纹波电 流要求。例如3只400V/100μF爪式引脚电解电容 器的纹波电流承受能力将比400V/470μF爪式引脚 电解电容器大。
影响铝电解电容器寿命的的因素 (应用条件)
高温缩短铝电解电容器寿命 高纹波电流缩短铝电解电容器寿命 工作电压过高缩短铝电解电容器寿命
二、影响铝电解电容器寿命的 参数与应用条件
工作电压与漏电流的关系
工作电压与漏电流的关系
CDE生产的450V/4700μF/85℃铝电解电容器 的漏电流与施加电压的关系
按寿命小时数铝电解电容器可以分为: 一般用途(常温,3年以内):1000小时 一般用途(常温,希望比较长的时间): 2000小时以上 工业级:更长的寿命小时数
影响铝电解电容器寿命的的因素 (温度2)
温度每升高10℃,寿命小时数减半
影响铝电解电容器寿命的的因素 (电解液)
电解液的多与寡决定铝电解电容器的寿命
(三) 工频输入整流滤波电 容器的选择
从整流滤波角度考虑滤波电容器
整流滤波所需要的电容量; 对于一般的开关电源对整流输出电压纹波电 压要求考虑: 220V交流输入条件下,需要滤波电容器为 1μF/ W ; 85~264V交流输入条件下,需要滤波电容器 为3μF/ W 。
滤波电容器吸收的纹波电流

开关电源输出滤波电容越大越好如何选择开关电源输出滤波电容电源

开关电源输出滤波电容越大越好如何选择开关电源输出滤波电容电源

开关电源输出滤波电容越大越好?如何选择开关电源输出滤波电容 - 电源通常认为开关电源的输出滤波电容越大越好,其实这种观点是不全面的,影响开关电源直流电压输出品质的最重要参数其实是电容的ESR 值。

电容的ESR是指电容的等效串联电阻或阻抗。

抱负的电容器是没有电阻的。

但是实际上,任何电容都有电阻,这个电阻值和电容的组成材料、结构有关系。

在开关电源技术大规模应用之前,普遍接受线性电源,电源电路都工作在低频直流状态,通过滤波整流电路把沟通转换成直流。

在低频直流电源中,电容的容量对滤波效果起打算作用,电容的串联阻抗作用可以忽视。

但是低频电源效率低,体积大的缺点格外明显。

由于电子技术的进步,近二十年来渐渐进展了脉宽调制的高频开关电源技术,大大地提高了电源的转换效率,也减小了电源的体积。

开关电源的工作频率越高,电源的体积就越小。

开关电源的工作频率从几十KHz到几MHz不等。

在开关电源中,电容的ESR直接影响到电容的效果,它比电容器的容量还重要,事实上我们所说的电容器的容量一般都是在120Hz下测量的值,当工作频率提高时,电容容量会急剧降低,甚至根本不能起到电容的作用。

一般而言,应当选择ESR相对较小的电容。

在不同类型的电容中,以电解电容的ESR通常最大,钽电容次之,陶瓷电容最佳。

当然,即使是电解电容中,也分一般电解电容和低ESR的电解电容。

用在开关电源输出滤波的应当接受低ESR的电解电容。

在修理中,假如用一般电解电容替换低ESR的电解电容,开关电源可能短时间能工作,但是寿命确定不长。

弄不好,电容很快由于损耗太大而爆裂甚至爆炸,所以更换电容应当当心。

同样容量同样耐压的电解电容,体积大的往往ESR小。

同样容量不同耐压的电解电容,耐压高度往往ESR小。

同样耐压同样容量的电容,105度比85度的ESR要小。

当然,这也不是确定的,对于同一厂家同一系列的电解电容,基本上成立。

抱负的的电容器,本身不会产生任何能量损失,在实际应用中,由于生产电容的材料有电阻率,电容的绝缘介质有损耗,这个损耗可以等效为一个电阻跟电容串联在一起,称为电容的等效串联电阻,英文简称ESR,是Equivalent Series Resistance的缩写。

电容器选型七要素

电容器选型七要素

电容器选型七要素作为一种储能和滤波元件,电容器用途广泛,门类也极其众多。

大致可以分为:陶瓷电容,钽电容,铝电解电容,薄膜电容,超级电容,氧化铌电容等等。

以下为大致的一些选型思路,仅供大家参考。

1.依据使用频率的凹凸选择电容器种类;假如某电路的工作频率特别高,超过MHZ, 而且电路信号强度较弱,此时,叠层陶瓷电容器是最佳的选择. 尽管都是滤波和储能充放电, 在工作频率肯定时,得考虑到不同种类的电容器的频率特性是否与电路工作频率相符,由于不同种类电容都有自己合适的使用频率范围,全部的电容,随工作或测试频率的增加.电容值会渐渐降低,损耗也会渐渐增加. 假如工作频率在中频率段以下,对电容器在不同温度下的参数值全都性要求较高, 那么选择固体钽电容可能较合适. 有时候,你必需对它们的性能特点有所取舍, 首先肯定得清晰某种电容器的哪一方面特点是自己必需选择它的理由.2.依据环境温度变化要求选择电容器种类;目前,电容器中温度特性最好的是固体钽电容器, 某些高压固体钽电容器在-55-+125度的温度区间里容量的变化率可以达到-3-+5%以内. 对于航空和宇航电路, 电容器必需具有特别精彩的温度特性才可以达到使用要求.电容温度特性从好到差的排名大致为:钽电容器≥NPO型陶瓷电容器≥固体铝电容器≥液态钽电容器≥云母电容器≥叠层陶瓷电容器[MLCC]≥液体铝电容器。

3.依据输入功率和输出功率大小选择电容器;在用电量特别小,工作频率特别高的手机类电子产品上时,即使是漏电流偏大,而ESR较低,产品一般也很难消失质量问题. 除非是电容器本身就是废品. 当使用在输入和输出功率都较高的电路中时,如电源滤波和放电电路, 电容器不光需要有更低的ESR,还必需具有特别低的漏导电流,否则会导致击穿概率增加和输出的功率波形不能满意要求.由于不同种类电容器的体积电容量不同,因此,设计时必需依据输出功率需求选择足够容量和耐压的电容器.4.依据沟通纹波大小来选择电容器;使用在滤波电路中时,电容器须承受肯定频率和肯定幅值的沟通电压和沟通电流导致的发热冲击.同时,电容器必需承受在开关的瞬间不行避开的直流高电压大电流浪涌. 使用在此电路的电容器, 必需选择规格和种类合适的电容器. 假如只是考虑到直流耐压足够是远远不够的,同时,你必需考虑到不同电容器具有不同的耐纹波力量. 电容器耐纹波力量的排序见下:MLCC≥卷饶式涤纶电容器≥片式氧化铌电容器≥高分子片式钽电容器≥高分子固体片式铝电容器≥以二氧化锰为阴极的片式钽电容器≥液体铝电容器≥液态钽电。

电源设计中的电容选用规则

电源设计中的电容选用规则

电源设计中的电容选用规则电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。

作为一款优秀的设计,电源设计应当是很重要的,它很大程度影响了整个系统的性能和成本。

电源设计中的电容使用,往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。

一、电源设计中电容的工作原理在电源设计应用中,电容主要用于滤波(filter)和退耦/旁路(decoupling/bypass)。

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。

根据观察某一随机过程的结果,对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。

滤波一词起源于通信理论,它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。

“接收信号”相当于被观测的随机过程,“有用信号”相当于被估计的随机过程。

滤波主要指滤除外来噪声,而退耦/旁路(一种,以旁路的形式达到退耦效果,以后用“退耦”代替)是减小局部电路对外的噪声干扰。

很多人容易把两者搞混。

下面我们看一个电路结构:图中电源为A和B供电。

电流经C1后再经过一段PCB走线分开两路分别供给A和B。

当A 在某一瞬间需要一个很大的电流时,如果没有C2和C3,那么会因为线路电感的原因A端的电压会变低,而B端电压同样受A端电压影响而降低,于是局部电路A的电流变化引起了局部电路B 的电源电压,从而对B电路的信号产生影响。

同样,B的电流变化也会对A形成干扰。

这就是“共路耦合干扰”。

增加了C2后,局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候,电容C2可以为A暂时提供电流,即使共路部分电感存在,A端电压不会下降太多。

对B的影响也会减小很多。

于是通过电流旁路起到了退耦的作用。

一般滤波主要使用大容量电容,对速度要求不是很快,但对电容值要求较大。

如果图中的局部电路A是指一个芯片的话,而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。

而如果“局部电路A”是指一个功能模块的话,可以使用瓷片电容,如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容(前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容)。

高效率开关电源设计12-开关电源中的电解电容器的选择与应用

高效率开关电源设计12-开关电源中的电解电容器的选择与应用

常规电解电容器存在的问题
低铝电解电容器的提出: 常规铝电解电容器的太高,以1000μ16V铝电解 电容器为例,其大约为0.25Ω,在50时的容抗为 3.18mΩ,远低于值,从滤除交流成分角度考虑, 电解电容器已经成为“电阻”,决定滤波效果将 不再是电容量而是!
针对上面问题,低铝电解电容器和钽电解电容器 问世。
到滤波电容器上,因此,滤波电容器上的 峰值电压将不只是上述的2.59V、3.60V、 4.50V。
电压波形如图
第二极低通滤波器的设计与参数选 择
第二级需要考虑的是如何将不能满足要求 纹波电压经过滤波使其满足要求。通常滤 波电感可以选择30~100μH,输出滤波电容 器不仅要考虑输出纹波电压是否可以满足 要求,还要考虑抑制负载电流的变化,在 这里可以选择1000μ25V 。
应用铝电解电容器必须考虑的问题
铝电解电容器的失效
一、铝电解电容器失效的最主要 原因
电解液干涸!
1、电解液干涸的原因
电解液自然挥发 电解液的消耗
电解液自然挥发
电解液的挥发速度随温度的升高 电解液的挥发速度与电容器的密封质量有 关,无论在高温还是在低温条件下都要有 良好的密封性
电解液的消耗
漏电流所引起的电化学效应消耗电解液 铝电解电容器的寿命随漏电流增加而减少 漏电流随温度的升高而增加: 25℃时漏电 流仅仅是85℃时漏电流的不到十分之一 漏电流随施加电压升高而增加:耐压为 400V的铝电解电容器在额定电压下的漏电 流大约是90%额定电压下的漏电流的5倍。
五、铝电解电容器的失效
铝电解电容器的时效可分为正常失效和早期失效。 正规铝电解电容器厂商出品的铝电解电容器可以 不考虑早期失效,在正常应用条件下,一般可以 全寿命使用。 如果用户使用不当还是会出现早期失效的问题。 随着用户对铝电解电容器性能指标越来越高的追 求越来越高,新型铝电解电容器的早期失效问题 开始显现出来。

开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择

开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择

开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择开关电源中的“Y电容”是为了减小开关电源输出过载时的瞬态电流冲击和嘈杂干扰而设计的。

通常情况下,选择合适的“Y电容”需要考虑以下几个因素:容值、击穿电压、温度系数和尺寸。

首先,容值的选择是关键因素之一、一般来说,容值越大,能提供的滤波效果越好。

但是容值过大会增加开关电源的体积和成本。

根据经验公式,可以按照开关电源输出电流的10%~20%选择“Y电容”的容值。

例如,如果开关电源的输出电流为2A,则“Y电容”的容值可选为0.2μF~0.4μF。

其次,击穿电压也是需要考虑的因素。

击穿电压应大于开关电源的工作电压,以确保电容不会因电压过高而受到损坏。

通常情况下,开关电源的工作电压是稳定的,因此可以选择击穿电压稍高一些的电容。

温度系数是指电容器的容值随温度变化的程度。

一般来说,电容器的温度系数应小于或等于50ppm/℃,以保持其在工作温度范围内的稳定性。

另外,尺寸也需要根据开关电源的设计要求进行选择。

一般来说,体积越小越好,但不应过小以影响电容的性能。

关于RS485的上下拉电阻的选择,需要根据总线长度、负载电阻和传输速率来确定。

首先,总线长度对于RS485通信的稳定性和可靠性非常重要。

一般来说,总线长度越长,所需的上下拉电阻阻值越大。

通常,上拉电阻和下拉电阻的阻值可以选择在120欧姆到240欧姆之间。

其次,负载电阻也是需要考虑的因素。

在RS485总线上,每个节点都会有一个负载电阻。

负载电阻的阻值决定了总线上的电流和驱动能力。

一般来说,负载电阻的阻值应与上拉电阻和下拉电阻相匹配,通常为120欧姆。

最后,传输速率也会对上下拉电阻的选择产生影响。

传输速率越高,对总线的阻抗匹配要求越高。

较高的传输速率通常需要较低的上下拉电阻阻值,以保证信号的传输质量。

根据经验公式,可以按照传输速率与带载能力之间的关系来选择合适的上下拉电阻阻值。

在选择RS485的上下拉电阻时,还需要考虑其他因素,如电缆类型、传输距离和环境条件等。

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开关电源中电容快速选型的技巧
电容是开关电源中的再普通不过的器件,它可以用来降低纹波噪声,可以用来提高电源的稳定性以及瞬态响应性,然而,电容的种类繁多,如何通过技巧快速进行选型,而产品可靠性又高,性能又稳定呢?
1、电容种类的了解
对电容种类的大致了解,在选择电容时有助于对电容种类的快速筛选。

电容种类较多,如图1所示,按封装分有贴片电容、插件电容,按介质分有陶瓷电容,钽电容,电解电容、云母电容、薄膜电容等,按结构形势分,有固定电容、半固定电容、可变电容。

图1
电容种类的繁多,让人容易患选择综合症,但不用忧虑,在开关电源中,我们使用最多的就是陶瓷电容,电解电容和钽电容,了解了电容的种类接下来是了解电容的一些性能参数。

2、电容关键参数的认识
了解电容的内在关键参数,才能快速选型,可靠使用,所有的电容的关键参数都是一样的,包括电容容值、电容的耐压值、电容的ESR、电容容值精度、电容允许的工作温度范围。

3、开关电源中电容的选型要了解电容本身特性
在开关电源设计中,使用频率最高的电容是陶瓷电容、电解电容、钽电容,需要了解它
们的特性差异才能快速的进行选择。

陶瓷电容容值较小,高频特性好,工作温度范围较广,ESR 较电解电容小,体积小,没有极性;
电解电容容值可以做大,但工作温度范围较窄,ESR 较大,有极性;
钽电容ESR 最小,容值可比陶瓷电容大一些,有极性,安规性能差,容易起火。

了解了以上三种电容的特性,在使用它们的时候就可以游刃有余。

4、开关电源中电容的选型还要了解使用环境
电容的使用环境还分电路内部环境和电路外部环境,电路内部环境包括频率、电压值、电流值、电容在电路中的主要作用等;根据电路频率可以确定电容种类;根据电压值可以确定选型电容的耐压值;在电路中的主要作用可以用来参考选型电容的容值等;
根据电路外部使用环境对电容进行选型,产品工作的环境温度,安规要求等,都可以用来缩小电容选择范围。

5、开关电源中部分电路电容选型举例
(1)吸收电路的电容选型,如下图2所示,在开关电源中,在MOS 管或二极管上并联电容吸收尖峰是很常见的电路,那么这颗电容该如何去选择呢?首先,考虑电路环境,即电容上可能承受的最大电压应力,可以确定电容的耐压值选;其次,作为吸收电路,容值不能太大,太大会影响整机效率,故容值一般使用PF 级别电容,电容的高频特性要好,根据这些特点,选择陶瓷电容是最理想的;然而陶瓷电容还分NPO ,COG 材质,根据温度特性还分X5R
、X7R 等,无需愁,只要了解了电路环境对使用电容的精度要求及温度要求,这些都可迎刃而解,在这种吸收电路中,对电容精度要求不高,一般的
COG 材质的电容可以满足。

D
图2
(2)启动电路,以芯片3843为例,用RC 启动,C 值一般用到uF 级别的电容,且温度特性要好,要不然在温度变化时,容值不够,会启动不良,在此可以选择钽电容和陶瓷电容;但是,钽电容有一个问题就是不符合安规要求,如果要过安规认证,就只能选择陶瓷电容。

图3
(3)滤波电路电容选择,根据电路中电容两端电压确定耐压值,如输出电压24V
,就不能选择15V 或是25V 耐压值的电容,电路中最大电流可以用来确定容值,电流大需要得到更小纹波,就要选择大容量的电容,滤波电路中,电容值可以用纯陶瓷、纯电解电容,或是电解电容混合陶瓷电容一起使用。

T
图4
6、汽车级电源使用电容选型举例
汽车级电源电容选型就涉及到使用环境对电容的筛选,汽车级电源工作环境温度较一般的工业级电源要求高,工作温度要求达到125℃,所以电容选型是要选择温度特性好、耐高温、安规性能好的电容。

电容的选用技巧无非就是了解常用的几种电容特性以及电容在电路中的应用环境、产品使用环境特性。

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