電源模塊外圍電容如何選型？

隨著科技時(shí)代的發(fā)展，模塊電源越來(lái)越受市場(chǎng)青睞，在使用模塊電源的時(shí)候，應(yīng)該如何提高模塊電源的穩(wěn)定性和可靠性呢?下面通過(guò)幾個(gè)方向，介紹如何選取外接輸入、輸出電容，來(lái)提高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：

1.電容額定耐壓值;

2.電容的容值;

3.電容的使用壽命。

下面介紹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.AC-DC整流濾波電容耐壓值選取：在AC-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。

2.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。

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。

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(4)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。

圖(5)-圖(8)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。

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。

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)：在電源模塊產(chǎn)品說(shuō)明中都會(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。如下圖所示是模塊雙輸出的外圍電路推薦圖和外接電容大小值。

ZLG致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊已有近20年的行業(yè)積累，目前產(chǎn)品具有寬輸入電壓范圍，隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多個(gè)系列，封裝形式多樣，兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時(shí)致遠(yuǎn)電子為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，配備最先進(jìn)、齊全的測(cè)試設(shè)備，全系列隔離DC-DC電源通過(guò)完整的EMC測(cè)試，靜電抗擾度高達(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV，可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案。