【导读】伴随着科技时代的发展,模块电源也越深得市场欢迎,使用模块电源时,该如何增强模块电源的稳定性和可靠性呢?下面通过几个方面,介绍如何选取外接输入、输出电容,以提升??榈缭吹氖褂檬倜驼龉┑缦低车奈榷ㄐ?、可靠性。
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在??榈缭吹氖导视τ弥校饨邮淙?、输出电容的选取往往会从几个方面入手:
• 电容额定耐压值。
• 电容的容值。
• 电容的使用寿命。
下面重点介绍1~2点是如何去选取输入、输出电容的。
一、从电容的额定耐压值去选取
1、在DC-DC电源应用中,外接输入电容的耐压值我们一般会选用1.3-1.4倍耐压。
例如:输入电压为48V那我们选用的滤波电容耐压值就为63V。原因是DC-DC的电源启动电流大,容易导致二次冲击电压过高,从而损坏器件。
2、AC-DC整流滤波电容耐压值选?。涸贏C-DC整流滤波电路中,根据公式我们能计算出整流后的理论直流电压的大小。
例如:在输入90-265Vac的整流电路中,通过公式计算可以得出整流后的电压范围在127-375Vdc。根据经验我们一般会选取耐压值在1.1-1.3倍理论计算电压值的电容,考虑成本因素有些设计者也会考虑
1.0倍理论计算电压值的电容。
二、从输入电容的容值选取
在许多文献中,对于滤波电容 C的选取,多使用经验公式,并认为滤波电容 C越大越好;在一些滤波电路的维修中,技术人员经常用比原电路容量大的电容来代替已坏掉的电容。如图1所示的简单整流滤波电路。

图1 输入、输出等效电路
从理论上讲,增大电路中的滤波电容 C容量的确可以使输出电压的波形变得更为平滑、起伏更小,但在电路接通瞬间,电路中所产生的冲击电流因素却不能被忽略;在一些滤波电路的维修中对滤波电容的替换也存在冲击电流的问题,在不更换其他元件的前提下,单纯提高滤波电容的容量会使整个电路的实际使用寿命大大缩短,甚至烧毁整个电路。况且,单纯地提高滤波电容的容量对改善输出电压的作用也是有限的。做一个简单实验外接不同输入电容的大小启动时的电流曲线,如下图所示为输入外接电容大小与启动电流的关系曲线。

由此曲线可以看出外接输入电容越大,启动电流就越大,伴随的对电路中冲击电流也越大。对整个电路的威胁也就越来越大。

上图为外接电容大小不同的启动电流波形。外接电容在一定情况下,启动电流达到最低值,对整个电路的输入,输出环境有很大的改善。当外接电容超过这个范围就会导致启动电流增大,对其他器件的威胁也就随之增大,导致出现不同程度的器件损坏。
三、输出电容的选取
输出电容的选取,一般考虑的因素是电源的输出纹波噪声和电源的负载能力(容性负载)。在成本允许的情况下,很多人都会认为外接输出滤波电容是越大,可以减小纹波噪声干扰,对系统供电更为稳,这是一种错误的观念。
输出滤波的电容的选取,不单单是考虑纹波噪声因数,还要考虑??榈缭吹钠舳芰统惺苁淙氤寤鞯缌鞯哪芰?。如下图所示:是致远模块输出25w的一款产品,在输出外接大小容值不同情况下的输入电流波形和输出纹波噪声图。

外接输出电容470uf测试的输入输出波形图

外接输出电容4700uf测试的输入输出波形图
从图上数据可以看出,外接输出电容容值在一定大小的时候对纹波噪声起到减小作用,但随着外接电容的不断增大纹波噪声会处于一个平衡值。反观输入电流波形,在输出电容增大情况下启动时,输入电流维持在大电流时间会越长。假如使用的??榭故淙氤寤鞯缌餍?,这样就可能导致模块在一定时间下受冲击电流过大而损坏。所以外接输出电容也不是越大越好,这要根据??榈钠舳芰统惺艿缌鞒寤髂芰囱《ǖ?。
四、小结
在??榈缭吹氖褂霉讨泻侠硗饨邮淙?、输出电容是对??槟?榈缛莸囊恢直;?,同时也大大提高了电源的使用寿命,减小了因电源输入、输出不稳定而带给整个工作系统存在的不必要隐患。

为了进一步稳定输入电源,在输入端增加一电容Cin,若为了进一步减小输出纹波和噪声,可在输出端增加一串联等效阻抗小的电容Cout,但容值不能超过该产品的最大容性负载,否则会造成电源??槠舳涣肌M萍鐾饨拥缛葜?,如表1所示。
表1 推荐外接电容值

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