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濾波電容的作用及大小選取

來源：www.fengyephoto.com 發(fā)布時(shí)間：2022-11-08 返回

電容是兩個(gè)彼此靠近又互相絕緣的導(dǎo)體。而濾波電容是指裝置在整流電路兩端用以降低交流脈動(dòng)波紋系數(shù)提升平滑直流輸出的一種儲(chǔ)能器件。由于濾波電容請(qǐng)求儲(chǔ)能電容有較大電容量。所以，絕大多數(shù)濾波電路運(yùn)用電解電容。EMC電解電容由于其運(yùn)用電解質(zhì)作為電極(負(fù)極)而得名。

一、簡介

EMC電解電容的一端為正極，另一端為負(fù)極，不能接反。銜接在整流輸出電路的正端，負(fù)極銜接在電路的負(fù)端。在一切需求將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路中，設(shè)置濾波電容會(huì)使電子電路的工作性能愈加穩(wěn)定，同時(shí)也降低了交變脈動(dòng)波紋對(duì)電子電路的干擾。濾波電容在電路中的符號(hào)普通用“C"表示，電容量應(yīng)依據(jù)負(fù)載電阻和輸出電流大小來肯定。電源電壓U越高，電容所帶的電荷q越大。當(dāng)濾波電容到達(dá)一定容量后，加大電容容量反而會(huì)對(duì)其他一些指標(biāo)產(chǎn)生有害影響。

為了取得良好的濾波效果，EMC電容放電必需慢，電容放電越慢，輸出電壓就越平滑、濾波效果就越好。而電容放電的快慢跟電容的容量C和負(fù)載R有關(guān)，C和R越大，電容放電就越慢。

二、作用

EMC濾波電容是用在電源整流電路中，用來濾除交流成分、平滑直流輸出的一種儲(chǔ)能器件。在運(yùn)用將交流轉(zhuǎn)換為直流供電的電子電路中，濾波電容不只使電源直流輸出平滑穩(wěn)定，降低了交變脈動(dòng)電流對(duì)電子電路的影響，同時(shí)還可吸收電子電路工作過程中產(chǎn)生的電流動(dòng)搖和經(jīng)由交流電源串入的干擾，使得電子電路的工作性能愈加穩(wěn)定。而且關(guān)于精細(xì)電路而言，常常這個(gè)時(shí)分會(huì)采用并聯(lián)電容電路的組合方式來進(jìn)步濾波電容的工作效果。

低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電分歧為50Hz;而高頻濾波電容主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz，濾波電容在開關(guān)電源中起著十分重要的作用。

三、特性

1.溫升低

諧波濾波器回路由電容器串聯(lián)電抗器組成，在某一諧波階次構(gòu)成很低阻抗，用以吸收大量諧波電流，電容器的質(zhì)量會(huì)影響諧波濾波器的穩(wěn)定吸收效果，EMC電容器的運(yùn)用壽命跟溫度有很大的關(guān)系。

2.損耗低

介質(zhì)損耗角正切值(tgδ)：≤0.0003。

3.平安性

契合GB、IEC規(guī)范，內(nèi)部單體電容器均附裝維護(hù)安裝;當(dāng)線路或單體電容器發(fā)作異常時(shí)，該維護(hù)安裝將會(huì)立刻動(dòng)作，自動(dòng)切斷電源，以防二次災(zāi)禍的發(fā)作。附裝放電電阻，可確保用電及維護(hù)頤養(yǎng)之平安。外殼采用鋼板沖壓而成，內(nèi)外部涂上耐候性良好之高溫烤漆平安性特高。

4.便利性

體積小且重量輕，搬運(yùn)裝置極為便當(dāng)。

四、選取準(zhǔn)繩

在電源設(shè)計(jì)中，濾波電容的選取準(zhǔn)繩是：

C≥2.5T/R

其中：C為濾波電容，單位為F;

T為周期，單位為S，T=1/f

f為交流電源頻率，單位為Hz

R為負(fù)載電阻，單位為Ω

當(dāng)然，這只是普通的選用準(zhǔn)繩，在實(shí)踐的應(yīng)用中，如條件(空間和本錢)允許，都選取C≥5T/R。

由于四端電容具有良好的高頻特性，為減小電壓的脈動(dòng)重量以及抑止開關(guān)尖峰噪聲提供了極為有利的手腕。高頻鋁電解電容器還有多芯的方式，行將鋁箔分紅較短的若干段，用多引出片并聯(lián)銜接以減小容抗中的阻抗成份。并且采用低電阻率的資料作為引出端子，進(jìn)步了電容器接受大電流的才能。

五、大小計(jì)算公式

橋式整流電路的濾波電容取值在工程設(shè)計(jì)中，普通由兩個(gè)切入點(diǎn)來計(jì)算。

一是依據(jù)電容由整流電源充電與對(duì)負(fù)載電阻放電的周期，再乘上一個(gè)系數(shù)來肯定的，另一個(gè)切入點(diǎn)是依據(jù)電源濾波輸出的波紋系數(shù)來計(jì)算的，無論是采用那個(gè)切入點(diǎn)來計(jì)算濾波電容都需求根據(jù)橋式整流的很大輸出電壓和電流這兩個(gè)數(shù)值。通常比擬多的是依據(jù)電源濾波輸出波紋系數(shù)這個(gè)公式來計(jì)算濾波電容。

C》0.289/{f×(U/I)×ACv}

C：是濾波電容，單位為F。

0.289：是由半波阻性負(fù)載整流電路的波紋系數(shù)推演來的常數(shù)。

f：是整流電路的脈沖頻率，如50Hz交流電源輸入，半波整流電路的脈沖頻率為50Hz，全波整流電路的脈沖頻率為100Hz。單位是Hz。

U：是整流電路很大輸出電壓，單位是V。

I：是整流電路很大輸出電流，單位是A。

ACv：是波紋系數(shù)，單位是%。

例如，橋式整流電路，輸出12V，電流300mA，波紋系數(shù)取8%，濾波電容為：

C》0.289/{100Hz×(12V/0.3A)×0.08}

濾波電容約等于0.0009F，電容取1000uF便能滿足根本請(qǐng)求。

總而言之，印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)，操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必需采用RC吸收電路來吸收放電電流。普通R取1~2kΩ，C取2.2~4.7μF普通的10PF左右的電容用來濾除高頻的干擾信號(hào)，0.1UF左右的用來濾除低頻的紋波干擾，還能夠起到穩(wěn)壓的作用。但濾波電容詳細(xì)選擇什么容值要取決于PCB上主要的工作頻率和可能對(duì)系統(tǒng)形成影響的諧波頻率，假如PCB上主要工作頻率比擬低的話，加兩個(gè)電容：一個(gè)慮除紋波，一個(gè)慮除高頻信號(hào)。假如會(huì)呈現(xiàn)比擬大的瞬時(shí)電流，倡議再加一個(gè)比擬大的鉭電容。

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