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濾波電容的作用及大小選取

來源：jincuigu.com.cn 發布時間：2021-11-08 返回
  電容是兩個彼此靠近又互相絕緣的導體。而濾波電容是指裝置在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數提升平滑直流輸出的一種儲能器件。由于濾波電容請求儲能電容有較大電容量。所以，絕大多數濾波電路運用電解電容。EMC電解電容由于其運用電解質作為電極(負極)而得名。
  濾波電容
  一、簡介
  
  EMC電解電容的一端為正極，另一端為負極，不能接反。銜接在整流輸出電路的正端，負極銜接在電路的負端。在一切需求將交流電轉換為直流電的電路中，設置濾波電容會使電子電路的工作性能愈加穩定，同時也降低了交變脈動波紋對電子電路的干擾。濾波電容在電路中的符號普通用“C"表示，電容量應依據負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。當濾波電容到達一定容量后，加大電容容量反而會對其他一些指標產生有害影響。
  
  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和負載R有關，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能器件。在運用將交流轉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定，降低了交變脈動電流對電子電路的影響，同時還可吸收電子電路工作過程中產生的電流動搖和經由交流電源串入的干擾，使得電子電路的工作性能愈加穩定。而且關于精細電路而言，常常這個時分會采用并聯電容電路的組合方式來進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電抗器組成，在某一諧波階次構成很低阻抗，用以吸收大量諧波電流，電容器的質量會影響諧波濾波器的穩定吸收效果，EMC電容器的運用壽命跟溫度有很大的關系。
  
  2.損耗低
  
  介質損耗角正切值(tgδ)：≤0.0003。
  
  3.平安性
  
  契合GB、IEC規范，內部單體電容器均附裝維護安裝;當線路或單體電容器發作異常時，該維護安裝將會立刻動作，自動切斷電源，以防二次災禍的發作。附裝放電電阻，可確保用電及維護頤養之平安。外殼采用鋼板沖壓而成，內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，搬運裝置極為便當。
  
  四、選取準繩
  
  在電源設計中，濾波電容的選取準繩是：
  
  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為負載電阻，單位為Ω
  
  當然，這只是普通的選用準繩，在實踐的應用中，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，為減小電壓的脈動重量以及抑止開關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，進步了電容器接受大電流的才能。
  
  五、大小計算公式
  
  橋式整流電路的濾波電容取值在工程設計中，普通由兩個切入點來計算。
  
  一是依據電容由整流電源充電與對負載電阻放電的周期，再乘上一個系數來肯定的，另一個切入點是依據電源濾波輸出的波紋系數來計算的，無論是采用那個切入點來計算濾波電容都需求根據橋式整流的很大輸出電壓和電流這兩個數值。通常比擬多的是依據電源濾波輸出波紋系數這個公式來計算濾波電容。
  
  C》0.289/{f×(U/I)×ACv}
  
  C：是濾波電容，單位為F。
  
  0.289：是由半波阻性負載整流電路的波紋系數推演來的常數。
  
  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，單位是%。
  
  例如，橋式整流電路，輸出12V，電流300mA，波紋系數取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便能滿足根本請求。
  
  總而言之，印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時，操作它們時均會產生較大火花放電，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，0.1UF左右的用來濾除低頻的紋波干擾，還能夠起到穩壓的作用。但濾波電容詳細選擇什么容值要取決于PCB上主要的工作頻率和可能對系統形成影響的諧波頻率，假如PCB上主要工作頻率比擬低的話，加兩個電容：一個慮除紋波，一個慮除高頻信號。假如會呈現比擬大的瞬時電流，倡議再加一個比擬大的鉭電容。

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