[申精]输出滤波电容选用和计算实例第一篇

第一篇：原文摘自宁波中策电子有限公司杨丹萍女士<开关稳压电源中输出滤波电容器的选
用方法>的文章。此贴发表的部分为去掉一堆废话后的核心部分。


电容从等效电路来看，并不是单纯的电容，而是包含有申联电阻R和申联电感Ls组成。
这些参数的数值是随温度变化的,其等效阻抗的温度及频率特性,如图2所示。因此从
要求的纹波电压来决定最佳滤波电容量并不容易。初学者在设计时,往往会在决定滤波电容的容量时发生失误。基于上述因素,正确选用电解电容特别是输出滤波电容显得非常重要。





实际上电容
器的阻抗特性包括等效串联电阻(ESR),容抗(XC)和电感电抗(XL),如图3(b)所示。







在低频时,主要由XC影响阻抗,在高频时,主要由XL影响阻抗,最低的阻抗等于ESR。其对应的频
率应正好处于滤波器的基波频率为最合适。这时,对电容器上纹波电压起主要作用的是ESR,
但ESR值与温度变化有关。温度越低,ESR越高。例如:在20kHz工作频率下,一般铝电解电容器
在25℃时,ESR为33mΩ。在-40℃时,增加到900mΩ,在-55℃时,为1.08Ω,良好的电路设计,应
该考虑低温时的ESR值。




从寿命出发选择电容在同一环境条件下,工作相同时间后,ESR值大的电容温升明显高于ESR值小的电容,那么根据阿雷尼厄斯10度法则(即温度每升高10℃,电解电容的寿命就缩短一半),ESR值大的电容的寿命就要比ESR小的电容寿命短,另一方面,当电容中流过不同的纹波电流时,其发热的程度不一样,所以各种电容都有规定的允许纹波电流值(厂家提供)。如果从延长电容器的寿命出发,应增加对纹波电流的余量,由上分析,我们在选择电容时,应选择较小的ESR值,并能在整个温度范围内承受高的纹波电流的电容。


从容量出发选择电容
滤波电容实际上不是从纹波电压出发求取,而是根据电容的允许纹波电流值决定的,用这种方
法可以进行切实有效的设计,下面以图4所示(图中R为包含整流管的等效电阻),介绍输出电容
的具体求取方法,作为设计条件。














图5　通用长寿命电解电容的允许纹波电流
由图5查知,在工作电压为16V(因输出电压为5V,故电解电容耐压选16V)时,与这样的纹波电流
适应的电容量是4700μF。实际应用中,为了降低等效串联电阻,经常用多于两个电容并联来达
到所需电容量,由多只电容并联形成的。
图6

复合电容的阻抗特性,如图6所示。本电路在实际应用中,采用5只1000μF/16V电解电容并联,为了得到更小的纹波,往往在此基础上再并几只小电容,比如0.01μF、0.1μF、100μF等,通过实验,此办法是可行的。


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一 大堆文字全手工输入，另外我在看这篇文章时有个0.96值不是很明白他的来历。请各位兄台给说说（图示如下）。