電源濾波設計關鍵基礎精華集錦
濾波器的插損測量當不得真。舉例來說,如果我們發(fā)現(xiàn)100KHz超標13dB,選擇了一款濾波器,從插損曲線上看出其在100KHz時的插損是20dB,覺得此濾波器用上去就肯定就沒問題,那就錯了,因為廠家的插損曲線都是在50Ω-50Ω的標準阻抗下測得,實際上的應用現(xiàn)場,基本可以肯定不是如此標準的源阻抗和負載阻抗特性,所以濾波器的衰減效果會大打折扣,因此,選擇的時候對擬抑制的頻率點必須至少留出20dB的余量,如上例就需選擇100KHz時插損不低于33dB的濾波器。
另外插損分共模插損和差模插損,一般對30MHz以上的干擾,選擇共模插損滿足上面要求的濾波器,10MHz以下的干擾選擇差模插損滿足要求的濾波器,對上例100KHz,選擇差模插損33dB的濾波器。
7.濾波器的安裝形式
這個問題好理解,一般有板式(有可焊插針引腳)、螺絲固定安裝、IEC標準(帶單相220V三針輸入)、帶開關的IEC,這個根據(jù)實際結構功能要求選擇即可。
8.安裝工藝規(guī)范
濾波器的安裝是僅次于電路結構形式和組成器件指標的技術要素。主要體現(xiàn)在濾波器的位置、接地的措施。位置要求靠近輸入或輸出端,為的避免輸入端輸出端線纜上的高頻干擾輻射出來影響到其他電路;輸入線輸出線不得并行走線,不得靠近走線,以免相互串擾造成該干凈的干凈不了;濾波器課題是金屬殼體,接地要求面接地而不是線接地,須保證整個面與地接觸良好,不能僅靠固定引腳的螺絲或上面引出的接地導線來接地,導線接地的引線電感量大,高頻接地阻抗偏高導致高頻接地不良,濾波效果不好;接地線纜不宜用擰接方式,必須選用焊接方式。
9.濾波器的Q值
Q值對實際濾波效果影響倒不大,但Q值代表的是損耗 / 輸入功率,Q值越高,說明損耗越大,意指會有部分能量在濾波器的電感上被損耗掉。在一般的低功率電源濾波器和信號濾波器上,此問題不會太突出。但在較大功率的濾波器上,這個損耗不可小視,一是會引起發(fā)熱,發(fā)熱后的電容會引起較大的負面影響,漏電流、耐壓、容值等都會隨溫度變化而變化;二是耗電量大會導致無謂的電損失。
10.其他
另外的內(nèi)容就是濾波器的內(nèi)部了,作為用戶是看不到的,灌封膠的灌封均勻致密程度、器件和金屬之間絕緣紙的厚度,這些用戶只能通過訊問的方式了解了,至于生產(chǎn)廠家說不說實話,全憑天命。
八、開關電源中選取濾波電容的三個主要參數(shù)
開關電源中選取濾波電容的三個主要參數(shù)
許多電子設計者都知道濾波電容在電源中起的作用,但在開關電源輸出端用的濾波電容
上,與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其
上的脈動電壓頻率僅有100 赫茲,充放電時間是毫秒數(shù)量級,為獲得較小的脈動系數(shù),需要
的電容量高達數(shù)十萬微法,因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造,目標是以提高電容量為
主,電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。
在開關穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器,其上鋸齒波電壓的頻率高達數(shù)十千
赫,甚至數(shù)十兆赫,它的要求和低頻應用時不同,電容量并不是主要指標,衡量它好壞的則
是它的阻抗一頻率特性,要求它在開關穩(wěn)壓電源的工作頻段內(nèi)要有低的等的阻抗,同時,對
于電源內(nèi)部,由于半導體器件開始工作所產(chǎn)生高達數(shù)百千赫的尖峰噪聲,亦能有良好的濾波
作用,一般低頻用普通電解電容器在10 千赫左右,其阻抗便開始呈現(xiàn)感性,無法滿足開關
電源使用要求。
開關穩(wěn)壓電源專用的高頻鋁電解電容器,它有四端個子,正極鋁片的兩端分別引出作為
電容器的正極,負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。穩(wěn)壓電源的電流從四端電容的一個正
端流入,經(jīng)過電容內(nèi)部,再從另一個正端流向負載;從負載返回的電流也從電容的一個負端
流入,再從另一個負端流向電源負端。
因為四端電容具有良好的高頻特性,它為減小輸出電壓的脈動分量以及抑制開關尖峰噪
聲提供了極為有利的手段。
高頻鋁電解電容器還有多芯的形式,它將鋁箔分成較短的若干小段,用多引出片并聯(lián)連
接以減小容抗中的電阻成份,同時,采用低電阻率的材料并用螺桿作為引出端子,以增強電
容器承受大電流的能力。
疊片電容也稱為無感電容,一般電解電容器的芯子都卷成圓柱形,等效串聯(lián)電感較大;
疊片電容的結構和書本相仿,因流過電流產(chǎn)生的磁通方向相反而被抵消,因而降低了電感的
數(shù)值,具有更為優(yōu)良的高頻特性,這種電容一般做成方形,便于固定,還可以適當減小占機
體積。
此外,還有一種將四端和疊片相結合的四端疊片式高頻電解電容器,它綜合了兩者的優(yōu)
點,高頻特性更佳。
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