滤波电容器推荐常用指南「多图」
作者:无锡容纳电气2020/8/6 0:13:40






旁路

旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。当电容的内部温度达到电解液的沸点时,电解液开始沸腾,电容内部的压力升高,当压力超过泄爆口的承受极限就发生了爆浆。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。


去藕

从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上 升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对 于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是耦合作用。(4)开空调时,室内的荧光灯会出现瞬时变暗的现象,这是因为大量电流流向空调,电压急速下降,利用统一电源的荧光灯受到影响,这种电压突然骤降的“浪涌”现象,称之为Surge。

储能

储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150000 uF之间的铝电解电容器(如EPCOS公司的B43504或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10 KW的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。(1)使用吸尘器时收音机会出现“啪啦、啪啦”的杂音,原因是吸尘器的马达产生的微弱(低强度高频)电压/电流变化通过电源线传递进入收音机,以杂音的形式出现,将这种干扰称之为“传导干扰”。



爆浆的种类:

分两类,输入电容爆浆和输出电容爆浆。

对于输入电容来说,就是在电源电路中体积较大、容易较大、额定电压高的电容器,对接收到的电流进行过滤。输入电容爆浆和电源输入电流及电容器本身的品质有关。过多的毛刺电压,峰值电压过高,电流不稳定等都使电容过于充放电过于频繁,长时间处于这类工作环境下的电容,内部温度升高很快。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。超过泄爆口的承受极限就会发生爆浆。

对于输出电容来说,对经电源模块调整后的电流进行滤波与储能。此处电流经过一次过滤,比较平稳,发生爆浆的可能性相对来说小了不少。但如果环境温度过高,电容同样容易发生爆浆。

电容爆浆的原因有很多,比如电流大于允许的稳波电流、使用电压超出工作电压、逆向电压、频繁的充放电等。但是直接的原因就是高温。我们知道电容有一个重要的参数就是耐温值,指的就是电容内部电解液的沸点。当电容的内部温度达到电解液的沸点时,电解液开始沸腾,电容内部的压力升高,当压力超过泄爆口的承受极限就发生了爆浆。所以说温度是导致电容爆浆的直接原因。电容设计使用寿命大约为2万小时,受环境温度的影响也很大。电容的使用寿命随温度的增加而减小,实验证明环境温度每升高10℃,电容的寿命就会减半。主要原因就是温度加速化学反应而使介质随时间退化失效,这样电容寿命终结。为了保证电容的稳定性,电容在插板前要经过长时间的高温环境的测试。即使是在100℃,高品质的电容也可以工作几千个小时。同时,提到的电容的寿命是指电容在使用过程中,电容容量不会超过标准范围变化的10%。在定时电路、振荡回路及音调控制等电路中,对电容器的电容量要求较为严格,因此选取电容量的标称值应尽量与计算的电容值相一致或尽量接近,应尽量选精度高的电容器。电容寿命指的是电容容量的问题,而不是设计寿命到达之后就发生爆浆。只是无法保证电容的设计的容量标准。所以,短时期内,正常使用的板卡电容就发生爆浆的情况,这就是电容品质问题。另外,不正常的使用情况也有可能发生电容爆浆的情况。



其实,高速系统中所有的实际接收1器都会有门输入电容,一般约为2pF。对于特性阻抗为50欧姆时,接收1器的RC上升时间大约为2.2*50*2=0.2ns。当Tr=1ns时,这个附加的0.2ns延迟几乎无法辨认,也就不重要了;所以,短时期内,正常使用的板卡电容就发生爆浆的情况,这就是电容品质问题。但是如果当Tr=0.1ns时,那么0.2ns的时延就make a difference!

高速系统设计中一个“时髦”的术语就是串扰,它是一个信号干扰另一个信号引起的噪声,这主要是由相邻信号的容性耦合而引起的,原因是一个信号的变化会向邻近信号注入电荷从而干扰它们的电压。






 一只性能良好的电容器在接通电源的瞬间,万用表的表针应有较大摆幅;电容器的容量越大,其表针的摆幅也越大,摆动后,表针能逐渐返回零位。如果电容器在电源接通的瞬间,万用表的指针不摆动,则说明电容器失效或断路;若表针一直指示电源电压而不作摆动,表明电容器已被击穿短路;若表针摆动正常,但不返回零位,说明电容器有漏电现象,所指示的电压数值越高,表明漏电量越大。需要指出的是:测量容量小的电容器所用的辅助直流电压不能超过被测电容器的耐压,以免因测量而造成电容器击穿损坏。要想准确测量电容器的容量,需要采用电容电桥或Q表。电容器的串并联后的额定电压工具书上讲到了电容的串联及并联,但是要注意那是针对无极性电容而言。上述的简易检测方法,只能粗略判断压力表电容器的好坏。


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