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    科普濾波電容

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    科普濾波電容

    2021-10-29 14:33:42

    在我們學生時期學習物理的時候,遇到電路章節總會看到一個名詞:電容。電容作為應用非常廣泛的電子元器件之一,具備非常多的功能。其中濾波,是電容器非常常見的作用之一。那么你是否知道什么是濾波電容呢?還有濾波電容的作用是什么?

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    1. 濾波電容


    電容是兩個彼此靠近又相互絕緣的導體。

    濾波電容是指安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件。由于濾波電路要求儲能電容有較大電容量。所以,絕大多數濾波電路使用電解電容。電解電容由于其使用電解質作為電極(負極)而得名。


    濾波電容器與其他配件,例如電抗器和電阻器連接在一起,對一種或多種諧波提供一低阻抗通道的電容器(或電容器組)。具有體積小、重量輕、攜帶方便,泄漏電流甚微等特點。


    濾波電容器的作用:電解電容的作用是過濾掉電流中的低頻信號,但即使是低頻信號,其頻率也分為了好幾個數量級。因此為了適合在不同頻率下使用,電解電容也分為高頻電容和低頻電容(這里的高頻是相對而言)。


    低頻濾波電容器主要用于是電濾波或變壓器整流后的濾波,其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容器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。當我們將低頻濾波電容用于高頻電路時,由于低頻濾波電容高頻特性不好,它在高頻充放電時內阻較大,等效電感較高。因此在使用中會因電解液的頻繁極化而產生較大的熱量。而較高的溫度將使電容內部的電解液氣化,電容內壓力升高,終導致電容的鼓包和爆裂。


    2. 濾波電容的作用是什么?


    濾波電容的作用主要就是用在電源整流電路中,用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對于精密電路而言,往往這個時候會采用并聯電容電路的組合方式來提高濾波電容的工作效果。

    濾波電容的作用根據低頻和高頻的不同而產生不同的工作頻率:


    低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波,其工作頻率與市電一致為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非常重要的作用,如何正確選擇濾波電容,尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員十分關心的問題。


    50赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器,其脈動電壓頻率僅為100赫茲,充放電時間是毫秒數量級。


    為獲得更小的脈動系數,所需的電容量高達數十萬微法,因此普通低頻鋁電解電容器的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劣的主要參數。


    而開關電源中的輸出濾波電解電容器,其鋸齒波電壓頻率高達數萬赫茲,甚至是數十兆赫茲。


    這時電容量并不是其主要指標,衡量高頻鋁電解電容優劣的標準是“阻抗- 頻率”特性。要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗,同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。


    普通的低頻電解電容器在萬赫茲左右便開始呈現感性,無法滿足開關電源的使用要求。


    而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子,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。電流從四端電容的一個正端流入,經過電容內部,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。


    濾波電容的作用如名稱所述顯然主要是用于濾波。



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