陶瓷電容器在開關電源適配器中的作用
                        發布時間:2022-09-23 15:41:54 瀏覽次數:1301 作者:admin 返回列表

                        陶瓷電容器在開關電源適配器中的作用

                        陶瓷電容器具有壽命長、工作頻率高、體積小等優點,在開關電源適配器中有大量使用到。陶瓷電容也稱瓷介電容,它的介質是一種天然物質陶瓷。陶瓷電容器有多種結構形式,其原理大體一樣,主要是根據陶瓷的理化性質嚴格控制陶瓷片的厚度、面積、光滑度和平整度,然后經過現代技術進行精細加工而成。陶瓷的種類很多,根據成分不同,可分為鈦康陶瓷、熱康陶瓷及鈦酸鋇陶瓷等,鈦康材料的介電常數較高,具有負溫度系數。熱康材料的介電常數較低,負溫度系數較小,電容的穩定性好。鈦酸鋇材料介電常數最高,溫度系數也很大,電容器的穩定性很差,一般高新電子產品不選用這種電容。陶瓷電容器在開關電源適配器電路中常用來抑制共態噪聲,常接在電路與地之間,比如Y電容就是這樣。

                        一、 陶瓷電容的特點:

                        1) 陶瓷電容對工作環境的適應能力強,耐酸、耐堿、耐鹽的特點,若受鹽水或者腐蝕性空氣的侵蝕,也能長期正常地工作,不易老化。

                        2) 陶瓷材料的介電系數很大,一般從幾十皮法到數百皮法,有的介電系數高達幾千皮法,這使得瓷介電容器的體積可以做得很小,如果采用多疊層的方式,電容器的容量可擴展很大。

                        3) 結構簡單,加工生產工藝要求不高,原料豐富,價格便宜。

                        4) 電容的絕緣性能強,絕緣電阻大,可制成耐壓很高的電容,能耐壓高達2kV。

                        5) 陶瓷電容的瓷介質材料不可以卷曲,電容器本身不帶電感性,這樣生產出來的陶瓷電容高頻特性較高,廣泛用于航天、通信、開關電源適配器等領域。

                        6) 具有良好的耐熱性,在耐高溫的特點,可在高達500~600℃的條件下正常穩定工作。

                        7) 溫度系數范圍很寬,可以生產出不同溫度系數的電容,以適用于不同的場合。

                        8) 陶瓷電容的損耗角正切值與頻率的關系很小,損耗值不隨頻率的升高而上升。但是,它的機械強度低,容易破裂損壞。

                        一、 陶瓷電容器在開關電源適配器中的作用:

                        一般說,電容有阻隔直流信號,能夠傳遞交流信號的作用,它對防止和濾除噪音雜波、高頻電磁干擾和穩定電氣性能起著十分重要的作用,陶瓷電容在開關電源適配器電子電路中起如下的作用:

                        1. 平滑紋波電流。開關電源適配器中的功率變換電路輸出電能,都是脈動直流,電流紋波較大,開關電路常采用大電容量的電解電容,隨著開關電源的高頻化與小型化,對電源輸出參數要求也越來越高,目前均已采用疊層陶瓷電容器,這種電容器其內部采用鎳,經過碳膜化高溫處理使電容量、耐電壓等級及漏電流降低得到極大的改善。疊層陶瓷電容的容抗跟鋁電解電容相比非常小,在電路中用作平滑紋波的效果非常好,電容自身的發然量很低,對輸出100~500kHz的紋波電流的平滑度有顯著提高。一般來說,鋁電解電容隨著使用時間的延長,它的電容量隨電解質干涸而減小,而陶瓷電容的容量幾乎不隨時間變化。

                        2. 吸收浪涌電壓。電子電路在工作期間,由于受到環境條件、牽引負載、電路器件驟變等影響,在變壓器電感作用下,發生浪涌電壓,這種浪涌電壓幅度高、能量大,對開關電源的驅動功率晶體管的沖擊將是致命的,為了保護晶體管的安全,往往將陶瓷電容與電阻串聯后并聯接到變壓器的一次繞組,組成吸收電路,該電容一般在470pF以下,耐壓在630V以上。

                        3. 旁路噪聲干擾。為了阻止噪聲由輸出回路進入負載或者低頻電磁波由輸入電路進入電源,一般在電路中接入陶瓷電容,用它來抑制正態噪聲和用于低通濾波。這種作用的電容稱為旁路電容,它配接在主電路的輸出電路中,其旁效果比較好。這種電容的電容量一般為220~3300pF,耐壓范圍視電路作用而定,一般為500V~1.2kV。

                        4. 濾除噪聲。開關電源適配器的輸入回路常接有交流電路濾波器,它的作用是濾除外部噪聲的進入與內部噪聲的傳出,這種濾除噪聲的電容都用陶瓷電容。接在電源進線的電容,抑制噪聲的頻率較低,所需的電容量較大,耐壓為275V,稱它為X電容。


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