伴隨著科技時(shí)代的發(fā)展，模塊電源也越深得市場歡迎，使用模塊電源時(shí)，該如何增強(qiáng)模塊電源的穩(wěn)定性和可靠性呢？下面通過幾個(gè)方面，介紹如何選取外接輸入、輸出電容，以提升模塊電源的使用壽命和整個(gè)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

 

在模塊電源的實(shí)際應(yīng)用中，外接輸入、輸出電容的選取往往會從幾個(gè)方面入手：

  •  電容額定耐壓值。

  •  電容的容值。

  •  電容的使用壽命。

 

下面重點(diǎn)介紹1~2點(diǎn)是如何去選取輸入、輸出電容的。

 

 

1、在DC-DC電源應(yīng)用中，外接輸入電容的耐壓值我們一般會選用1.3-1.4倍耐壓。

 

例如：輸入電壓為48V那我們選用的濾波電容耐壓值就為63V。原因是DC-DC的電源啟動(dòng)電流大，容易導(dǎo)致二次沖擊電壓過高，從而損壞器件。

 

2、AC-DC整流濾波電容耐壓值選取：在AC-DC整流濾波電路中，根據(jù)公式我們能計(jì)算出整流后的理論直流電壓的大小。

 

例如：在輸入90-265Vac的整流電路中，通過公式計(jì)算可以得出整流后的電壓范圍在127-375Vdc。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們一般會選取耐壓值在1.1-1.3倍理論計(jì)算電壓值的電容，考慮成本因素有些設(shè)計(jì)者也會考慮

 

1.0倍理論計(jì)算電壓值的電容。

 

 

在許多文獻(xiàn)中，對于濾波電容 C的選取，多使用經(jīng)驗(yàn)公式，并認(rèn)為濾波電容 C越大越好；在一些濾波電路的維修中，技術(shù)人員經(jīng)常用比原電路容量大的電容來代替已壞掉的電容。如圖1所示的簡單整流濾波電路。

 

圖1 輸入、輸出等效電路
 

從理論上講，增大電路中的濾波電容 C容量的確可以使輸出電壓的波形變得更為平滑、起伏更小，但在電路接通瞬間，電路中所產(chǎn)生的沖擊電流因素卻不能被忽略；在一些濾波電路的維修中對濾波電容的替換也存在沖擊電流的問題，在不更換其他元件的前提下，單純提高濾波電容的容量會使整個(gè)電路的實(shí)際使用壽命大大縮短，甚至燒毀整個(gè)電路。況且，單純地提高濾波電容的容量對改善輸出電壓的作用也是有限的。做一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)外接不同輸入電容的大小啟動(dòng)時(shí)的電流曲線，如下圖所示為輸入外接電容大小與啟動(dòng)電流的關(guān)系曲線。

 

 

由此曲線可以看出外接輸入電容越大，啟動(dòng)電流就越大，伴隨的對電路中沖擊電流也越大。對整個(gè)電路的威脅也就越來越大。

 

 

上圖為外接電容大小不同的啟動(dòng)電流波形。外接電容在一定情況下，啟動(dòng)電流達(dá)到最低值，對整個(gè)電路的輸入，輸出環(huán)境有很大的改善。當(dāng)外接電容超過這個(gè)范圍就會導(dǎo)致啟動(dòng)電流增大，對其他器件的威脅也就隨之增大，導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的器件損壞。

 

 

輸出電容的選取，一般考慮的因素是電源的輸出紋波噪聲和電源的負(fù)載能力（容性負(fù)載）。在成本允許的情況下，很多人都會認(rèn)為外接輸出濾波電容是越大，可以減小紋波噪聲干擾，對系統(tǒng)供電更為穩(wěn)，這是一種錯(cuò)誤的觀念。

 

輸出濾波的電容的選取，不單單是考慮紋波噪聲因數(shù)，還要考慮模塊電源的啟動(dòng)能力和承受輸入沖擊電流的能力。如下圖所示：是致遠(yuǎn)模塊輸出25w的一款產(chǎn)品，在輸出外接大小容值不同情況下的輸入電流波形和輸出紋波噪聲圖。

 

 

外接輸出電容470uf測試的輸入輸出波形圖
 

外接輸出電容4700uf測試的輸入輸出波形圖
 

從圖上數(shù)據(jù)可以看出，外接輸出電容容值在一定大小的時(shí)候?qū)y波噪聲起到減小作用，但隨著外接電容的不斷增大紋波噪聲會處于一個(gè)平衡值。反觀輸入電流波形，在輸出電容增大情況下啟動(dòng)時(shí)，輸入電流維持在大電流時(shí)間會越長。假如使用的模塊抗輸入沖擊電流小，這樣就可能導(dǎo)致模塊在一定時(shí)間下受沖擊電流過大而損壞。所以外接輸出電容也不是越大越好，這要根據(jù)模塊的啟動(dòng)能力和承受電流沖擊能力來選定的。

 

 

在模塊電源的使用過程中合理外接輸入、輸出電容是對模塊模塊電容的一種保護(hù)，同時(shí)也大大提高了電源的使用壽命，減小了因電源輸入、輸出不穩(wěn)定而帶給整個(gè)工作系統(tǒng)存在的不必要隱患。

 

ZLG致遠(yuǎn)電源模塊的優(yōu)勢： 在我們致遠(yuǎn)電源模塊產(chǎn)品說明中，我們都會給客戶詳細(xì)推薦最為合適的外圍電路和外接電容的容值大小，有效的保證了模塊在應(yīng)用場合下的最佳環(huán)境，同時(shí)也保證了客戶使用的安全性和可靠性。避免了因外接電容選型不對帶來給模塊和整個(gè)系統(tǒng)的損失。如下圖所示是致遠(yuǎn)模塊雙輸出的外圍電路推薦圖和外接電容大小值。

 

 

為了進(jìn)一步穩(wěn)定輸入電源，在輸入端增加一電容Cin，若為了進(jìn)一步減小輸出紋波和噪聲，可在輸出端增加一串聯(lián)等效阻抗小的電容Cout，但容值不能超過該產(chǎn)品的最大容性負(fù)載，否則會造成電源模塊啟動(dòng)不良。推薦外接電容值，如表1所示。

 

表1 推薦外接電容值