电容是PWN DC/DC转换器中常用的元件-电子工程世界

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　　电容是PWN DC/DC转换器中常用的元件，它与电感一样也是储存电能和传递电能的元件，但对频率的特性却刚好相反。应用上，主要是“吸收 ”纹波，具有平滑电压波形的作用。实际的电容并不是理想的元件。电容器由于有介质、接点与引出线，形成一个等效串联内电阻ESR。这种等效串联内电阻在PWN DC/DC转换器中小信号反馈控制上，以及输出纹波抑制的设计上，起着不可忽略的作用。另外，电容等效电路上有一个串联的电感，它在分析电容器滤波效果时，非常重要。有时加大电容量并不能使电压波形平直，就是因为这个串联寄生电感起着副作用。

　　电容的串联电阻与节点与引出线有关，也与电解液有关。常见铝电解电容电解质的成分为A12O3，导电率ε比空气约大7倍，为了能继续提高电容量，把铝箔表面做成有规律的凹凸不平状，使氧化膜表面积加大（因为电容量与表面积成正比），加入的电解液可以在凹凸面上流动。普通的铝电解电容在高频脉动电流大幅度增加下，高频阻抗温度上升较大，成了开关电源长寿命的最大障碍。所谓好电容是指耐纹波电流，耐温升，ESR值小。某些电容电解液是受温度影响的，温度升高、电阻减小，即电容串联电阻减小，则电容是理想的。KX16VB和KM16VB高温长寿命电容的阻抗随温度增加而下降的曲线示于如图1中。

　　温度升高，等效串联电阻（ESR）加大，导致电容的寿命缩短，这是普通铝电解电容的缺点。为了改善这一缺点，将电解液覆盖在氧化膜表面后将其干燥，形成固体式电解质电容，即“钽电容”。目前又用有机半导体代替电解液，也是固体式电解质电容，称为“OS电容”，OS电容的串联电阻小了许多。在如图2中示出了常用的几种电容的等效串联电阻值，它们的工作温度从原来的＋85℃提高到105℃或125℃。

　　如图1 电容阻抗与频率的关系（温度的参变量）

　　如图2 各种电容ESR的比较

　　在开关电源中（或PWM DC/DC转换器中）的电容器，工作时平均电流为零，但因充、放电电流的波形不同，有效值电流是很大的。例如，市电整流输人到开关电源的滤波电路电容，其充电只在市电正弦半波瞬时值高于电容上直流电压的瞬间才发生，而且是低频的（50 Hz），由电容放电供电给开关电源，放电频率是高频的（与开关频率相同）。有效值电流ic（rms）比负载电流I。大，其计算式为

　　ic（rms）=1.12I。

　　电容器的选择，除了考虑有效值以外，还需要考虑纹波电压和耐压的要求。

关键字：电容 PWN DC/DC 转换器编辑：探路者引用地址：电容是PWN DC/DC转换器中常用的元件

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