電源電路設(shè)計(jì)中濾波電容的選擇

交流電經(jīng)過整流后，只可以得到脈動(dòng)的直流電，并不是平滑的直流電。利用電容充放電的特性，可以把脈動(dòng)的直流電濾波為相對較為平滑的直流電。

在電源電路的設(shè)計(jì)中，我們需要用到濾波電容。選擇合適的濾波電容才可以設(shè)計(jì)出紋波更小的電源。電源有線性電源和開關(guān)電源，不同種類的電源需要選擇不同的濾波電容。

線性電源的濾波電容

線性電源通過工頻變壓器降壓為低壓交流電，再經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓得到需要的直流電。由于線性電源的工作頻率較低，只有50Hz或者60Hz。電源本身的紋波相對較少，濾波電容的作用主要的用于穩(wěn)定電源的電壓，所以，對濾波電容的要求不高，理論上濾波電容容值越大，就可以得到越為平滑的直流電。當(dāng)輸出的電流瞬間變大時(shí)，濾波電容還可以及時(shí)補(bǔ)充能量，避免電壓被瞬間拉低。所以在線性電源中，我們可以考慮用較大容值的電容。

開關(guān)電源的濾波電容

開關(guān)電源與線性電容是完全不同的設(shè)計(jì)方案，開關(guān)電源需要先把輸入的交流電整流、濾波為高壓的直流電，再通過開關(guān)電源控制芯片把高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻、高壓的脈動(dòng)直流電，高頻變壓器利用電磁感應(yīng)原理，在次級得到低壓的脈動(dòng)直流電，再經(jīng)過整流濾波得到需要的低壓直流電。

在開關(guān)電源電路在有兩個(gè)濾波位置，高壓端的濾波和低壓端的濾波。

在高壓端的位置，電源的工作頻率還是交流電的頻率，只有50Hz或者60Hz，這個(gè)位置需要選擇高壓的濾波電容。

在低壓端的濾波位置就不一樣的，因?yàn)榻?jīng)過了高頻的開關(guān)變換，工作頻率一般都是幾十KHz，紋波和噪聲相對較多，這時(shí)候我們需要考慮電容的阻抗和頻率特性，濾波電容容量并不是越大越好。因?yàn)殡娫吹念l率提高后，電容值會急劇下降，所以選擇濾波電容的時(shí)候我們需要考慮電容的ESR（等效串聯(lián)阻抗）。需要盡量使用ESR值小的濾波電容。電容需要在工作頻率內(nèi)有較低的等效阻抗才會有良好的濾波效果。

選擇電容時(shí)需要考慮開關(guān)電源的工作頻率，輸出電壓，輸出電流，電容容值大小可以參考前輩們的計(jì)算公式：C》0.289/{f×（U/I）× ACv}，ACv是紋波系數(shù)，單位是%。