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寄生對(duì)陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同
顯示運(yùn)作在500kHz下的連續(xù)同步調(diào)節(jié)器模擬的電源輸出電容器波形。它使用圖1所示三種電容器的主要阻抗:陶瓷電容;鋁ESR;鋁聚合物ESL.
紅色線條為鋁電解電容器,其由ESR主導(dǎo)。②能夠有選擇地切除故障電容器,或在電容器組電源全部斷開(kāi)后,便于檢查出已損壞的電容器。因此,紋波電壓與電感紋波電流直接相關(guān)。藍(lán)色線條代表陶瓷電容器的紋波電壓,其擁有小ESL和ESR.這種情況的紋波電壓為輸出電感紋波電流的組成部分。由于紋波電流為線性,因此這導(dǎo)致一系列時(shí)間平方部分,并且外形看似正弦曲線。
綠色線條代表紋波電壓,其電容器阻抗由其ESL主導(dǎo),例如:鋁聚合物電容器等。在這種情況下,輸出濾波器電感和ESL形成一個(gè)分壓器。補(bǔ)償電容在振蕩電路中,能使振蕩信號(hào)的頻率范圍得到擴(kuò)大的電容,它與主電容并聯(lián)起輔助作用。這些波形的相對(duì)相位與我們預(yù)計(jì)的一樣。ESL主導(dǎo)時(shí),紋波電壓引導(dǎo)輸出濾波器電感電流。ESR主導(dǎo)時(shí),紋波與電流同相,而電容主導(dǎo)時(shí),其延遲。現(xiàn)實(shí)情況下,輸出紋波電壓并非僅包含來(lái)自這些元件中之一的電壓。相反,它是所有三個(gè)元件電壓之和。因此,在紋波電壓波形中都能看到其某些部分。
電容器及其寄生要素在連續(xù)同步降1壓調(diào)節(jié)器中形成不同的紋波電壓
圖3顯示了一個(gè)深度連續(xù)反激或者降1壓調(diào)節(jié)器的波形,其輸出電容器電流可以為正和負(fù),而具體狀態(tài)會(huì)不斷快速變化。紅色線條清楚表明了這種情況,其電壓由這種電流乘以ESR得出,結(jié)果則為一種方波。理想狀態(tài)下,該電容器可以應(yīng)用于諸如電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)中,使用制動(dòng)能量來(lái)產(chǎn)生電流并實(shí)現(xiàn)電流的即時(shí)存儲(chǔ)。電容器元件的電壓為方波的組成部分。它導(dǎo)致線性充電和放電,如藍(lán)色三角波形所示。僅當(dāng)電流在過(guò)渡期間變化時(shí),電容器ESL的電壓才明顯。這種電壓會(huì)非常高,取決于輸出電流升時(shí)間。請(qǐng)注意,在這種情況下,綠色線條需除以10(假設(shè)25 nS電流過(guò)渡)。這些大電感尖峰就是在反激或降1壓電源中經(jīng)常出現(xiàn)雙級(jí)濾波器的眾多原因之一。
判斷電容器好壞的方法
空調(diào)室外機(jī)電容起啟動(dòng)作用,莫小看電容了,電容壞了,整臺(tái)空調(diào)都不會(huì)制冷,也是造成空調(diào)不制冷或不制熱常見(jiàn)的故障。看到電容的作用后你會(huì)不會(huì)覺(jué)得作用好大呢,在維修中要怎么判斷電容器的好壞呢?空調(diào)電容要是壞了一般從外表能看出來(lái)。有些電容發(fā)鼓,漏液,這些都能從外表看出來(lái)。單有些需要電容表來(lái)測(cè),因?yàn)樗獗砜雌饋?lái)是好的,必須要專業(yè)店的工具來(lái)測(cè)量。固定電容器的檢測(cè)A檢測(cè)10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小,用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量,只能定性的檢查其是否有漏電,內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。
高頻低阻抗化
對(duì)于中小輸出功率開(kāi)關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價(jià)格限制而仍采用20~40kHz外,大多數(shù)均在50kHz以上;DC/DC電源模塊大多在300kHz以上;而某種型號(hào)、同一設(shè)計(jì)的電容器確定后其ESR的變化規(guī)律也基本確定,無(wú)法通過(guò)對(duì)ESR的控制提高紋波電流能力。大功率開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率受主開(kāi)關(guān)(一般采用IGBT)的開(kāi)關(guān)速度限制而一般在20~40kHz。
盡管開(kāi)關(guān)頻率有所不同,但是開(kāi)關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用基本相同,主要是通過(guò)利用濾波電容器吸收開(kāi)關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。
在開(kāi)關(guān)電源輸出端用的濾波電容,與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣,在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器,其上的脈動(dòng)電壓頻率僅有100Hz,充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級(jí),為獲得較小的脈動(dòng)系數(shù),需要的電容量高達(dá)數(shù)十萬(wàn)微法,因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標(biāo)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(yōu)劣的主要參數(shù)。降1壓限流電容串接于交流電路中用于它對(duì)交流電的容抗進(jìn)行分壓限流。
在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器,由于大多數(shù)的開(kāi)關(guān)電源工作在方波或矩形波的狀態(tài),含有及其豐富的高次諧波電壓與電流,其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫,甚至數(shù)十兆赫,它的要求和低頻應(yīng)用時(shí)不同,電容量并不是主要指標(biāo),衡量它好壞的則是它的阻抗頻率特性,如圖3所示。④在高壓網(wǎng)絡(luò)中,短路電流超過(guò)20A時(shí),并且短路電流的保護(hù)裝置或熔絲不能可靠地保護(hù)對(duì)地短路時(shí),則應(yīng)采用單相短路保護(hù)裝置。