工频电路中用作滤波的可以使用普通的铝电解电容器,因为这种电源电路中其交流声频率主要为50Hz或是100Hz,所以要求滤波电容的容量很大,可以使用高频特性一般的普通铝电解电容作为滤波电容。
1.电路设计中的滤波电容器容量取值参考
实验发现,当滤波电容量达到一定值后,再加大电容量对提高滤波效果也无明显作用,有时甚至可能对一些指标是有害的,所以盲目追求大容量滤波电容器是不科学的。
通常情况下,滤波电容器的容量根据负载电阻和输出电流大小来选择最佳的电容量。表2-30所示是滤波电容器容量和输出电流的关系,可作滤波电容器容量取值的参考。
表2-30 滤波电容器容量和输出电流的关系
电路设计提示
关于工频电源电路滤波电容器容量取值设计再说明下列几点:
(1)滤波电容器容量选值偏小后,滤波效果下降,交流声会增大。滤波电容器容量选偏大后,增加了成本,同时也会带来其他一些问题。
(2)在同品牌电容器的情况下,电容器容量大其漏电流还会增大,带来新的问题。
(3)电容器容量增大后,电容器的体积增大,安装空间要求增加,通风条件要更好。
(4)电源滤波电容器容量大,对前级的整流二极管开机过电流危害性加大。
2.电路设计中的滤波电容器耐压取值参考
工频电源电路滤波电容器的耐压取值与电路的直流工作电压相关,当电源变压器的二次绕组输出的交流电压Uo确定后,它的取值用下列公式估算:
(www.daowen.com)
式中,V为滤波电容器耐压;Uo为电源变压器二次绕组输出的交流电压有效值。
电路设计提示
关于工频电源电路滤波电容器耐压取值设计再说明下列几点:
(1)滤波电容器耐压小时,工作可能性下降,容易发生电击穿故障。实验表明,当电容器工作在额定电压的1.34倍电压下,2h后电容会出现漏液冒气,顶部冲开。
(2)滤波电容器耐压大时,工作可靠性增加,但是成本增大,此外还会带其他一些问题,如体积增大带来的电路板空间要求增大等。
(3)电容器耐压增大还会造成漏电流增大,漏电流估算公式如下:
I=KCV
式中,V为电容器额定电压;C为电容器容量;K为常数,生产厂商根据制造过程选择不同的K,如0.01或0.03。
从上式中可以看出V高,漏电流也大。
上述公式中电流I的单位是μA,电压的单位是V,电容量的单位是μF。
常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V。
在没有特殊要求的情况下,工频电源电路中的滤波电容器选取普通铝电解电容器即可,因为选用有机半导体铝固体电解电容、高频铝电解电容器等会大幅增加成本。
滤波电容器的安装位置也很有讲究,应该尽量地将滤波电容器远离发热元件,否则过高的温度会缩短电容器的使用寿命,从而使得电容器成为整个电路中寿命最短的部件。在环境温度较高的情况下,尽量采用强迫风冷,将电容安装在进风口处。
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