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有极性电解电容器并联电路见下图。两只电容的正极相连、负极相连,它们并联后还是一个有极性电解电容,其容量为两只电容的容量之和。需要注意的是,两只电容并联时,不能一只电容的正极与另一只电容的负极相连,否则在电路中会因一个电容极性接反而发生。两只大电解电容并联电路如下图。C1,C2都是510uF的电解电容,这种电容并联电路用于电源滤波,或在OTL功放电路输出回路中作为输出端的耦合电容。6、低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。使用两只大电解电容并联的主要目的是:1、提高电路工作可靠性有一只电容开路后,另一只电容仍能够使电路正常工作,这样可降低电路的故障发生率。2、减小电容器漏电流容量大的电容器漏电流大,两只电容并联后的漏电流小于一只电容的漏电流。3、加大容量当采用一只大电容后电路效果不理想时,可以再用一只大电容并联。4、降低成本容量越大的电容价格越贵,两只容量减小一半的电容的价格加起来还不到一个大电容的价格。5、减小电容器的体积一只容量大一倍的电容,其体积要大出很多,但有空间受限的情况时,可用两只电容并联来解决。有极性电解电容器逆串联电路有极性电解电容的逆串联主要是为了得到一个无极性的电解电容。见下图。逆串联电路有两种,下图a所示是两只电容正极相连,图b所示是两只电容负极相连。无论那种逆串联电路,电路效果是一样的,逆串联后都等效成一只无极性的电解电容。
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在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。高温、长寿命化在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的为广泛。电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系,温度越高,电容器的寿命越短。普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏,如:EPCOSB41303,B43303等型号的电解电容器。但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高。
在选择电容器的时候,应该根据具体的环境温度和其它的参数指标来选定,如果忽略了环境温度对电容器寿命的影响,那么电源工作的可靠性、稳定性将大大降低,甚至损坏设备和仪器。就一般情况而言,全新电解电容器回收哪里有工作在环境温度为80℃时,一般能达到10000h寿命的要求。另一方面,电解电容器的寿命还与电容器长时间工作的交流电流与额定脉冲电流(一般是指在85℃的环境温度下测试值,但是有一些耐高温的电解电容器是在125℃时测试的数据)的比值有关。在所有需要将交流电转换为直流电的电路中,设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定,同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。一般说来,这个比值越大,电解电容器的寿命越短,当流过电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时,电解电容器一般都已经损坏。所以,电解电容器有它的安全工作区,对于一般应用,当交流电流与额定脉冲电流的比值在3.0倍以下时,对于寿命的要求已经满足。环境温度和纹波电流对电解电容器的影响如图2所示。图2EPCOS的B43564铝电解电容器的寿命与温度、纹波电流的关系高频低阻抗化对于中小输出功率开关电源的工作频率除少数因价格限制而仍采用20~40kHz外,大多数均在50kHz以上;DC/DC电源模块大多在300kHz以上;大功率开关电源的开关频率受主开关(一般采用IGBT)的开关速度限制而一般在20~40kHz。尽管开关频率有所不同,但是开关电源的输出整流滤波电容器的作用基本相同,主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。
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