整流滤波电路电容的选择
在现实的电子应用中,电容的选择并非越大越好。电容并不理想,它的表现可以等效为电感、电阻和电容(理想状态)的串并联组合。它的这些等效参数与其结构材质紧密相关。当电容容量增大时,等效电感参数也会相应增大,导致电路滤波效果减弱。特别是在高频环境下,大电容对高频噪音的抑制作用会明显不足。
容量过大的电容在通电瞬间会产生较大的冲击电流,这可能会加大整流管的电流应力,如果整流管的应力不足以承受,就有烧坏的风险。大容量的电容不仅体积庞大,而且成本也相对较高。
滤波电容的选择并非随意决定,而是需要经过计算、综合考虑和合理筛选。整流电路的作用是将交流电转变为直流电,而在某些情况下,还需要加入稳压环节,形成整流稳压电路。逆变则是将直流电转回交流电。不同的整流电路各有优缺点,但无论哪种类型,其输出端都离不开滤波电容。
电容的容抗主要体现在其工作频率上。容量越大,工作频率越低;反之,容量越小,工作频率越高。这就意味着,在普通桥式整流电路中,由于频率较低,所以需要的滤波电容容量较大。但在开关整流电源中,由于有二次震荡电路,频率高,所以输出端的滤波电容容量较小也能起到同样的滤波效果。
电容的选择并非越大越好。对于电路来说,输出功率是一个重要的考量因素。电路输出功率大,虑波电容容量需要相应增大,以起到良好的滤波作用并减少纹波干扰。反之,如果输出功率小,虑波电容容量可以相应减小。过大的电容在关机后由于存储的电能无法立即消失,仍会继续向电路放电,导致电器电路在关机后仍然出现短暂的不稳定工作,这会影响电器的使用寿命。
在实际设计中,选择电容需要考虑多方面的因素,包括成本、效果等。一般使用的电源滤波电容多为电解电容,其特点是容量大、价格低,但高频特性较差、漏电流较大。通常会并联一个高频特性好的小电容以弥补其不足。过大的电容不仅开机冲击大,等效电感大,高频性能差,而且在设计中需要考虑适当和就近的原则。在电源端可以并联频率特性互补的电容,在负载端则可以考虑增加一级滤波。