描述

一、什么是濾波電容

安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件，通常把這種器件稱其為濾波電容。由于濾波電路要求儲能電容有較大電容量。所以，絕大多數(shù)濾波電路使用電解電容。電解電容由于其使用電解質(zhì)作為電極（負極）而得名。電解電容的一端為正極，另一端為負極，不能接反。正極端連接在整流輸出電路的正端，負極連接在電路的負端。在所有需要將交流電轉換為直流電的電路中，設置濾波電容會使電子電路的工作性能更加穩(wěn)定，同時也降低了交變脈動波紋對電子電路的干擾。濾波電容在電路中的符號一般用“C“表示，電容量應根據(jù)負載電阻和輸出電流大小來確定。當濾波電容達到一定容量后，加大電容容量反而會對其他一些指標產(chǎn)生有害影響。

二、濾波電容的特點

1、溫升低

諧波濾波器回路由電容器串聯(lián)電抗器組成，在某一諧波階次形成最低阻抗，用以吸收大量諧波電流，電容器的質(zhì)量會影響諧波濾波器的穩(wěn)定吸收效果，電容器的使用壽命跟溫度有很大的關系，溫度越高壽命越低，濾波全膜電容器具有溫升低等特點，可以保證其使用壽命。

2、損耗低

介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）：≤0.0003

3、安全性

符合GB、IEC標準，內(nèi)部單體電容器均附裝保護裝置；當線路或單體電容器發(fā)生異常時，該保護裝置將會立即動作，自動切斷電源，以防二次災害的發(fā)生。附裝放電電阻，可確保用電及維護保養(yǎng)之安全。外殼采用鋼板沖壓而成，內(nèi)外部涂上耐候性良好之高溫烤漆安全性特高。

4、便捷性

體積小且重量輕，搬運安裝極為方便

三、濾波電容的作用

濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對于精密電路而言，往往這個時候會采用并聯(lián)電容電路［1］的組合方式來提高濾波電容的工作效果。

低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為50Hz；而高頻濾波電容主要工作在開關電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。濾波電容在開關電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員十分關心的問題。

50赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動電壓頻率僅為100赫茲，充放電時間是毫秒數(shù)量級。為獲得更小的脈動系數(shù)，所需的電容量高達數(shù)十萬微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標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)。而開關電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達數(shù)萬赫茲，甚至是數(shù)十兆赫茲。這時電容量并不是其主要指標，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標準是“阻抗-頻率”特性。要求在開關電源的工作頻率內(nèi)要有較低的等效阻抗，同時對于半導體器件工作時產(chǎn)生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在萬赫茲左右便開始呈現(xiàn)感性，無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容的一個正端流入，經(jīng)過電容內(nèi)部，再從另一個正端流向負載；從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端。

四、濾波電容選取原則

在電源設計中，濾波電容的選取原則是：

C≥2.5T/R

其中：C為濾波電容，單位為F；

T為周期，單位為S，T=1/f

f為交流電源頻率，單位為Hz

R為負載電阻，單位為Ω

當然，這只是一般的選用原則，在實際的應用中，如條件（空間和成本）允許，都選取C≥5T/R。

由于四端電容具有良好的高頻特性，為減小電壓的脈動分量以及抑制開關尖峰噪聲提供了極為有利的手段。高頻鋁電解電容器還有多芯的形式，即將鋁箔分成較短的若干段，用多引出片并聯(lián)連接以減小容抗中的阻抗成份。并且采用低電阻率的材料作為引出端子，提高了電容器承受大電流的能力。