陶瓷电容器的应用

陶瓷电容器的应用陈永真[e-mail]13841685729陶瓷电容器的应用在工频整流滤波的应用中，铝电解电容器应该是不可替代的，其原因是，工频整流滤波需要大电容量的滤波电容器，使陶瓷电容器很难应用大容量陶瓷电容器非常适合在旁路、高频整流滤波中的应用对于100kHz或100kHz以上的开关功率变换时的高频整流滤波时，电容器的容抗就已经很小了。如100μF的电容量在100kHz时的容抗为15.9mΩ，而低ESR的100μF铝电解电容器的最低的ESR约400mΩ1000μF的低ESR铝电解电容器的ESR为70mΩ100μF的标准钽电解电容器的最低的ESR约250mΩ即使是超低ESR钽电解电容器的最低的ESR也约为0.06Ω铝聚合物电解电容器的最低的ESR也至少在20mΩ以上，都比15.9mΩ高。这时，对于电解电容器来说，在这样高的频率下与其说是电容器不如说更像一个电阻。而一只10μF的陶瓷电容器的ESR仅为0.003Ω（即3mΩ）明显低于100μF（159mΩ）的容抗，这时电容器的作用还是起绝对主导作用。而对于100kHz的方波中的3次、5次7次……等其容抗相应的降低到53mΩ、32mΩ、23mΩ，还是容性特性。如果降低ESR电解电容器于大电容量陶瓷电容器相并联可以获得在20kHz以上5MHz以下的频带内的低阻抗。比较科学的选择高频整流滤波电容器是根据滤波电容器所允许的纹波电流，而纹波电流允许值在绝大多数情况下由其ESR决定（p=i2·rESR），对于相同尺寸的封装在允许的温升相同时，ESR越小允许的纹波电流值越大，如标准钽电解电容器的最小ESR为250mΩ，而大电容量的陶瓷电容器的ESR一般在10~30mΩ，这样陶瓷电容器的允许的纹波电流将是101/2~301/2倍，即3.16~5.47倍。标准钽电解电容器的允许纹波电流为0.66A，则陶瓷电容器允许的纹波电流将可以达到其对应的倍数2.08A和3.6A。对比测试一DC/DC变换器：5V输入、12V输出、开关频率450kHz、输入电流0.34A、输出电流0.12A。在DC/DC变换器的电源输入端分别并联100μF铝电解电容器、33μF钽电解电容器和2.2μF陶瓷电容器。在DC/DC变换器的输入端测试纹波电压与纹波电流，其结果为：电容器种类电容量/额定电压纹波电压峰-峰值mVP-P纹波电流峰-峰值mAP-P纹波电流有效值mArms封装铝电解电容器100μF/25V106486154D钽电解电容器33μF/16V96486144Ф6.3×L15陶瓷电容器2.2μF/16V1044861461206大电容量的陶瓷电容器对瞬变负载所造成的电源电压瞬变有很好的抑制作用测试电路测试结果更详尽的分析请看明年科学出版社出版的“电容器手册”让我们共同努力！作者联系方式[e-mail]13841685729