开关电源的元件选择PPT学习教案

1、会计学1开关电源的元件选择开关电源的元件选择2llRAA第1页/共46页3不能使用一个电阻降压等等。第2页/共46页4 电阻的温度系数碳膜电阻 3501350ppm*/C金属膜电阻 25100ppm/C 金属氧化膜电阻 100300 ppm/C 线绕电阻 （镍铬）25100 ppm/C 贴片电阻 100200 ppm/C 水泥线绕电阻 20300 ppm/C 铜导线电阻 4260 ppm/C 康铜 近似为零第3页/共46页5第4页/共46页60.5lRdm第5页/共46页7第6页/共46页8峰，雷击等）单独应用：配合保险丝应用（浪涌吸收）。第7页/共46页9第8页/共46页10第9页/共46页

2、11充电：充电：当两个端子接到电源时，电源正极将相连极板电子吸走，留下正电荷；而负极向另一极板同时送人相等电子。在外电路形成电流。直到极板电压等于极板两端电压。第10页/共46页12601085836dA.dAdAdACrrrCUQ 或UQC 电容量与结构和介质有关：F 0 r0 =8.8510-12F/m(110-9/36) A极板面积（m2); d极板间距离（m)通常电容器名称是以介质材料来命名的第11页/共46页13尼龙3.55氧化铝7.510聚酯薄膜 3.1 导热硅脂3.94.3人造云母 5.2 聚四氟乙烯1.82.2第12页/共46页14200021CUCududtdtduuCuid

3、tWUtttUCtQidddd(J)电容电压不能突变，PW/T正弦交流(u=Umsint)电路中的电容)/t(ItXUtC/UtUCtuCimc2sincos2cos12cos2ddCXC1式中第13页/共46页15标称值和电阻相同。按照公差等级决定序列。如公差10%：1.0，1.2，1.5，1.8，2.0，2.7，3.3，3.6, 4.7，6.8和8.2等，像4.7F，0.047F，47pF等等误差等级1%（00）级，2%(0)级，5%（）级，10%（）级和20%（）级容量标注在外壳上容量标注在外壳上，测试条件为25C，1F 测试频率为120Hz， 1F C1nF 测试频率为1kHz第14页

4、/共46页16额定直流电压额定直流电压：电容两极能施加的最高直流电压。额定交流电压额定交流电压：受损耗限制，一般比直流电压低得多。并随频率增加允许交流电压降低。例如例如：某电容直流额额定电压为600V，而50Hz交流额定电压为30V。某电容50Hz交流额定电压为400V，而在400HZ应用，额定电压降低为240V等。通常选择电容额定电压不得小于电容所承受电路最高电压的125%。第15页/共46页17ESR：引线、焊接和介质极化损耗。介质损耗与温度和频率有关。ESL：引线、电容极板结构有关。RS：泄漏电阻，一般很大损耗系数：容量1F，用120Hz； 1F ，用1kHz。C（F），DF（）1000

5、0100010000tanCRCRDFESRESRESRESLRLjCjZ1Zf第16页/共46页18容芯卷绕大，平叠小。第17页/共46页19电容损耗：ESRRIP2I纹波电流有效值（A）;PRTTTtham绝缘介质绝缘介质决定了最高温度Tm，环境温度Ta决定温升T。而电容器的体积体积决定了散热面积，即决定了热阻，因此给定电容的允许损耗也就确定了。不同电容的ESR不同，各种电容允许的稳态电流有效值也不同。超过电容的温升，将引起电容寿命大大缩短或爆裂。第18页/共46页201. 铝电解电容铝电解电容一般电解电容指铝电解电容结构结构：纯铝阳极电极板一面电极，一面阳极化生成氧化铝介质，为了增加面积

6、，增加电容量极板氧化成多孔结构。电解液与阴极电气相连。（化成电压135200%额定电压）工作寿命工作寿命：ESR增加30% ，或电容量减少到80%判定电容寿命终止。温度上限的工作时间为工作寿命。如2k小时，5k小时或10k小时等。温度范围温度范围：2585，4085，5585，40105，55105和55125等等第19页/共46页21508010-6(s)。第20页/共46页22例例：Buck类LC滤波输出电流为20A,允许纹波纹波电压为100mV。f=50kHz .选择电解电容。解解：纹波电流为0.2Io=0.220=4A。因为Upp IRESR 46510-6/C ,则需要C 46510

7、-6/0.1=2600F。如果不考虑ESR，按照此容量计算纹波电压为Upp IT/2C 42010-6/(2260010-6）=15.4mV按实际ESR计算纹波第21页/共46页23655 6532500.1pppICUFTR断续(Ip峰值电流) ，DRTR/T=0.5：20.50.2551.63434RRacpDDIIA第22页/共46页24(1)acIIDDI/2paIII连续(Ia中值电流) ：Ia连续交流电流有效值应当小于所选电容允许电流有效值：需要的电容量 ：65pppICUF反激输出纹波尖刺问题第23页/共46页25 tIiUipIiULopoLpoPkfUPUUfPC)1 ()(

8、2222k= UL/Up；)1 (122kfUp 脉冲宽度 1cos2ktf流过电容的交流有效值 22(2 )accpIItftfC输出接开关电源，输入电流有效值为Isw，电容电流总有效值22swacACIII第24页/共46页2611885. 0/100/oiPP(30)/0.90ppkUU250118119. 2oPCF9 . 12500076. 0 CIacA第25页/共46页272.电容安装时尽量不要靠近功率器件和发热源；3.不要用有机洗涤剂清洗；4. 电路电压最高电压不超过耐压值的1.2倍；5. 不能反极性；6. 已安装在PCB上的电容不得强迫拉压或歪扭；7.在电压允许的情况下，电容

9、的端尽可能靠近，减少引线电感。缩短引线。8 8.并联引线相等第26页/共46页28相似。仍以输出纹波电压和ESR选择电容量。第27页/共46页29介质介质：薄膜电容有聚乙烯、聚酯（CL）、聚丙烯(CB)、聚四氟乙烯(CF)、聚碳酸脂（CLS ）等薄膜电容。精密、温度特性好、低漏电流。类型：类型：1.1.金属箔金属箔/ /膜电容膜电容金属箔作为电极。极低的ESR，可以承受很高的dV/dt和交流电流。体积大，价格高。容量小（低于0.01F ) 2.金属化电容金属化电容 喷涂在介质铝层作为电极。ESR大，较低的dV/dt和交流电流能力。体积小，价格低，有自愈能力。容量大。第28页/共46页302mi

10、n210onsoTLICRURL C2PCU f第29页/共46页31第30页/共46页32第31页/共46页33于定时、缓冲电路和高频交流电路使用。第32页/共46页34介质成分介质成分是钛酸盐、铌镁酸铅等 分类：分类：3类1类：类：高精度，1pF到几个mF；1类：高精度，1pF到几个mF； 2类类 ：独石电容，和1类相同的壳体，容量是以上电容2070倍，但在温度55125范围内变化大约10%，最大变化为15%25%； 3类类：电容容量是2类大约5倍，电容量随电压和温度变化较大。温度范围2585，电容变化大约20%65% 第33页/共46页35第34页/共46页361、 输入EMC滤波、整流

11、和PFCC1C2C3C4C5C6C7UiUoHVC8220V50HzAB第35页/共46页37C2, C3EMC共模滤波：一般称为Y电容。通常采用高压一类陶瓷电容，或高压金属化电容。要求较低的ESR。数值受安全泄漏电流(3mA)限制。C5PFC输入电容：通常采用金属化电容，如CBB。保证PFC工作，输入整流电压为零附近有1V左右电压。减少输入电流过零失真,一般在14 F 。C6, C7缓冲（Snubber）电容：一般采用金属箔/膜电容，具有很高的dV/dt能力，以及非常小的ESR和ESL。通常称为snubber 电容。C8输出滤波电容：铝电解电容，按纹波电压要求，根据峰值电流和电容的ESR选择

12、容量，检查电容的纹波电流定额是否满足电路要求。第36页/共46页38C11C9C9, C10 Snubber电容，要求极低ESR，一般按dV/dt能力选择电容。C10C11输出滤波电容，电解电容，按纹波电压要求，根据纹波电流和电容的ESR选择电容量。UoHVUo辅助线圈第37页/共46页39C12C13C14CTC15控制 IC驱动C16AC12工频滤波，电解电容电容，按交流整流滤波选择电容量；C13电解电容。按控制芯片欠压保护回差UUNIT/C选择电容量。I控制电路输入电流；T功率电路启动时间。C14定时电容。薄膜电容或云母电容等精密电容。C15 C16去耦电容。一般用途，3类陶瓷及任何电容。B来自辅助线圈第38页/共46页40icuceidis第39页/共46页41 单电源与双电源：一般NPN输入为双电源，如一个输入为直流基准，另一个输入为电压取样，也可使用双电源；PNP输入为单电源。 小信号放大：输入信号小于10mV时，要考虑Ios，Uos和Ib。第40页/共46页42第41页/共46页43第42