電容去耦原理透徹分析與設(shè)計參考

電容退耦原理采用電容退耦是解決電源噪聲問題的主要方法。電容器在變電所各種設(shè)備中屬于可靠性比較薄弱的電器，它比同級電壓的其他設(shè)備的絕緣較為薄弱，內(nèi)部元件發(fā)熱較多，而散熱情況又欠佳，內(nèi)部故障機會較多，制造電力電容器內(nèi)部材料的可燃物成分又大，所以運行中極易著火。這種方法對提高瞬態(tài)電流的響應(yīng)速度，降低電源分配系統(tǒng)的阻抗都非常有效。對于電容退耦，很多資料中都有涉及，但是闡述的角度不同。有些是從局部電荷存儲（即儲能）的角度來說明，有些是從電源分配系統(tǒng)的阻抗的角度來說明，還有些資料的說明更為混亂，一會提儲能，一會提阻抗，因此很多人在看資料的時候感到有些迷惑。其實，這兩種提法，本質(zhì)上是相同的，只不過看待問題的視角不同而已。為了讓大家有個清楚的認(rèn)識，本文分別介紹一下這兩種解釋。從儲能的角度來說明電容退耦原理。在制作電路板時，通常會在負載芯片周圍放置很多電容，這些電容就起到電源退耦作用。

寄生對陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同

顯示運作在500kHz下的連續(xù)同步調(diào)節(jié)器模擬的電源輸出電容器波形。它使用圖1所示三種電容器的主要阻抗：陶瓷電容；鋁ESR;鋁聚合物ESL.

紅色線條為鋁電解電容器，其由ESR主導(dǎo)。圖1顯示一個電容器的基本寄生組成，其由等效串聯(lián)電阻（ESR）和等效串聯(lián)電感（ESL）組成，并且以曲線圖呈現(xiàn)出三種電容器（陶瓷電容器、鋁質(zhì)電解電容器和鋁聚合物電容器）的阻抗與頻率之間的關(guān)系。因此，紋波電壓與電感紋波電流直接相關(guān)。藍色線條代表陶瓷電容器的紋波電壓，其擁有小ESL和ESR.這種情況的紋波電壓為輸出電感紋波電流的組成部分。由于紋波電流為線性，因此這導(dǎo)致一系列時間平方部分，并且外形看似正弦曲線。

綠色線條代表紋波電壓，其電容器阻抗由其ESL主導(dǎo)，例如：鋁聚合物電容器等。由于復(fù)合三極管的放大作用，把被測電容的充放電過程予以放大，使萬用表指針擺幅度加大，從而便于觀察。在這種情況下，輸出濾波器電感和ESL形成一個分壓器。這些波形的相對相位與我們預(yù)計的一樣。ESL主導(dǎo)時，紋波電壓引導(dǎo)輸出濾波器電感電流。ESR主導(dǎo)時，紋波與電流同相，而電容主導(dǎo)時，其延遲。現(xiàn)實情況下，輸出紋波電壓并非僅包含來自這些元件中之一的電壓。相反，它是所有三個元件電壓之和。因此，在紋波電壓波形中都能看到其某些部分。

   導(dǎo)電高分子聚合物固態(tài)鋁電解電容器，具有極低的等效串聯(lián)電阻(ESR)值理想的容量頻率曲線、穩(wěn)定的溫度特性、很強的噪音吸收能力、明顯的濾波效果、不燃燒、不爆1炸、安全性高、無污染，而且兼有小型化、片式化、輕量化、低剖面等特點。（3）噪聲抑制，尖峰脈沖和緩沖器當(dāng)感應(yīng)電路打開時，通過電感的電流會迅速塌陷，在開關(guān)或繼電器的開路上產(chǎn)生大的電壓。顯著的特性優(yōu)勢，使它在高頻電路中得到廣泛應(yīng)用。

    開關(guān)電源被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備或系統(tǒng)中，開關(guān)電源性能的好壞，直接影響設(shè)備或系統(tǒng)的正常運行。最后，綠色線條代表紋波電壓，其電容器阻抗由其ESL主導(dǎo)，例如：鋁聚合物電容器等。如何輸出低噪聲穩(wěn)定的直流電壓，關(guān)鍵應(yīng)做好電源的整流濾波。采用導(dǎo)電高分子聚合物固態(tài)鋁電解電容器進行濾波，具有明顯的容量頻率特性和噪音吸收能力，超越現(xiàn)有液體鋁電解電容器和固體片式鉭電容器的濾波特性，是開關(guān)電源理想的濾波電容器。

1.中頻電爐過電壓：

1.1 爐襯偏厚：

導(dǎo)致負載變高，功率變小，電容器電壓波動增大。

1.2起爐過快：

在出鋼后起爐短時間內(nèi)，爐膛內(nèi)沒有鋼水，爐料之間的短路放電，造成頻率電流的閃動，負載諧振點漂移幅度大，容易造成短時的逆變角度過大，逆變電壓瞬間升高

1.3 爐料太差：

在起爐后的一段時間內(nèi)，電流和頻率很低，直流電抗的能量連續(xù)給電容充電。若負載變輕后，電容器的低頻振蕩增大，容易造成電容器單方向過電壓。