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武漢艾德杰電源技術(shù)有限公司
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詳解開關(guān)電源設(shè)計(jì)如何選擇電容

發(fā)布時(shí)間： 2016-05-26 15:15:52 關(guān)注量：1814

開關(guān)電源用于對(duì)這些電源進(jìn)行控制，由于具有顯著優(yōu)點(diǎn)，開關(guān)電源已成為大部分電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)電源。電容可用來減少紋波并吸收開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的噪聲，它還可以用于后級(jí)穩(wěn)壓，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)能力。電源輸出中不應(yīng)出現(xiàn)任何紋波噪聲或殘留抖動(dòng)。這些電路常采用鉭電容來降低紋波，但鉭電容有可能受到開關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲影響而產(chǎn)生不安全的瞬變現(xiàn)象。

為保證可靠工作，必須降低鉭電容的額定電壓。例如，額定值為10uF/35V的D型鉭電容，工作電壓應(yīng)降低到17V，如果用在電源輸入端過濾紋波，額定35V鉭電容可在高達(dá)17V的電壓導(dǎo)軌上可靠地工作。

高壓電源總線系統(tǒng)一般很難達(dá)到額定電壓降低50%的指標(biāo)。這種情況限制了鉭電容用于電壓導(dǎo)軌大于28V的應(yīng)用。目前，由于鉭電容需要被降額使用，高壓濾波應(yīng)用可行的辦法是采用體積較大且?guī)б€的電解電容，而不是鉭電容。

新型鉭電容

為解決降低額定電壓的問題，Vishay研發(fā)部門開發(fā)出了具有更高額定電壓等級(jí)的新系列SMD固體鉭電容器，額定電壓高達(dá)75WVDC.50V額定電壓電容在28V以及更高電壓導(dǎo)軌中的應(yīng)用引起了設(shè)計(jì)人員的擔(dān)心，而采用Vishay新型的63V和75V鉭電容，可達(dá)到額定電壓降低50%的行業(yè)認(rèn)可安全指標(biāo)。電介質(zhì)成形更薄、更一致，使SMD固體鉭電容的額定電壓能夠達(dá)到75V，從而實(shí)現(xiàn)了提高額定電壓的技術(shù)突破。成形工藝中對(duì)多道工序進(jìn)行了改進(jìn)：降低了成形加工過程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力集中，降低了電容成形過程中電解液的局部過熱，提高了電介質(zhì)成形過程中電解液濃度和純度的一致性。新型電容T97系列的額定電壓達(dá)75V，83系列達(dá)63V。

無線感應(yīng)耦合充電

大量的感應(yīng)充電器采用返馳式轉(zhuǎn)換器。感應(yīng)充電為醫(yī)療設(shè)備電池提供充電電能，同時(shí)，感應(yīng)充電器也被用于大量的便攜式設(shè)備(如牙刷)中。

縮小充電電池尺寸有助于減小采用無線感應(yīng)充電電路的植入式醫(yī)療設(shè)備的體積。無線感應(yīng)充電器可為設(shè)備上安裝的微小薄膜(如 CymbetEnerChip)充電式儲(chǔ)能器件安全地充電。感應(yīng)充電器采用了并聯(lián)LC(電感、電容)諧振儲(chǔ)能電路的工作原理。

Vishay595D系列1000uF鉭電容被用作Cymbet接收電路板的C5電容，為無線電發(fā)射等負(fù)載提供脈沖電流。此款感應(yīng)充電器的輸入與輸出之間具有良好的隔離，這是醫(yī)用設(shè)備的重要要求。

在一些電壓較高的感應(yīng)充電器應(yīng)用中，需要采用高壓穩(wěn)定的電容作為諧振電容。由于感應(yīng)充電器的初級(jí)線圈需要采用交流電壓驅(qū)動(dòng)，因此必須對(duì)電容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。感應(yīng)充電器需要具備高擊穿電壓(VBD)性能，同時(shí)，某些應(yīng)用中還需要防護(hù)高壓電弧放電。為避免電弧放電，電路板一般敷有保護(hù)涂層，或者通過合理安排元器件布局達(dá)到高壓側(cè)與電路板其他部分隔離的效果等。但這種方法往往需要很大的電路板空間，因?yàn)楦邏弘娐吠ǔ２捎皿w積較大的引線型通孔插裝電容。

高壓電弧防護(hù)電容解決方案

為解決這一問題，Vishay推出了一系列的HVArc(高壓電弧)防護(hù)MLCC(多層貼片陶瓷電容)，可防止電弧放電，同時(shí)節(jié)省空間。這些新器件在較高的電壓定額內(nèi)具有最大容量，并且提高了電壓擊穿的耐受能力。高壓電弧放電會(huì)造成斷路，并有可能損壞其他元器件。標(biāo)準(zhǔn)的高壓SMD電容最終將會(huì)失效短路，這取決于電弧放電的次數(shù)和存在問題的部分。VishayHVArc防護(hù)電容可以吸收所有的能量，因此，此電容能夠在高壓下進(jìn)行正常工作，至少在達(dá)到高壓擊穿極限之前，不會(huì)產(chǎn)生破壞性電弧放電。

用于MRI的新型無磁電容

磁共振成像(MRI)設(shè)備內(nèi)部或周邊電路中所使用的電容及其他電子元器件需要屏蔽或封裝在MRI室外。電容的電介質(zhì)、電極材料或端接材料中可能含有鐵質(zhì)或磁性材料。為提高圖像分辨率，MRI系統(tǒng)的磁場(chǎng)水平不斷提高，而MRI室內(nèi)使用的電容會(huì)造成磁場(chǎng)畸變。因此，需要減少或完全消除大部分電容中的磁性材料。

新推出的系列MLCC在電極和端接結(jié)構(gòu)中采用非鐵材料，來滿足消除磁化的要求。無磁結(jié)構(gòu)可以采用X7R和NPO電介質(zhì)。外形尺寸為0402至1812，符合EIA規(guī)格。Vishay還在最終測(cè)試時(shí)采用了專用電容分選設(shè)備，以確保所有無磁電容均能符合技術(shù)要求。

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客戶感言

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北京合康億盛變頻科技股份有限公司

經(jīng)人介紹認(rèn)識(shí)了艾德杰，試著從他們那里買了一套產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，故障幾乎沒有，即便有點(diǎn)小問題，他們也會(huì)過來處理，后來就一直和他們進(jìn)行友好合作。
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武漢中元華電科技股份有限公司

在我們決定與艾德杰電源合作后，他們派出技術(shù)骨干和我們的技術(shù)部門溝通，充分了解了我司的使用需求后立即準(zhǔn)備方案，待我們確認(rèn)方案后，艾德杰的工作人員馬上將此提上日程，在距預(yù)約交貨期還有5天的時(shí)候，就已將我司定制的電源送上門，安裝調(diào)試，產(chǎn)品使用至今，一切良好，非常感謝艾德杰的鼎力支持，不辭勞苦的幫我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)新產(chǎn)品，技術(shù)可靠，服務(wù)周到。
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中國(guó)中船重工集團(tuán)707所

我們公司的工程師只擅長(zhǎng)一部分工作，另一部分與電源有關(guān)的工作不是很擅長(zhǎng)，公司有個(gè)新項(xiàng)目需要他人來合伙開發(fā)，生產(chǎn)，一時(shí)半會(huì)兒找不到合作伙伴。網(wǎng)上找到了艾德杰，經(jīng)過實(shí)地考察，我們決定和艾德杰試著合作一次，整個(gè)合作過程，我們多次溝通，商量，他們的工程師技術(shù)好，經(jīng)驗(yàn)豐富，我們和他們一起探討，彼此的知識(shí)面都擴(kuò)大了，合作過程中設(shè)計(jì)到多次修改，他們的工程師半句怨言都沒有，合作的過程非常滿意，產(chǎn)品準(zhǔn)時(shí)交給我們使用，...
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北京鐵道機(jī)車研究所

一次偶然的機(jī)會(huì)艾德杰的銷售人員聯(lián)系到我們，我們抱著試試看的心情從他那里訂購(gòu)了一臺(tái)電源，性能很好，從那之后我們就建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系，偶爾有一點(diǎn)點(diǎn)的小故障，他們的工作人員都會(huì)很快的過來幫忙處理。服務(wù)熱情周到，他們才是我們的好兄弟，好幫手。
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李明仕

湖北武漢人 1970年7月出生碩士學(xué)歷。從事電源設(shè)計(jì)研發(fā)工作30年，先后擔(dān)任多家電源公司的技術(shù)總監(jiān) 技術(shù)成果 1． 1996年獲武漢市科學(xué)技術(shù)研究成果證書武科成證字(96)第014號(hào) 登記號(hào)WK9601003 成果名稱:DTK系列開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源 2． 1996年武漢高創(chuàng)電子有限公司的電源項(xiàng)目獲得電源行業(yè)的第一個(gè)國(guó)家火炬計(jì)劃 3． 2000年武漢玉星電子有限責(zé)任公司<<電壓過零檢控軟開關(guān)電源>>項(xiàng)目獲科技部中小型企業(yè)創(chuàng)新基金無償資助,項(xiàng)目代號(hào)20004214054563 4.　電源方面各項(xiàng)專利近20項(xiàng)，其中發(fā)明專利2項(xiàng)。 5. 國(guó)內(nèi)電源期刊上發(fā)表多篇論文。

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沈錦飛

1955年出生，現(xiàn)任江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院教授、碩士生導(dǎo)師。主要從事電力電子電路、裝置與電能質(zhì)量控制的研究和教學(xué)工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30多篇，其中EI檢索5篇，獲得教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)、江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)、無錫市科技進(jìn)步獎(jiǎng)，多項(xiàng)發(fā)明專利，主編本科教材；被評(píng)為無錫市優(yōu)秀教師、市級(jí)先進(jìn)個(gè)人。是中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)會(huì)員、江蘇省電工協(xié)會(huì)自動(dòng)控制系統(tǒng)專委會(huì)委員、無錫市自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事、無錫市電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事。

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顏文旭

1971 年出生，現(xiàn)任江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師?，F(xiàn)主要從事電力電子技術(shù)及智能控制、機(jī)電一體化及過程控制等領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30篇（其中EI收錄6篇），獲專利12項(xiàng)，參加編制十二五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，省青年科學(xué)基金項(xiàng)目，市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，主持方塊地毯自動(dòng)包裝生產(chǎn)線開發(fā)、2.0MW風(fēng)力發(fā)電變流器、10kV高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、船舶壓載水物理強(qiáng)化處理核心技術(shù)...

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