1、開關電源輸出整流濾波電容器選擇、八 、前言開關電源 的輸出整流濾波 電容器 的作用主要是通過利用 濾波電容器 吸收開關頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。也就 是說是利用電容器的低阻抗而將交流電流分量的絕大部分，更希望是全部 分流到濾波電容器上，使輸出電流沒有或非常小的交流電流分量。無論正激式 開關電源 工作輸出的矩形波電流，還是反激式開關電源的 鋸齒波電流，均含有極其豐富的高次諧波電壓與電流。這些高次諧波電流 是不允許作為輸出電流成分流入負載，需要采用高頻阻抗低的電容器對其 分流短路。這要求濾波電容器應具有很好的阻抗頻率特性，這與工頻整流 濾波對電容器要求大電容量的要求有所不

2、同的（工頻整流濾波很容易濾除 工頻的高次諧波，即使是 40次也不過才2000Hz, 般電解電容器很容易 實現）。因此開關電源的輸出整流濾波電容器即使選用鋁 電解電容 器也應 首選低ESR的鋁電解電容 器，而絕不能隨意到 電子市場抓到什么樣的 鋁電 解電容器 （只要電壓、電容量滿足要求）均可。這樣作的結果將是電源的 輸出紋波電壓過高，特別是峰 -峰值電壓過高。1輸出濾波電容器對輸出紋波電流的旁路作用輸出整流濾波電容器的任務主要是旁路開關電源輸出的高頻交流紋 波電流分量，相當于電源的交流等效 電路 中旁路電容器與負載分享紋波電 流，如圖 1。圖 1 旁路電容器與負載分享紋波電流的交流等效電路圖中，

3、 電流源 等效為開關電源的 逆變器 部分產生的交流紋波電流。在高頻段，輸出整流濾波電容器的容抗已經小于電容器的ESR電容器的容抗可以忽略，這時的紋波電流只剩下旁路電容器的ESR與負載分擔。很顯然，如果旁路電容器的ESRt匕較大就會變成負載與旁路電容器的ESR分享紋波電流，這樣，旁路電容器的分流效果將大打折扣，影響旁路效果。所 以除了對電容量的要求外，還希望旁路電容器的ESR越小越好。2不同電路拓撲要求不同輸出濾波特性（ 1）正激式開關電源要求的輸出濾波特性輸出濾波 電解電容器 的性能直接影響開關電源的性能，那么開關電源 的電路拓撲和電路設計的合理性是否反過來也影響輸出濾波電容器的工 作和壽命？

4、結論是肯定的。通常開關電源的主回路的電路拓撲主要有：反 激式（包括電流連續與電流斷續） 、單管正激（包括雙管箝位和有源箝位） 、 半橋與全橋、推挽電路拓撲。除反激式電路拓撲外，其它形式的電路拓撲 都可以在主 開關管 導通期間使輸入的電能直接向輸出提供。如果開關管的導通占空匕為 100%，那么輸出濾波電容器上就沒有紋波 電流，輸出濾波電容器也沒有存在的意義。同時輸出 濾波電感 如果為無窮 大，則輸出濾波電容器上也沒有紋波電流，那么選擇什么樣的濾波電容也 就無所謂。實際上為了穩定輸出電壓開關管的導通占空匕不可能工作在 100%，而且輸出濾波 電感的電感量也不可能達到無窮大，因此輸出濾波電第 2 頁

5、容器上還有紋波電流。這時紋波電流的大小主要看輸出濾波電感對電流的 平滑作用如何，如圖 2。圖 2 輸出濾波電感、電容器的電流波形如果輸出電流在 20%負載仍能連續則輸出濾波電容器僅承擔輸出電流 的 40%峰- 峰值紋波電流，如紋波電流近似為三角波時，其有效值為：其中 Irms 、 IP-P 、 IO 分別為輸出濾波電容器的有效值電流和峰 - 峰 值電流。可以得出當負載電流在 20%、10%額定電流時為電流臨界連續狀態， 則流過輸出濾波電容器的有效值電流為額定輸出電流的18.26%、9.13%。應該說相對輸出電流而言，這個電流是比較小的，對輸出濾波電容器的影 響并不很大。（2）反激式開關電源要求

6、的輸出濾波特性 如果是反激式開關電源，情況將完全不同了，因為所有的輸出電流為 電感（隔離型的為“ 變壓器 ”）提供，而電感電流的波動均需要輸出濾波 電容器來濾除，如圖 3。圖 3 不同電流工作模式下的濾波電感、電容器的電流波形在占空比接近 0.4 的理想狀態下，逆變器輸出電流峰值為輸出電流平 均值的 5 倍；流過輸出整流濾波電容器的紋波電流有效值至少為輸出電流 平均值的 120%以上。這就使得輸出整流濾波電容器不得不承受高有效值電流第 3 頁3.對輸出濾波電容器性能的要求由于正激式幵關電源電路拓撲通過輸出濾波電感平滑了逆變器輸出電流，因此需要輸出整流濾波電容器濾除的交流分量僅為幵關電源額定輸出

7、電流的20%以下，需要電容器的性能要求不是很高；反激式幵關電源要求輸出整流濾波電容器“短路”逆變器輸出電流的所有交流電流成分，因此將流過非常高的有效值電流，要求電容器具有 能夠承受這個電流的能力；不僅如此，為了盡可能將所有的交流電流分量“短路”要求輸出濾波電容器均由盡可能低的ESR因此輸出整流濾波電容器將需要極低ESR的“高頻低阻”鋁電解電容器或低 ESF鉭電解電容器 以及陶瓷貼片電容器。選擇一般的低阻鋁電解電容器實則需要更多數量的 才能滿性能要求。相對于電容量則不在時選擇依據。一個幵關電源的整流后的濾波電容是兩個68UF,而輸出濾波電容是3個1200UF，為什么？懸賞分：10| 解決時間：2

8、010-7-817:13| 提問者：Iucy168165| 檢舉這個幵關電源是：220V輸入，輸出是12V4A輸入濾波電容和輸出濾波電 容分別怎么算？問題補充：我問的是為什么這樣的容量？這些容量是怎么得來的？下面這位老兄說的這個是電壓問題而不是容量問題啊 最佳答案無論是前級還是后級的濾波電容，都是越大越好。但往往是因為成本和空間的問題不能選擇非常大的電解電容所以一般夠用就好，電容的取值也有一些復雜的計算公式，不過很少人去算了都是根據經驗、空間限制、成本要求來取值一般情況前級的容值是輸出功率的1.5-2倍，后級要看電流，一般1A取1000UF（習慣性分成2-3個電容分級濾波，效果會更好些正確輸出

9、幵關電源使用的濾波電容懸賞分：5| 解決時間：2010-9-13 13:48| 提問者：Iiuya789 | 檢舉最佳答案幵關電源輸入是以直流成分，在后端的脈動工作中會反饋到前端來，所以前端也要用低阻抗電解，即ESR低的。普通的CD11是不能用的。后端輸出根據頻率成分不同選擇不同的高頻電解。國產的CD289 261, 262,263等。0幵關電源輸出濾波電容容值如何計算？懸賞分：100| 解決時間：2009-3-2412:29| 提問者：warlice | 檢舉AC 90V-260V輸入DC 7.5V 1A 輸出，輸出濾波電容用的是兩個電容并聯 在一起，大小分別為1000U 16V和220u

10、16V，請問這兩個電容是如何確定的。紋波要求小于 100mVo問題補充:2樓的大師傅，是不是電容阻抗再根據Z=1/JWC得出，然后解出C?或者說根據電容的 RC=（ 50-80 ）乘以10的六次方？解出C？應該是上者哦，因為跟頻率有關。那能不能在問一下輸入電容的問題，輸 入電容是用4.7u 400v與10U 400v的電容并聯的，這是怎么算的。請你 再答一下，答完了再加100分。實際上它是一個 n型濾波，中間那個電感值是2.2MH還是20MH我不記得了。這樣子的話怎么計算的。望二樓大哥賜教，我真的很想弄懂它，吃飯 就靠這個了。期望中。份多少我都可以給。最佳答案該問題涉及到一個算法問題，簡單思考

11、一下（多謝二樓的提出）首先我們確定紋波電流，假設紋波電流為輸出電流的20% （幵關電源常用此參數），得出紋波電流 1= 1A*0.2 =200MA紋波電壓，一般為輸出電壓的0.3%-0.4%左右，得出紋波電壓 V二 7.5V*（0.3%-0.5%） =22.5-37.5mV電容阻抗：ESR=V/I=0.1125-0.1875假設幵關的工作頻率為 100-200KHZ，實際上此電路只需選用 1000uF左右 的電容就可以了顯然原電路設計比較合理，按1000U與220U并聯，盡量減少電路中電容的ESR實際的紋波在23.4mV（理想狀態）補充，細節問題會在百度 HI與你說明幵關電源整流后250V33UF濾波電容換250V100UF濾波電容，電壓會升高 嗎？ ？懸賞分：0| 解決時間：2008-12-415:2