開關電源EMC設計中電容特性分析

許多電子設計者都知道濾波電容在電源中起的作用，但在開關電源輸出端用的濾波電容上，與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣，在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器，其上的脈動電壓頻率僅有100 赫茲，充放電時間是毫秒數量級，為獲得較小的脈動系數，需要的電容量高達數十萬微法，因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造，目標是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優劣的主要參數。

在開關穩壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器，其上鋸齒波電壓的頻率高達數十千赫，甚至數十兆赫，它的要求和低頻應用時不同，電容量并不是主要指標，衡量它好壞的則是它的阻抗一頻率特性，要求它在開關穩壓電源的工作頻段內要有低的阻抗，同時，對于電源內部，由于半導體器件開始工作所產生高達數百千赫的尖峰噪聲，亦能有良好的濾波作用，一般低頻用普通電解電容器在10 千赫左右，其阻抗便開始呈現感性，無法滿足開關電源使用要求。

開關穩壓電源專用的高頻鋁電解電容器，它有四端個子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。穩壓電源的電流從四端電容的一個正端流入，經過電容內部，再從另一個正端流向負載;從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端。

因為四端電容具有良好的高頻特性，它為減小輸出電壓的脈動分量以及抑制開關尖峰噪聲提供了極為有利的手段。

高頻鋁電解電容器還有多芯的形式，它將鋁箔分成較短的若干小段，用多引出片并聯連接以減小容抗中的電阻成份，同時，采用低電阻率的材料并用螺桿作為引出端子，以增強電容器承受大電流的能力。

疊片電容也稱為無感電容，一般電解電容器的芯子都卷成圓柱形，等效串聯電感較大;疊片電容的結構和書本相仿，因流過電流產生的磁通方向相反而被抵消，因而降低了電感的數值，具有更為優良的高頻特性，這種電容一般做成方形，便于固定，還可以適當減小占機體積。

此外，還有一種將四端和疊片相結合的四端疊片式高頻電解電容器，它綜合了兩者的優點，高頻特性更佳。