基于高壓陶瓷電容設計的開關電源優勢分析

　　1)高效、環保

　　LN系列采用填谷電路進行設計，利用高壓陶瓷電容完美替代鋁電解電容，增加了整流管的導通角，使輸入電流波形從尖峰脈沖變得更接近正弦波，從而大幅度提高電源的功率因素(如表1所示)，提高電源的轉換效率，更加利于環保節能，顯著降低總諧波失真。如圖1所示：

　　以下所有表中舊方案為采用電解電容的產品，新方案為采用填谷電路無電解電容的新產品

　　2)產品壽命的提升

　　電源本身是一個功率器件，在正常工作時功率損耗通過熱的形式散發到外部，其內部的變壓器、開關器件、整流二極管等都是發熱器件。除內部因素外，大部分電源需應用在較高的環境溫度中，這些都會導致電解液的揮發，降低電解電容的使用壽命。

　　陶瓷電容采用特性最穩定的陶瓷材料作為介質，特別是一類陶瓷電容(NOP) 能實現-55℃~+125℃的工作環境溫度，容量變化不超過±30ppm/℃。電容溫度變化時，容值很穩定，即具有溫度補償功能，適用于要求容值在溫度變化范圍內穩定和高Q值的線路以及各種諧振線路中;二/三類陶瓷(X7R)實現-55℃~+125℃的工作溫度范圍內，容量最大的變化為 ±15%。

　　從高壓陶瓷電容的介質與鋁電解電容的電解液介質本身的特性可以看出，陶瓷電容能夠承受更嚴格的環境要求，對電源產品的壽命、可靠性的設計都有著重要的意義，能夠很大程度地提高電源產品的使用壽命以及可靠性。

　　金升陽無電解電容AC-DC電源模塊LN系列通過采用填谷電路，利用高壓陶瓷電容成功替代鋁電解電容，能夠有效避免電解電容因內部電解液導致的高低溫性能差問題;避免因電解液的揮發導致電容容值下降、電源產品壽命降低問題;甚至可以避免因電解液的劇烈噴發或者漏液引起的安全問題。

　　3)穩定的高低溫特性

　　目前，大多數常規電解電容的額定工作溫度為105℃，但因電解電容在高溫條件下電解液易揮發，電源本身發熱較大等原因，常規采用電解電容的AC-DC電源只能工作在70℃的環境條件下。要提高電源的工作環境溫度，必須采用價格更昂貴、體積更大的電解電容，或者以降額的方式實現高低溫條件下的應用，下面以金升陽常規AC-DC電源產品在高低溫環境下的降額要求如圖3：

　　金升陽LN系列能在成本、體積變化不大的情況下實現高溫工作，能滿足-40℃到70℃條件下無任何降額要求，可應用在環境溫度較高/較低，且對電源產品的可靠性、使用壽命較高的場合，如路燈控制、LED等行業。

　　4)高EMC特性

　　金升陽無電解電容LN系列產品，充分考慮到不同應用場合、不同的設計要求，對產品的EMC性能進行了全面的升級優化。在模塊內部通過PCB設計、采用多級EMC濾波等方式實現在無任何外圍防護器件的情況下EMI滿足CLSS B，防浪涌能力達4級。

　　三、總結

　　金升陽無電解電容AC-DC電源模塊LN系列的成功開發證明AC-DC電源設計中也可不使用電解電容。通過采用高壓陶瓷電容的填谷電路設計替代并優化電解電容的基本功能，能夠完美解決電源模塊因電解電容本身固有缺陷而產生的高低溫性能差、可靠性差、使用壽命短等問題。