开关电源中滤波电容的正确选择
大功率开关电源的EMC测试分析及正确选择EMI滤波器
大功率开关电源的EMC测试分析及正确选择EMI滤波器开关电源具有体积小、重量轻、效率高等优点，广泛应用于各个领域。
由于开关电源固有的特点，自身产生的各种噪声却形成一个很强的电磁干扰源。
所产生的干扰随着输出功率的增大而明显地增强，使整个电网的谐波污染状况愈加严重。
对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁，因此解决开关电源的电磁干扰是减小电网污染的必要手段，本文对一台15kW开关电源的EMC测试，分析其测试结果，并介绍如何合理地正确选择EMI滤波器，以达到理想的抑制效果。
1 开关电源产生电磁干扰的机理图1为所测的15kW开关电源的传导骚扰值，由图中可以看出在0、15～15MHz大范围超差。
这是因为开关电源所产生的干扰噪声所为。
开关电源所产生的干扰噪声分为差模噪声和共模噪声。
图1未加任何抑制措施所测得的传导骚扰1.1共模噪声共模噪声是由共模电流，IcM所产生，其特征是以相同幅度、相同相位往返于任一电源线（L、N）与地线之间的噪声电流所产生。
图2为典型的开关电源共模噪声发射路径的电原理图。
图2 共模噪声电原理图由于开关电源的频率较高，在开关变压器原、副边及开关管外壳及其散热器（如接地）之间存在分布电容。
当开关管由导通切换到关断状态时，开关变压器分布电容（漏感等）存储的能量会与开关管集电极与地之问的分布电容进行能量交换，产生衰减振荡，导致开关管集电极与发射极之间的电压迅速上升。
这个按开关频率工作的脉冲束电流经集电极与地之问的分布电容返回任一电源线，而产牛共模噪声。
1.2差模噪声差模噪声是由差模电流IDM昕产生，其特征是往返于相线和零线之间且相位相反的噪声电流所产生。
1.2.1差模输入传导噪声图3为典型的开关电源差模输入传导噪声的电原理图。
其一是当开关电源的开关管由关断切换到导通时，回路电容C 通过开关管放电形成浪涌电流，它在回路阻抗上产生的电压就是差模噪声。
图3差模输入传导噪声电原理图其二是工频差模脉动噪声，它是由整流滤波电容c 在整流电压上升与下降期问的充放电过程中而产生的脉动电流与放电电流，也含有大量谐波成分构成差模噪声。
滤波电容器的选择
4.3 滤波电容器的选择4.3.1 滤波电容器额定电压的选择滤波电容器在输入电压220V±20%或输入电压85V~265V （110V －20%~220V ＋20%）时的最高整流输出电压可以达到370V ，因此应选择额定电压为400V 的电解电容器或选择两只额定电压为200V （也可以是250V ）的电解电容器串联使用。
需要注意的是，尽管电解电容器的额定电压有10%左右富裕量，在上述应用场合下，从产品的安全角度考虑是不允许使用额定电压为300V 或350V 的电解电容器。
对于带有功率因数校正的整流滤波电路，当功率因数校正电路输出电压为380V 时可以选择额定电压400V 电解电容器，而功率因数校正电路输出电压高于380V 时则只能选择额定电压为450V 的电解电容器。
4.3.2 滤波电容器电容量的选择滤波电容器，为限制整流滤波输出电压纹波，正确选择电容量是非常重要的。
通常滤波电容器的电容量在输入电压220V±20%时按输出功率选择为：不低于每瓦1μF （即：≥1μF/W ），输入电压85V~265V （110V －20%~220V ＋20%）输入时按输出功率选择为：不低于每瓦（3~4）μF （即：≥（3~4）μF/W ）。
滤波电容器电容量的取值依据为：在220V±20%交流输入及85V~265V 交流输入的最低值时，整流输出电压最低值分别不低于200V 和90V ，在同一输入电压下的整流滤波输出电压分别约为：240V 和115V ，电压差分别为：40V 和25V 。
每半个电源周波（10mS ），整流器导电时间约2mS ，其余8mS 为滤波电容器放电时间，承担向负载提供全部电流，即：UtI C O ∆⋅=（4.3） 220V±20%交流输入时：)10(200025.084086-⨯=⋅⋅=⋅=O O O I mS I mSI C （4.4） O O O O I I U P 200=⋅= （4.5）200O O O O PU P I ==（4.6） )10(6-⨯=O P C )(F （4.7）即：1μF/W85V~265V 交流输入时：)10(32004.082586-⨯=⋅⋅=⋅=O O O I mS I mSI C （4.8） O O O O I I U P 90=⋅= （4.9）90O O O O PU P I ==（4.10） )10(6.36-⨯=O P C )(F （4.11）即：3.6μF/W每半个电源周波（10mS ），整流器导电时间约3mS ，其余7mS 为滤波电容器放电时间，承担向负载提供全部电流，则：滤波电容器容量为：0.88μF/W 和3.15μF/W 。
开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择
开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择开关电源中的“Y电容”是指输入电源（Vin）和地（GND）之间的电容。
它在开关电源的工作中起到滤波和隔离的作用，使得开关电源能够更好地工作。
下面将介绍Y电容的计算以及RS485的上下拉电阻的选择。
Y电容的计算：Y电容的计算方法主要受到电源需要滤波的频率范围和电容的选择范围的限制。
一般来说，大功率开关电源需要挂载的电容较大，而小功率开关电源需要挂载的电容较小。
Y电容的计算公式为：C = I/(dv/dt)其中，C为电容的大小，单位为法拉（F）；I为电流的大小，单位为安培（A）；dv/dt为电压变化率，单位为伏特/秒（V/s）。
RS485的上下拉电阻的选择：RS485通信协议是一种常用的工业控制和数据采集的应用，它能够实现远距离的串行通信。
在RS485通信中，为了保证信号的完整性和减少误码率，需要选择合适的上下拉电阻。
在RS485通信中，上拉电阻和下拉电阻的选择范围通常在120欧姆到180欧姆之间。
在选择上拉和下拉电阻时，需要考虑通信距离、总线上的终端数和通信速率等因素。
上拉电阻和下拉电阻的选择原则如下：1.距离越短，上拉电阻和下拉电阻的值越小，通常选取120欧姆；2.距离越长，上拉电阻和下拉电阻的值越大，通常选取180欧姆；3.总线上的终端数越多，上拉电阻和下拉电阻的值越小，通常选取120欧姆；4.通信速率越高，上拉电阻和下拉电阻的值越小，通常选取120欧姆。
综上所述，Y电容的计算方法与RS485的上下拉电阻的选择原则有助于我们更好地设计和应用开关电源和RS485通信系统。
我们可以根据具体的应用需求和规范要求，选择合适的电容和电阻参数，以确保开关电源和RS485通信系统的稳定性和可靠性。
电容滤波的计算方法及电源滤波电容选用技巧
电容滤波的计算方法及电源滤波电容选用技巧
本文主要是关于电容滤波的相关介绍，并着重对电容滤波的计算方法及电源滤波电容选用技巧进行了详尽的阐述。
电容滤波安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件，通常把这种器件称其为滤波电容。
由于滤波电路要求储能电容有较大电容量。
所以，绝大多数滤波电路使用电解电容。
电解电容由于其使用电解质作为电极（负极）而得名。
电解电容的一端为正极，另一端为负极，不能接反。
正极端连接在整流输出电路的正端，负极连接在电路的负端。
在所有需要将交流电转换为直流电的电路中，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。
滤波电容在电路中的符号一般用“C“表示，电容量应根据负载电阻和输出电流大小来确定。
当滤波电容达到一定容量后，加大电容容量反而会对其他一些指标产生有害影响。
滤波电容的特点
1、温升低
谐波滤波器回路由电容器串联电抗器组成，在某一谐波阶次形成最低阻抗，用以吸收大量谐波电流，电容器的质量会影响谐波滤波器的稳定吸收效果，电容器的使用寿命跟温度有很大的关系，温度越高寿命越低，滤波全膜电容器具有温升低等特点，可以保证其使用寿命。
2、损耗低
介质损耗角正切值（tgδ）：≤0.0003
3、安全性
符合GB、IEC标准，内部单体电容器均附装保护装置；当线路或单体电容器发生异常时，该保护装置将会立即动作，自动切断电源，以防二次灾害的发生。
附装放电电阻，可确保用电及维护保养之安全。
外壳采用钢板冲压而成，内外部涂上耐候性良好之高温烤漆安全性特高。
滤波电容如何取值
滤波电容如何取值滤波电容是电子电路中常用的元件，用于滤除直流信号或高频噪声。
它的取值需要考虑到电路的要求和特性，包括信号频率、电流负载、滤波效果以及稳定性等因素。
首先，滤波电容的取值与信号频率有关。
通常来说，滤波电容的容值越大，对低频信号的滤波效果越好。
而对于高频信号，则需要容值较小的电容才能有效滤波。
基于信号频率的需求，可以通过计算或经验选择合适的滤波电容。
其次，电流负载是另一个决定滤波电容取值的重要因素。
当电流负载较大时，滤波电容需要具备较大的容值以保证滤波效果。
而对于电流负载较小的电路，容值较小的滤波电容就可以满足要求。
此外，滤波电容的取值还需考虑到滤波效果的需求。
对于要求较高的滤波效果，例如在音频放大器或电源滤波电路中，通常需要采用较大容值的滤波电容。
而在一些简单的应用中，容值较小的滤波电容也能满足基本要求。
除了以上因素，滤波电容的取值还应考虑与其他电路元件的匹配。
在设计电路时，应根据电路的特性和性能需求选择合适的滤波电容。
需要注意的是，滤波电容的取值不仅仅依赖于容值，还与电容器的材料、结构和制造工艺等有关，这些因素也需要综合考虑。
最后，滤波电容在选择时还需要考虑其稳定性。
一些特殊要求的电路，例如在工作温度变化较大的环境下，需要选择具有较好稳定性的滤波电容，以保证电路的性能和可靠性。
总的来说，滤波电容的取值需要综合考虑多方面因素，包括信号频率、电流负载、滤波效果、与其他元件匹配以及稳定性等。
根据具体的电路需求和设计要求，结合实际情况进行合理选择，以达到滤波效果和性能上的要求。
滤波电容的选择
滤波电容起平滑电压的作用；容值大小与输入桥式整流的输入电压无关；一般是越大越好。
但要明白它取值的原理：滤波电容的取值与后级电路的突变电流有关。
打个比方：电容就好比一个水桶，输入往这个水桶中倒水，输出（后级电路）从这个水桶中抽水。
如果恒定的抽水，只要倒入的水量大于抽水量，那么水桶将永远是满的，所以这个水桶可以不需要（当然这是理想情况）。
假如某时刻需要抽出大量的水，大于输入的量，你会怎么办？你可以准备一个较大的水桶，在这个时刻到来之前，将这个水桶的水灌满；等到了抽水的时刻，水桶中已经有足够的水抽取，就不会出现缺水的情况。
滤波电容就好比这个较大的水桶!至于它的具体值，你将后级电路的突变电流与电容充、放电系数联系起来考虑，相信你能领悟出合适的计算方法。
滤波电容的作用和大小是怎样的?一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂滤波电容在电路中作用滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。
使输出的直流更平滑。
去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。
旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。
容的容抗为1/ωC欧姆（类似电阻，如果是非电类大学以上学历就把它当作电容器的电阻看吧），ω为角频率，ω=2πf，f为频率。
容抗与自身容量C和频率ω（或者说f）有关，当C一定时，频率越高，容抗越小，对电流的阻碍作用就越小；频率越低，容抗越大。
开关电源滤波电容的选择
高频铝电解电容器还有多芯的形式，它将铝箔分成较短的若干小段，用多引出片并联连接以减小容抗中的电阻成份，同时，采用低电阻率的材料并用螺杆作为引出端子，以增强电容器承受大电流的能力。
叠片电容也称为无感电容，一般电解电容器的芯子都卷成圆柱形，等效串联电感较大；叠片电容的结构和书本相仿，因流过电流产生的磁通方向相反而被抵消，因而降低了电感的数值，具有更为优良的高频特性，这种电容一般做成方形，便于固定，还可以适当减小占机体积。
在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器，其上锯齿波电压的应用时不同，电容量并不是主要指标，衡量它好坏的则是它的阻抗一频率特性，要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等的阻抗，同时，对于电源内部，由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声，亦能有良好的滤波作用，一般低频用普通电解电容器在10千赫左右，其阻抗便开始呈现感性，无法满足开关电源使用要求。
许多电子设计者都知道滤波电容在电源中起的作用，但在开关电源输出端用的滤波电容上，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在工频电路中用作滤波的普通电解电容器，其上的脉动电压频率仅有100赫芝，充放电时间是毫秒数量级，为获得较小的脉动系数，需要的电容量高达数十万微法，因而一般低频用普通铝电解电容器制造，目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切什以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。
开关稳压电源专用的高频铝电解电容器，它有四端个子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端也分别引出作为负极。稳压电源的电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一个正端流向负载；从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端。
开关电源中各类电容的正确选择方法
开关电源中各类电容的正确选择方法深圳市森树强电子科技有限公司电容可用来减少纹波并吸收开关稳压器产生的噪声，它还可以用于后级稳压，提高设备的稳定性和瞬态响应能力。
电源输出中不应出现任何纹波噪声或残留抖动。
这些电路常采用钽电容来降低纹波，但钽电容有可能受到开关稳压器的噪声影响而产生不安全的瞬变现象。
为保证可靠工作，必须降低钽电容的额定电压。
例如，额定值为10uF/35V的D型钽电容，工作电压应降低到17V，如果用在电源输入端过滤纹波，额定35V钽电容可在高达17V的电压导轨上可靠地工作。
高压电源总线系统一般很难达到额定电压降低50%的指标。
这种情况限制了钽电容用于电压导轨大于28V的应用。
目前，由于钽电容需要被降额使用，高压滤波应用唯一可行的办法是采用体积较大且带引线的电解电容，而不是钽电容。
大电容是退耦电容，即相当于给下级IC提供了一个电荷水池，大电容电压不突变，所以，如果下级IC的IO口转换剧烈，需要大电流时，从退耦电容中提取电流，不会拉低开关电源电压，从这个意义讲，大电容免除下级IC对电源的影响。
小电容是作用正好相反，是滤波电容，即电源电压通过整形滤波之后出来的电压仍不可避免的有各次波谐波分量，即有交流分量，所以小电容是免除电压波动对下级IC的影响的。
1、EMI滤波电容的选择能滤除电网线之间的串模干扰的电容器，称作“X电容”（一般选择X2，常用容量范围是1nF~1uF，并联在电网之间）能滤除由一次绕组、二次绕组耦合电容产生的共模干扰电容器，称作“Y 电容”，一端接一次侧直流高压，另一端接二次侧公共端（用于滤除10~200MHz 频段的高频干扰，因此需要用短引线连接，常用容量范围是1~2.2nF 耐压值一般不低于1.5kV）2、旁路电容和去耦电容去耦电容在集成电路的电源和地之间有两个作用：2.1、旁路掉该器件的高频噪声。
（数字电路中典型的去耦电容值是0.1uF，最好不用电解电容，去耦电容的选用经验算法：C=1/F,即10MHz 取0.1uF，100MHz 取0.01uF）在电子电路中，旁路电容和去耦电容都是起到抗干扰的作用，因为电容处的位置不一样，称呼也就不一样了。
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开关电源中滤波电容的正确选择滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。
50Hz工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100Hz，充放电时间是毫秒数量级。
为获得更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万μF，因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。
而开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数十kHz，甚至是数十MHz，这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗-频率”特性，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。
普通的低频电解电容器在10kHz左右便开始呈现感性，无法满足开关电源的使用要求。
而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端也分别引出作为负极。
电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一个正端流向负载;从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端。
由于四端电容具有良好的高频特性，为减小电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极为有利的手段。
高频铝电解电容器还有多芯的形式，即将铝箔分成较短的若干段，用多引出片并联连接以减小容抗中的阻抗成份。
并且采用低电阻率的材料作为引出端子，提高了电容器承受大电流的能力。