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滤波电路选哪种电容比较适用?主板上的电容相关问题如何解决?

发布时间:2021-05-13

【导读】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。

滤波电路那种电容比较适用?
 
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。
 
在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,甚至数十兆赫,它的要求和低频应用时不同,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。
 
滤波电路选哪种电容比较适用?主板上的电容相关问题如何解决?
 
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。
 
因为四端电容具有良好的高频特性,它为减小输出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,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。
 
此外,还有一种将四端和叠片相结合的四端叠片式高频电解电容器,它综合了两者的优点,高频特性更佳。
 
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。
 
滤波电路选哪种电容比较适用?主板上的电容相关问题如何解决?
 
主板上的电容相关问题解决方法:
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。而主板上的滤波电容正是工作在高频环境下,选用低频的滤波电容当然容易损坏了。因此,我们在选购和更换主板滤波电容时,不仅要注意电容的耐压值、容量和耐温值,还要注意它是否是高频滤波。电容不是越高越好的,我们还要考虑容抗还有放电等因素,电容太高了会导致放电不足和电流过低。
 
滤波电路选哪种电容比较适用?主板上的电容相关问题如何解决?
 
电解电容(就是CPU旁边那电容),是要分极性的,其二,电脑主板是多层金属孔化孔印制板,如果要换,你得考虑你的焊接技术,不换吗,当然对电脑有影响的,影响的程度和供电的电路有关,烧主板是不会的。电容都是Low Z(impedance)的,是5V转Vcore的滤波电容,器外观颜色比较特别。
 
一般来说, 选择输出滤波电容主要是为了获得好的滤波效果,输出电压的纹波与芯片的工作方式(升压或降压)以及工作原理有关,单相和多相的计算方法是不同的。举例来说,假如使用LTC3406B芯片,△Vout≈△IL(ESR+1/8fCout), 其中,△Vout是输出电压的纹波,△IL是电感的纹波电流,ESR是输出滤波电容的内阻,f 是DC/DC的开关频率, Cout是输出滤波电容的容值。通过该公式,可以方便地计算出需要的电容参数。
 
第一点:电容电容是保证主板质量的关键,也是衡量主板做工的重点。电容在主板中的作用主要是用于保证电压和电流的稳定(起到滤波的作用)。例如,处理器(CPU)的耗电量是瞬息万变、极不稳定的,一会儿突然增大,一会儿又突然减小,如果把处理器的耗电量比作河水的话,那么这河水一会儿是涓涓细流、一会儿又变成滔滔洪水,而电容所起的作用就是像水库一样,通过不断的蓄水放水来达到保证平衡的目的。
 
滤波电路选哪种电容比较适用?主板上的电容相关问题如何解决?
 
主板上的电容通常有两种,一种是铝电容(电解电容),另一种是钽电容。
 
铝电容在一般品牌的主板上最为常见,容量较大(当然也可以有小容量的)、价格较低是这种电容的优点,但随着使用年限的增加,这种电容会逐渐失去电容能力;此外,这种电容容易受到高温的影响,准确度不高。一般说来,CPU插槽附近的电解电容的数量较多,单个电容的容量应该大一些;按照Intel发给各大主板厂商的主板技术白皮书中的要求,为了保证系统的稳定性,奔腾II、奔腾IIICPU插槽附近的滤波电容的单个容量最低也不应低于1000微法。
 
一般主板多采用1000微法容量的电解电容(真会精打细算),只有极少数的主板会不惜成本采用更大容量的电容,例如素以用料疯狂而著称的Intel原装主板,CPU插槽附近的滤波电容单个容量高达3300微法,足以令任何挑剔的玩家闭上嘴,这种主板的稳定性如何也就可想而知了。对于超频玩家来说,大容量的滤波电容可以更有效地过滤因CPU超频而产生的信号杂波,而且一块超频性能出众的主板也必须有高品质、大容量的滤波电容才行。另外,滤波电容的表面一般都标有其临界温度指标,一般不应低于105摄氏度,如果发现某块主板滤波电容的临界温度低于这一标准的话,那就赶快逃跑吧。
 
滤波电路选哪种电容比较适用?主板上的电容相关问题如何解决?
 
钽电容的优点是寿命长(类似乌龟),准确度高,耐高温,缺点是容量较小,价格昂贵。严格说来,除了CPU插槽附近,主板上其它的地方最好都用这种电容,因为钽电容不容易引起波形失真的现象,不过除了Intel原装主板外,我还没有看到其他密密麻麻布满钽电容的主板,倒是见到布满密密麻麻小烟囱的主板(那些小烟囱就是电解电容),主要原因还是成本太高。
 
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