整流,滤波中超级电容器的应用

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导读:整流,滤波,中超级,电容器的应用整流,滤波,中超级电容器的应用★中心☆center★议题:·超级电容器在,整流滤波中的,应用★解决☆settle★方案:·整流滤波对于电容器的,基本,要求·超级,电容器用于整流滤波·测试结果对比,本文将超级,电容器用于,整流滤波,并进行设计和具体实现,测试★证明☆certificate★,超级电容器★可以☆can★用于电源输,出端的整流滤波,★而且☆but★其滤波效果俱佳,。可见,bestcap?超级电容器的,ESR远低于以前的超级电容器,从而★可以☆can★同时★解决☆settle★额定电压与ESR的,★问题☆foul-ups★;

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整流,滤波,中超级电容器的应用★中心☆center★议题: 超级电容器在整流,滤波,中的应用, ★解决☆settle★方案: 整流滤波对于电容器,的基本要求  超级电容器用于整流滤波  测试,结果对比       本文,将,超级电容器用于整流滤波,并,进行设计,和,具体实现,测试★证明☆certificate★,超级,电容器,★可以☆can★用于电源输出端的整流滤波,★而且☆but★其滤波效果,俱佳,。其与电解电容器,相比,具,有其★很大☆huge★的优势。       滤波,电容器在整流滤波电路中,起着★重要☆important★作用,电容量越大滤波效果,越好。特别是在低压,整流,(,如5V,3.3V,甚至更低,的,电压)输出时,往往因为滤波电容器的,电容量不够大而,产生较大的纹波电压。通过测试表明,整流滤波,电路输出1A电流时,分别采用 1000,2200,3300,4700和,10000微,法的滤波电容器,纹波电压的,峰峰值,分别为,:6V,2.8V,1.9V,1.1V,和,0.6V。如果采用更大的滤波,电容器,滤波效果将会更好。,★问题☆foul-ups★是大容量电容器体积大。怎样★解决☆settle★,这个★问题☆foul-ups★,呢?★人们☆People★★立刻☆gogo★想到,能否,将,超级电容器用于,整流,滤波,本文将,通过理论分析和试验给予详尽的分析和,试验结果。,      整流滤波,对于电容器的,基本要求在开关电源中,输出,整流,滤波,对于电容器而言有四点基本,要求,它们分别是:有足够的,电容量,符合要求的额定电压,符合要求的,ESR(等效串联,电阻,),和★可以☆can★承受相应的纹,波电流值。,只有,同时★满足☆meet★这四点基本要求,超级电容器,才,可以用于开关电源,的输出,整流滤波。       整流滤波中超级电容器的应用      超级电容器,作为整流,滤波电容器的★可能☆would★性      对于超级电容器而言,它,可以,轻而易举的达到,法拉级电容量,故,超级电容器是有足够的,电容量作为整流滤波。以前,超级电容器的,额定电压,比较低,虽然可以通过多只串联的方式,解决,★但是☆But★多,只,串联后将,导致ESR的增大,从而增,加了,ESR,的问题。而超级电容器不能用于输出端的整流滤波,的★主要☆main★原因,是:在开关电源的输出端整流滤波时,要求滤波电容器,有尽★可能☆would★,低的ESR,而以前,的超级电容器,多只,串联,后的ESR, ★很大☆huge★,这使得超级电容器,在用于输出整流滤波时会发热。例如:5个4.7F,的超级电容器串联使,用时,其ESR大,约为300mΩ,这时,若在超级电容器上流过, 2A输出电流,时,功率为1.2W,这个功率将导致超级电容器严重发热,。,不过现在的超级,电容器★已经☆have been★达,到了很,高的水平,例如AVX公司生产了一系列, bestcap?,超级电容器,它,同时具有高额定电压与低ESR的特点,如,:一只90mF/12V的bestcap?超级电容器的ESR约为90mΩ,这与, 300mΩ相比,小很多。,可见,bestcap?超级电容器的ESR远低于以前的,超级,电容器,从而可以,同时,解决额定电压与,ESR的问题;余下的问题就是能否,通过相应的纹波电流是否符合要求,。,选择,适合的电容量时(,例如选择每安培负载电流,1000~10000μF,),铝电解电容器,基本上,不存在,不能,承受纹,波电流,★而且☆but★其,ESR比,较低,所,产生的效应基本上对铝,电解电容器,★几乎☆much★,没有★影响☆effect★,。bestcap?超级电容器的ESR与铝电解电容器的,差不多,而且其具有非常的好阻抗频率,特性,故bestcap?超级电容器,可以承受相应,的纹,波,电流值,。图1为bestcap?超级电容器,的阻抗,频率特性图。由此可见,bestcap?,超级电容器适用于输出整流滤波。    超级电容器,用于整流,滤波,    现以90mF/12V的超级电容器为例,其相关参数为额定电压12V,额定,电容量90mF,ESR90mΩ,体积48×,30×6.1mm,温★度☆attitudes★,范围-40℃~+70℃,。    用超级电容器,作为整流滤波电容器    与,一般的整流,滤波,电路一样,超级,电容器,用于整流滤波的电路和输出电流,流过滤波电容器的电流波形如图2,只不过,滤波电容器换成了超级电容器。以前,★由于☆Meanwhile★超级电容器的,额定电压,很低(仅2.7V,),需要数只超级,电容器,串联,。对于9V输出的稳压电源,(考虑,市电电压,的变化,整流,输出,电压约为,10~12V),但现在,只采用,一只90mF/12V, bestcap?超级电容器,就可以实现9V输出,的稳压电源的,滤波。      测试结果对比,      通过对采用两只插脚式16V/33000μF的,铝电解电容器并联,作为,滤波电容器的整流滤波电路,。在整流输出电压★平均☆an average★值为9V,负载电流2.2A时的整流输出,纹波电压如图3,所使,用的示波器为F105B,数字示波,表,选择,A,通道,AC,耦合,时基5mS/div(每格5mS),通道设置100mV/div(每格100mV)。从图中,可以看到纹波,电压,的峰峰值,(ΔY)为,412mV,充电,与放电(电压波形的上升与下降)时间基本相同。通过,工频变压器降压后的整流电路,★由于☆Meanwhile★工频变压器,的漏,★感☆sense★作用(,抑制电流变化),使滤波电容器,★几乎☆much★,★工作☆work★在或者是充电,或者是放电的状态,与市电直接整,流的,状态不同。      测试结果表明整流输出,滤波,电容器选择10000μF/A(每安培,输出电,流用,1万微法)的滤波电容,时,输出电压,的纹波,电压的,峰峰值,约为, 510mV,与,理论,分析结果,的600mV/A很,接近。,★因此☆therefore★,对于低压整流滤波,电路,为了获得低纹波,电压将不得不采用非常大的,滤波,电容器,★不仅☆not only★体积大而且★价格☆Prices★很高。                                  整流滤波,中超级电容器,的,应用      现在采用,一只,AVX公司生产的90mF/12V, bestcap?超级电容器,作为整流滤波,电容器,在与上,面的例子相同的,测试,条件下,测得输出电压,的纹,波电压峰峰值为312mV,如图,4所示,。,从纹波电压,峰峰值可以看出一只90mF /12V bestcap?超级电容器作为,滤波,电容器的纹,波,电压峰峰值比两只16V/33000μF的铝电解电容器并联作为滤波电容器,的纹波电压峰峰值少 100mV,即采用一只90mF /12V, bestcap?,超级电容器作为滤波电容器比采用两只16V/33000μ,F的铝电解电容器并联,作为滤波电容器,的,滤波,效果好。       超级电容器作为整流,滤波的效果,并不像,理想,电容器那样使输出电压,接近一条,直线,而是有★一些☆some★波动,原因是超级,电容器有,相对一般电容器大的,ESR。一只,90mF/12V bestcap?超级电容器的,ESR约为,90mΩ,滤波电容器,上的充,放电,的,电流差约为,输出电流★平均☆an average★值的2倍,因而在输出端★出现☆There★,约310mV的由于ESR 的电压波动,即使如此,还是可以,得到很低的,纹,波电压,。,      由此可见,一只90mF/12V bestcap?,超级电容器的滤波效果相当于一只56000μF电解电容器。同时由上述的,参数,可知,超级电容器,的体积比铝电解电容器,的,体积小很多,故在低压整流滤波的应用中,超级电容器将具,有很大的,性能优势,★价格☆Prices★优势和体积,优势。,                       整流滤波中超级电容器,的应用,      通过上述两个实验结果的,对比,可知,bestcap?超级电容器可以,用于电源输出端的整流滤波,而且其滤波效果俱佳,。其与电解电容器相比,具有其很大的优势。同时bestcap?,超级,电容器具有额定电压高,ESR低,阻抗频率特性好的,特点,在今,后的研究中,可以通过实验进一步了解超级电容器新的特性和应用,扩展张超级电容器的应用领域。

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