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精读干货|电源外围设计之TVS以及输出电容选型

电源是系统中的核心组件之一,输出电源的稳定是尤为重要的,TVS可以有效抑制电路中存在快速过电压的情况,而输出电容可以有效减少输出电压纹波。那么设计电源外围电路时,TVS和输出电容该如何选型?在开关电源的设计或应用中,发现输出电压精度偏低?输出存在过电压脉冲干扰导致电源损坏?或者后端单片机损坏?诸如此类的应用问题该如何解决,阅读本文,或许你可以找到答案。


一、TVS&输出电容作用

①TVS它可以有效地对雷电、负载开关等人为操作错误引起的过电压冲击起保护作用;

②C2/C3是电解电容,用作输出整流滤波,且起到一定的过电压冲击防护作用;

③C4为陶瓷电容,去除高频噪,一般取值0.1~4.7uF。

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二、输出电解电容选型

输出电解电容在开关电源中应用时,通常用作滤波作用。在低温条件下,液态铝电解电容器会因电解液冻结导致容量大幅度减少甚至失效。产品根据是否内置电容分为外置电容型(如金升阳LS系列)和内置电容型(如金升阳LD/LH系列),输出所接的电容不能过大,最大不能超过产品规定的最大容性负载值(参考技术规格),否则会出现产品启动不良的情况。

·外置电容型

图1为外置电解电容型的ACDC电源(如金升阳LS系列),C3 为输出滤波电解电容(必须外接),与 C2、L1 组成 Pi 型滤波电路,C2建议使用高频低阻电解电容(低温-40℃下ESR≤1.1Ω)或固态电容,如仅在常温和高温环境下应用时 C2 可使用电解电容,容量和额定纹波电流请参考各厂商提供的技术规格。如果选取的电容值偏小,会导致输出电压精度偏低,输出纹波大等问题。

·内置电容型

2产品属于内置电解电容的ACDC电源,输出电解电容C2主要用于滤波,一般选取10uF~47uF即可,具体参考产品技术手册推荐值。

2中的C4和图1中的C4 为陶瓷电容,用于滤除高频噪声,一般取值0.1~4.7uF,具体参考产品技术手册。电容耐压至少降额到 80%,额定电压值优先选择以下标准值:6.3V,10V,16V,25V,50V,100V,250V等。

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三、TVS选型

TVS可以有效地对雷电、负载开关等人为操作错误引起的过电压冲击起保护作用。一般情况下,电源本身是不需要额外的增加TVS进行防护的,当输出走线较长时(会引入干扰等情况),或存在感性负载(会产生电压尖峰)的应用时建议使用,靠近需要保护的后级电路。TVS常见的贴片封装SMAJ、SMBJ、SMCJ、SMDJ系列,分别代表的峰值脉冲功率为400W、600W、1500W和3000W。

       1、规格选型一般按照(击穿电压VBR)≥输出电压的 1.2 倍选取

       2、脉冲峰值电流IPP的选择:要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择合适的型号。

例如,在金升阳ACDC电源LD20-23B15R2输出电路中(Vo:15V),推荐了SMBJ20A,击穿电压是20V(VBR=1.33Vo)。

四、小结

在信息化的时代,无处不用电源,随着科技的发展对电源的安全、稳定性要求越来越高,而在开关电源的输出增加防护电路、滤波等措施可以大大提高电源的安全可靠性、稳定性。金升阳拥有上万种产品型号,深耕八大行业,在不同产品不同环境的应用环境下,都有相关的外围推荐电路,为客户的系统保驾护航。


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