反激式開關(guān)電源輸出整流濾波電路工作狀態(tài)分析

反激式開關(guān)電源輸出整流濾波電路原理上是簡(jiǎn)單的。但是，這也不是說就一定不能超出其額定值工作，在某些對(duì)紋波電流承受能力要求很高的場(chǎng)合，還可以通過合理的方法提高電解電容器的紋波電流能力，這就意味著最1大的開發(fā)單個(gè)元件的能力，降低成本。但是，由于反激式開關(guān)電源的能量傳遞必須通過變壓器轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，變壓器的初次級(jí)兩側(cè)的開關(guān)（MOSFET或整流二極管）均工作在電流斷續(xù)狀態(tài)。在相同輸出功率條件下，反激式開關(guān)電源的開關(guān)流過的電流峰值和有效值大于正激式、橋式、推挽式開關(guān)電源。為了獲得更低的輸出電壓尖峰，通常的反激式開關(guān)電源工作在電感電流（變壓器儲(chǔ)能）斷續(xù)狀態(tài)，這就進(jìn)一步增加了開關(guān)元件的電流額定。

開關(guān)電源的電路拓?fù)鋵?duì)輸出整流濾波電容器影響也是非常大的，由于反激式開關(guān)電源的輸出電流斷續(xù)性，其交流分量需要由輸出整流濾波電容器吸收，當(dāng)電感電流斷續(xù)時(shí)輸出整流濾波電容器的需要吸收的紋波電流相對(duì)大。

高頻低阻抗化

對(duì)于中小輸出功率開關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價(jià)格限制而仍采用20~40kHz外，大多數(shù)均在50kHz以上；DC/DC電源模塊大多在300kHz以上；大功率開關(guān)電源的開關(guān)頻率受主開關(guān)（一般采用IGBT）的開關(guān)速度限制而一般在20~40kHz。高可靠性開關(guān)電源是一種采用開關(guān)式控制的直流穩(wěn)壓電源，它以小型、輕量和高1效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備、家用電器、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備。

盡管開關(guān)頻率有所不同，但是開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用基本相同，主要是通過利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。

在開關(guān)電源輸出端用的濾波電容，與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣，在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器，其上的脈動(dòng)電壓頻率僅有100Hz，充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級(jí)，為獲得較小的脈動(dòng)系數(shù)，需要的電容量高達(dá)數(shù)十萬微法，因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標(biāo)是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。而且流過電容器的紋波電流越大，在電容器ESR上產(chǎn)生的損耗也會(huì)隨之增大，由功率損耗產(chǎn)生的熱會(huì)明顯降低電解電容器的使用壽命。

在開關(guān)穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器，由于大多數(shù)的開關(guān)電源工作在方波或矩形波的狀態(tài)，含有及其豐富的高次諧波電壓與電流，其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫，甚至數(shù)十兆赫，它的要求和低頻應(yīng)用時(shí)不同，電容量并不是主要指標(biāo)，衡量它好壞的則是它的阻抗頻率特性，如圖3所示。電容器可用于模擬電路作為積分器的組件，或者更復(fù)雜的濾波器和負(fù)反饋環(huán)路穩(wěn)定。

高可靠性  

開關(guān)電源是一種采用開關(guān)式控制的直流穩(wěn)壓電源，它以小型、輕量和高1效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備、家用電器、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備。

作為輸入濾波和平滑作用的鋁電解電容器，它的質(zhì)量和可靠性直接影響到開關(guān)電源的可靠性。一旦鋁電解電容器失效，就會(huì)導(dǎo)致開關(guān)穩(wěn)壓電源的故障。

開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器的失效模式有擊穿失效、開路失效、漏液失效及電參數(shù)超差失效：擊穿失效又分為介質(zhì)擊穿和熱擊穿，對(duì)于大功率和大電流輸出的開關(guān)電源用電解電容器，熱擊穿失效常占一定比例；電腐蝕導(dǎo)致鋁引出條斷裂和電容器芯子干涸，使開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器開路失效的主要失效模式；漏液是開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器常見的失效模式，由于使用環(huán)境及工作狀態(tài)較嚴(yán)酷，常發(fā)生漏液失效；開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器在使用中常見的失效模式是電容量減少、漏電流增大及損耗角正切值增大。普通的電解電容器在環(huán)境溫度為90℃時(shí)已經(jīng)損壞，如：EPCOSB41303，B43303等型號(hào)的電解電容器。