反激电源输入端放CBB电容

莫桑晚-为尚天

于 2025-07-20 14:03:52 发布

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文章标签：硬件工程

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在反激电源（或其他开关电源）的输入端，通常在整流桥输出端、大容量电解电容旁边并联一个较小的CBB电容（或其他类型的薄膜电容，如聚酯薄膜电容、聚丙烯薄膜电容），其主要目的有以下几点：

提供高频低阻抗路径，滤除高频噪声：
- 核心问题： 开关电源的核心开关器件（如MOSFET）以高频（几十kHz到几百kHz甚至MHz）开关工作。这种快速开关动作会产生非常高频的电流纹波和噪声（称为开关噪声）。
- 电解电容的局限： 输入端的电解电容（铝电解电容）容量大，主要用于存储能量和滤除低频纹波（如工频整流后的100/120Hz纹波）。然而，铝电解电容的等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）相对较高。在高频下，ESL起主导作用，导致其阻抗急剧增加（Z = √(ESR² + (2πfL - 1/(2πfC))²)，当 f 很高时，2πfL 项很大），无法有效滤除高频开关噪声。
- CBB电容的优势： CBB电容（聚丙烯薄膜电容）具有非常低的等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）。在高频范围内（从几百kHz到几MHz甚至更高），其阻抗远低于相同位置的电解电容。它为高频开关噪声电流提供了一个低阻抗的返回路径，将其旁路掉，防止其：
  - 传导回电网，造成电磁干扰（EMI）问题，影响其他设备。
  - 在输入线路上产生高频压降或振荡。
  - 干扰电源自身的控制电路。
降低输入回路的高频阻抗：
- 开关管导通时，需要从输入电容快速汲取高频脉冲电流。并联的CBB电容降低了整个输入电容网络在高频下的总阻抗（主要是降低了感抗部分）。
- 更低的输入阻抗意味着在高频下，电源对输入电压的“需求”能更快地被满足，减少了输入电压的高频波动（毛刺或振铃），使输入电压在高频下更“干净”和平稳。这有助于提高开关管工作的稳定性和效率。
分担高频纹波电流，降低电解电容温升：
- 高频开关电流会流过输入电容。如果这些电流主要流经ESR较高的电解电容，会导致电解电容内部发热（功率损耗 P = I_rms² * ESR）。
- 并联的低ESR CBB电容会分担大部分的高频纹波电流（因为它的阻抗更低），从而显著减少流经电解电容的高频电流分量。
- 这有效降低了电解电容的温升，延长了其使用寿命，提高了电源的可靠性。
抑制电压尖峰：
- 在开关瞬间，线路上的寄生电感（如PCB走线电感、元件引脚电感）与电容可能形成谐振回路。并联的CBB电容有助于阻尼这些谐振，吸收瞬间的电压尖峰，保护整流桥和输入电容。