华威专为快充设计开发的RA、RL和TC系列铝电解电容，体积小、耐高温，具有优良的抗雷击性能

时间： 2024-01-02 来源：华威电子

技术问答

手机充电器电源电路，输入端的高压滤波电路可分为C型滤波和CLC型滤波。如图1和图2所示：

图1 C型滤波电路

图2 CLC型滤波电路

C型滤波电路通常用于功率较大的充电器或适配器，前端有独立的EMI滤波器；

CLC型滤波电路具有相对较好的EMI滤波效果，前端的EMI滤波器可简化或省略，所以CLC型滤波电路能够满足小功率的充电器体积和成本的要求，在小功率充电器和适配器中得到广泛的应用。

这两种电路中电解电容的工作状态存在较大差别：

一．纹波负荷的差别

1. C型滤波电路

电解电容同时吸收低频纹波和高频纹波，低频纹波即来自输入端整流管的100Hz或120Hz充电电流；高频纹波即开关逆变电路产生的的放电电流。典型纹波电流的波形如图3：

图3 典型快充中输入滤波电容纹波电流波形

波形为低频+高频复合波，具体计算在前篇有介绍。C型滤波有时由多个电解电容并联而成，如图4。纹波电流的分配基本满足I1：I2=C1：C2,或者说并联的各电容的单位电容量承受的纹波电流相等（假设同系列的电解电容的ESR与电容量成反比，忽略C1，C2间PCB布线高频阻抗）。

图4 并联型C型滤波电路

2.CLC型滤波电路

由于C1和C2间存在一个数百UH以上的电感器L，对高频电流产生较大的阻抗，所以C1和C2的纹波电流分配将产生较大的变化。低频纹波电流的分配比例仍满足I1：I2=C1：C2，而高频纹波电流几乎完全流过I2，却不流过I1。如图5和图6所示

图5 CLC型滤波电路低频纹波电流均流过C1和 C2

图6 CLC型滤波电路高频电流不流过C1

对低频纹波电流而言，电感器L前后电容的单位电容量上承受的纹波电流相等；

而对高频电流而言，C2上承受纹波电流要远大于C1。

如此综合，CLC型滤波电路中电感器L前后的电容器，单位电容量上流过的纹波电流，前端（靠近整流桥的）要小于后端（靠近开关管），实测波形如图7和图8

图7 CLC滤波电路中，C1纹波电流几乎没有高频成分

图8 CLC滤波电路中，C2上流过高频和低频纹波电流

二承受雷击浪涌的能力

受空间和成本的限制，快充充电器内部的较少采用吸收和抑制雷击浪涌电压的元器件，来自电网中的浪涌能量完全由高压电解电容来承担。

对于C型滤波电路来说，并联的 C1和C2同时吸收浪涌能量，产生的脉冲电压相同。

而对于CLC型滤波电路来说，由于CLC电路中电感器L的存在，瞬间脉冲尖波被电感器L阻挡，导致浪涌能量大部分被电感器L前的电容器C1所吸收。图9和图10为CLC电路C1和C2在相同电容量下实测的浪涌电压波形，由图可见, C1上脉冲电压大于C2上的脉冲电压。

图9 CLC电路中C1上的浪涌电压为664V

图10 CLC电路中C2上的浪涌电压为556V

根据电解电容储能计算公式：，如果要降低电容器因吸收浪涌能量而导致的电压升高，需增加电解电容的容量，即增加C1的容量。

综上分析，对于CLC型滤波电路，从耐纹波电流角度考虑，需增加C2的电容量，从耐雷击浪涌的角度考虑，需增加C1的电容量。由于受成本和空间的限制，快充中C1与C2的总容量又不能增加。故C1和C2在容量选择上是一对矛盾，在应用时须区分对待，有所侧重，C1选用抗雷击品，C2选用耐纹波品，当然C1和C2匹配，还需要考虑EMI的滤波性能。

华威专为快充设计开发的RA、RL 和TC系列铝电解电容，具有小体积，耐高温，耐纹波和优良的抗雷击性能。

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