基于高压陶瓷电容设计的开关电源优势分析

　　1)高效、环保

　　LN系列采用填谷电路进行设计，利用高压陶瓷电容完美替代铝电解电容，增加了整流管的导通角，使输入电流波形从尖峰脉冲变得更接近正弦波，从而大幅度提高电源的功率因素(如表1所示)，提高电源的转换效率，更加利于环保节能，显著降低总谐波失真。如图1所示：

　　以下所有表中旧方案为采用电解电容的产品，新方案为采用填谷电路无电解电容的新产品

　　2)产品寿命的提升

　　电源本身是一个功率器件，在正常工作时功率损耗通过热的形式散发到外部，其内部的变压器、开关器件、整流二极管等都是发热器件。除内部因素外，大部分电源需应用在较高的环境温度中，这些都会导致电解液的挥发，降低电解电容的使用寿命。

陶瓷电容采用特性最稳定的陶瓷材料作为介质，特别是一类陶瓷电容(NOP) 能实现-55℃~+125℃的工作环境温度，容量变化不超过±30ppm/℃。电容温度变化时，容值很稳定，即具有温度补偿功能，适用于要求容值在温度变化范围内稳定和高Q值的线路以及各种谐振线路中;二/三类陶瓷(X7R)实现-55℃~+125℃的工作温度范围内，容量最大的变化为 ±15%。

　　从高压陶瓷电容的介质与铝电解电容的电解液介质本身的特性可以看出，陶瓷电容能够承受更严格的环境要求，对电源产品的寿命、可靠性的设计都有着重要的意义，能够很大程度地提高电源产品的使用寿命以及可靠性。

　　金升阳无电解电容AC-DC电源模块LN系列通过采用填谷电路，利用高压陶瓷电容成功替代铝电解电容，能够有效避免电解电容因内部电解液导致的高低温性能差问题;避免因电解液的挥发导致电容容值下降、电源产品寿命降低问题;甚至可以避免因电解液的剧烈喷发或者漏液引起的安全问题。

　　3)稳定的高低温特性

　　目前，大多数常规电解电容的额定工作温度为105℃，但因电解电容在高温条件下电解液易挥发，电源本身发热较大等原因，常规采用电解电容的AC-DC电源只能工作在70℃的环境条件下。要提高电源的工作环境温度，必须采用价格更昂贵、体积更大的电解电容，或者以降额的方式实现高低温条件下的应用，下面以金升阳常规AC-DC电源产品在高低温环境下的降额要求如图3：

　　金升阳LN系列能在成本、体积变化不大的情况下实现高温工作，能满足-40℃到70℃条件下无任何降额要求，可应用在环境温度较高/较低，且对电源产品的可靠性、使用寿命较高的场合，如路灯控制、LED等行业。

　　4)高EMC特性

　　金升阳无电解电容LN系列产品，充分考虑到不同应用场合、不同的设计要求，对产品的EMC性能进行了全面的升级优化。在模块内部通过PCB设计、采用多级EMC滤波等方式实现在无任何外围防护器件的情况下EMI满足CLSS B，防浪涌能力达4级。

　　三、总结

　　金升阳无电解电容AC-DC电源模块LN系列的成功开发证明AC-DC电源设计中也可不使用电解电容。通过采用高压陶瓷电容的填谷电路设计替代并优化电解电容的基本功能，能够完美解决电源模块因电解电容本身固有缺陷而产生的高低温性能差、可靠性差、使用寿命短等问题。