【选型】开关电源设计中输入＆输出滤波电解电容选型经验分享
笔者在开关电源设计项目中，做控制电源板时涉及到输入和输出滤波电解电容的选型设计。
在电源系统中，电解电容可以实现电源电压的滤波、旁路、耦合等功能，是电路中不可缺少的器件。
作为铝电解电容技术的行业领导者，Nippon Chemi-Con（黑金刚）是铝电解电容器的顶级制造商。黑金刚的主要产品包括铝电解电容，多层陶瓷电容，薄膜电容，陶瓷压敏电阻，超级电容等，具有高电压、寿命长的特点，主要应用于汽车、工业变频、新能源、家电、ICT、PC、IoT、通信基站等领域。
由于NIPPON CHEMI-CON（黑金刚）的电解电容型号很多，因此如何选择一款合适自己项目使用的电解电容也是困扰设计工程师的一大难题。笔者此前负责的多个项目中，为了实现开关电源的输入输出滤波，多采用黑金刚的电解电容，积累了一定的选型和应用经验，借此分享给大家，希望对在一般选型应用中提供一些帮助。
电解电容的关键参数主要有以下几点：
1）容量
对于容量的选择，容量是根据功率和负载来的，功率和负载大，就选大的，考虑实际应用中电流的变化和纹波电压进行选取。笔者设计的开关电源，由于计算的公式较为复杂，此处不做展示，根据功率以及电流的大小，笔者最终选用NIPPON CHEMI-CON（黑金刚）电解电容输入为680uf，输出为220uf。
2）耐压
电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。一般选择电压有效值的1.5倍以上即可。笔者设计的开关电源输入电压110V，需输出24V的电压，故输入电容的耐压需在250V，输出需在50V
3）ESR（等效串联电阻）
实际的电容的等效串联电阻被称为ESR，电容的ESR越小，越是可以很好的吸收快速转换时的纹波电流。市面上ESR越小，价格越高，综合项目的成本考虑，输入电容选择了NIPPON CHEMI-CON（黑金刚）公司的EKXG251ELL101ML25S，输出电容选择了EKY-500ETD101MHB5D。
4）纹波电流和纹波电压
纹波电流表征的是流过电解电容的交流电流的大小。纹波电压等于纹波电流与ESR的乘积。减小纹波电压，需要选择ESR尽量小的电容使用。
5）电容寿命
电解电容都存在一定的寿命，过电压、高温、急剧充放电等都会影响电容寿命。
6）温度范围、封装形式与尺寸
在工业产品中，要求产品能够工作在较宽的温度范围，因此电容的温度范围也是非常重要的参数之一。在开关电源项目中，笔者选用的电解电容温度范围105度，封装为直插竖立的，工作寿命比较长。
用于开关稳压电源输出整流的电解电容器，为了减小纹波电压，需要选择ESR尽量小的电容使用。
电源输入部分的电解电容选择NIPPON CHEMI-CON（黑金刚）公司的EKXG251ELL101ML25S。此款电解电容是黑金刚电解电容的长寿命电容，可满足105摄氏度下长时间工作8000到10000小时，且ESR低，适合电源的输入储能滤波使用。
电源输出部分的电解电容选择NIPPON CHEMI-CON（黑金刚）公司的EKY-500ETD101MHB5D。此款电解电容ESR小，其充电速度快，用于吸收突波作用时，其实也可以理解成是在给电容充电的过程，所以时间常数越小的电容，吸收突波的效果也越好，适合作为电源输出滤波电容使用。
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Nippon Chemi-Con 铝电解电容器选型表（续一）
选型表 - Nippon Chemi-Con Nippon Chemi-Con提供铝电解电容器选型，覆盖SMQ/SMM两大系列，电压160-450V、容量68-3300µF、尺寸22-35mm直径/20-50mm长度，Snap-in封装，-25~85℃宽温、120Hz低ESR、0.15-0.2D.F.，额定纹波电流830-6210mArms，适配工业电源、逆变器、变频器等应用。
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产品型号
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品类
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Type2
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Length[mm](MLCC Thickness)
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product page URL(zh)
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Image file URL
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Category Temperature Min.[deg.C]
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catalog URL(ja)
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Capacitance[uF]
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Rated Ripple Current1 Temp.[deg.C]
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D.F.
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Type1
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Category Temperature Max.[deg.C]
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Cap tol. Max.[%]
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D.F. temp. [deg.C]
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D.F. frq. [Hz]
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Cap tol. Min.[%]
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Cap Temperature[deg.C]
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Cap Frequency[Hz]
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Voltage[V]
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catalog URL(zh)
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Rated Ripple Current1[mArms]
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catalog URL(en)
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Dia[mm] (MLCC Length)
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Series Name
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Rated Ripple Current1 Frq.[Hz]
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MOQ[pcs]
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EKXG251ELL101ML25S
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铝电解电容器
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Radial lead type
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25
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https://www.chemi-con.co.jp/cn/products/detail-condenser.php?part_number=EKXG251ELL101ML25S
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https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/images/KXGLL_1.JPG
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-40
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https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/catalog/KXGLL-j.PDF
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100
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105
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0.2
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Miniature Aluminum Electrolytic Capacitor
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105
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20
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20
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https://www.chemi-con.co.jp/products/detail-condenser.php?part_number=EKXG251ELL101ML25S
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-20
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20
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https://www.chemi-con.co.jp/en/products/detail-condenser.php?part_number=EKXG251ELL101ML25S
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250
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https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/catalog/KXGLL-c.PDF
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KXG
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120
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500
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【应用】黑金刚铝电解电容EKXG451ELL820MMP1S在工业级嵌入式AC-DC电源模块应用
2019-08-02 - 应用方案 工业级嵌入式AC-DC电源模块专用电源的项目原型设计之初，开关变压器有鸣音(啸叫)，人耳朵可以听到声音20HZ-20kHz范围, 除了交流输入电流的噪声峰峰值纹波抑制会引起变压器振荡，黑金刚出品的KXG系列工业级铝电解电容，采用耐溶剂性铝塑密封外形封装工艺，避免铝壳应振动剧变引起的溶胀、溶漏解、龟裂异常和形变。低纹波值长寿命特点，非常适用于工业级伺服器嵌入式AC-DC电源模块专用。
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产品型号
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品类
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电容容差
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系列
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最大工作温度(℃)
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电压(V)
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直径(mm)
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引脚类型
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容值(uF)
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最小工作温度(℃)
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长度(mm)
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EKXG251ELL101ML25S
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引线型铝电解电容器
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±20%(M)
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KXG Series
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105℃
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250V
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16mm
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Radial lead
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100uF
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25mm
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产品型号
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品类
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Series Name
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Voltage[V]
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MOQ[pcs]
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Category Temperature Min.[deg.C]
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Rated Ripple Current1[mArms]
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Rated Ripple Current1 Temp.[deg.C]
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Rated Ripple Current1 Frq.[Hz]
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catalog URL(zh)
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product page URL(en)
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product page URL(zh)
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Image file URL
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HHXK160ARA561MHA0G
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导电性高分子混合型铝电解电容器
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HXK
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16
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560
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8
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10
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Conductive Polymer Hybrid Aluminum Electrolytic Capacitor
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Chip type
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500
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-55
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125
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-20
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20
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20
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120
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0.16
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20
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3100
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100000
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https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/catalog/HXKRA-j.PDF
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https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/catalog/HXKRA-c.PDF
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https://www.chemi-con.co.jp/products/detail-condenser.php?part_number=HHXK160ARA561MHA0G
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https://www.chemi-con.co.jp/en/products/detail-condenser.php?part_number=HHXK160ARA561MHA0G
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https://www.chemi-con.co.jp/cn/products/detail-condenser.php?part_number=HHXK160ARA561MHA0G
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https://www.chemi-con.co.jp/products/relatedfiles/capacitor/images/HXKRA_1.JPG
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电子商城
服务市场
可定制OGS一片式电容屏，G+G电容屏，G+F电容屏，G+F+F电容屏，尺寸范围：1”~21”，单层产品厚度：0.55mm~2mm，可按客户要求在产品上附加防反射，防指纹，多色丝印，钻孔磨边，2.5D导圆角等工艺。
最小起订量：1000 提交需求>
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授权代理品牌：集成电路
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授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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