電源供應與電壓調節

儲能電容(reservoir capacitor)

儲能電容是那只把整流器顛簸、脈動的輸出變成接近平滑直流的水桶。整流器只在每個市電半週的頂端、以一陣陣的方式推送電流;中間時段它什麼都不給。儲能電容在每一陣中充電,然後在空檔裡安靜地餵給負載,就像水塔在幫浦運轉時注滿、在幫浦歇息時讓水龍頭繼續流。電容會抗拒電壓的驟變,而這正是它在這裡的任務。

它的大小決定漣波——充電波峰之間那小小的鋸齒下沉。對全波整流的 50 Hz 電源(每秒再充電 100 次)有個好用的估算:漣波電壓約等於 I times t / C,其中 t 約 10 ms(1/100 秒)、I 是負載電流、C 是電容值。例如:從一顆 4700 uF 電容抽取 1 A,波峰之間約下垂 1 times 0.01 / 0.0047 = 2.1 V。想要一半的漣波?電容加倍。把它重新充滿的峰值充電電流,遠大於平均負載電流,這就是為何這些電容與餵它的二極體會發燙。

為何重要:儲能電容是未穩壓電源的心臟,也是穩壓電源最前線的輸入電容。選太小,漣波可能把電壓壓到後級穩壓器所需值(其壓差)以下,輸出便出現哼聲。要為低漣波而選。務必尊重它的耐壓(用無載峰值再加裕度)與極性——電解電容有極性,接反可能使它過熱爆裂。

一顆 9 V 穩壓器輸入至少需要約 11 V。橋式之後峰值為 15.6 V;用 1000 uF 電容、0.8 A 負載,漣波約 0.8 times 0.01 / 0.001 = 8 V,谷底掉到 7.6 V——低於壓差,輸出便出現哼聲。把電容加大到 6800 uF,漣波降到約 1.2 V,谷底安穩地保持在 11 V 以上。

電容越大、漣波越小——讓谷底保持在穩壓器壓差之上。

儲能電容會隨年月失效:電解電容會乾涸、流失電容量,於是漣波慢慢變大,老設備開始出現哼聲。當曾經安靜的電源出現市電嗡嗡聲時,它們是首要嫌疑犯。

又稱
filter capacitorsmoothing capacitorbulk capacitor濾波電容