“輸入電解”和“輸出電解”電容的詳細(xì)計(jì)算!
發(fā)布時(shí)間:2019-05-31 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】我們一般按照在最低輸入電壓下,最大輸出的情況下,要求電解電容上的紋波電壓低于多少個(gè)百分點(diǎn)來(lái)計(jì)算。當(dāng)然,如果有保持時(shí)間的要求,那么需要按照保持時(shí)間的要求重新計(jì)算,二者之中,取大的值。
假如在最低輸入電壓下,電源的輸入功率為Pin,最低輸入交流電壓有效值為Vinacmin,那么我們一般認(rèn)為此時(shí)整流后的直流電壓為Vinmin=1.2×Vinacmin,由于在交流兩次充電周期間,對(duì)后面變換器的供電都是由電容儲(chǔ)能來(lái)保證的,那么電壓跌落是可以計(jì)算出來(lái)的:
C×ΔV=I×Δt,
ΔV是電壓紋波,一般取Vinmin的10%~20%,I是電容對(duì)后面電路的放電電流=Pin/Vinmin
而Δt則是兩次充電的時(shí)間間隔(就是一個(gè)工頻周期內(nèi)電容的放電時(shí)間),可以按照0.8×1/(2×fac)來(lái)考慮,說(shuō)白了,就是交流整流后的半正弦周期中,80%的時(shí)間是靠電解電容儲(chǔ)能來(lái)供應(yīng)給后面的變換器的。
那么由此我們就可以計(jì)算出輸入端的交流整流后濾波電解電容容量了。
輸入側(cè)的電解電容計(jì)算
輸出側(cè)的電解電容。輸出端的電解電容工作在高頻下,紋波電流對(duì)其影響很大,我們一般按照紋波電流的限制條件來(lái)計(jì)算輸出側(cè)的電解電容。
電解電容上的紋波電流有效值與次級(jí)整流二極管的電流有效值以及輸出電流的關(guān)系為:
電解電容的生產(chǎn)廠家通常會(huì)給出電解電容在某個(gè)頻率下,某個(gè)溫度時(shí)的額定紋波電流IRCrms。但實(shí)際使用過(guò)程中,我們需要考慮溫度效應(yīng)與頻率效應(yīng)。實(shí)際電容可以使用的紋波電流為IRCrms×溫度系數(shù)×頻率系數(shù)。不同的廠商,提供溫度系數(shù)和頻率系數(shù)參考點(diǎn)可能不同,要注意換算。如果廠商沒(méi)有提供,那么下面的數(shù)值可以供參考:
溫度系數(shù):
105℃:1
85℃:1.7
65℃:2.1
頻率系數(shù):
100KHz:1
10KHz:0.9
1KHz:0.8
120Hz:0.5
50Hz:0.32
單個(gè)電解如果紋波電流不夠,可以用多個(gè)并聯(lián)使用。另外,多個(gè)并聯(lián)使用也有助于降低輸出電壓紋波。
實(shí)際最終電解電容的選擇是否合適,除了要保證足夠的電壓裕量。更主要的就是電解電容的溫度和溫升。電解電容的溫度每升高10度,那么壽命減半。所以電解電容的工作溫度,將受到電源設(shè)計(jì)壽命的限制。
另一方面,由于電容的溫升可能是外來(lái)的熱量造成的,也可能是自身的損耗造成的。所以,我們這里還有一個(gè)限制條件,就是,自溫升<5℃。
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