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輸入側的電解電容計算

輸入側的電解電容計算

我們一般按照在zui低輸入電壓下,zui大輸出的情況下,要求電解電容上的紋波電壓低于多少個百分點來計算。當然,如果有保持時間的要求,那么需要按照保持時間的要求重新計算,二者之中,取大的值。

假如在zui低輸入電壓下,電源的輸入功率為Pin,zui低輸入交流電壓有效值為Vinacmin,那么我們一般認為此時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,對后面變換器的供電都是由電容儲能來保證的,那么電壓跌落是可以計算出來的:C×ΔV=I×Δt,ΔV是電壓紋波,一般取Vinmin的10%~20%,I是電容對后面電路的放電電流=Pin/Vinmin 而Δt則是兩次充電的時間間隔(就是一個工頻周期內電容的放電時間),可以按照0.8×1/(2×fac)來考慮,說白了,就是交流整流后的半正弦周期中,80%的時間是靠電解電容儲能來供應給后面的變換器的。

那么由此我們就可以計算出輸入端的交流整流后濾波電解電容容量了。

輸入側的電解電容計算

輸出側的電解電容。輸出端的電解電容工作在高頻下,紋波電流對其影響很大,我們一般按照紋波電流的限制條件來計算輸出側的電解電容。電解電容上的紋波電流有效值與次級整流二極管的電流有效值以及輸出電流的關系為:

電解電容的生產廠家通常會給出電解電容在某個頻率下,某個溫度時的額定紋波電流IRCrms。但實際使用過程中,我們需要考慮溫度效應與頻率效應。實際電容可以使用的紋波電流為IRCrms×溫度系數×頻率系數。不同的廠商,提供溫度系數和頻率系數參考點可能不同,要注意換算。如果廠商沒有提供,那么下面的數值可以供參考:

溫度系數:

105℃:1

85℃:1.7

65℃:2.1

頻率系數:

100KHz:1

10KHz:0.9

1KHz:0.8

120Hz:0.5

50Hz:0.32

單個電解如果紋波電流不夠,可以用多個并聯使用。另外,多個并聯使用也有助于降低輸出電壓紋波。

實際zui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,將受到電源設計壽命的限制。

另一方面,由于電容的溫升可能是外來的熱量造成的,也可能是自身的損耗造成的。所以,我們這里還有一個限制條件,就是,自溫升<5℃。

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