開關(guān)電源的元件選擇(編輯修改稿)
2025-06-18 12:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大大縮短或爆裂。 21 三、 電容類型和應(yīng)用場(chǎng)合 極性電容－電解電容－ 鋁電解，鉭電解和鈮電解電容 1. 鋁電解電容 －一般電解電容指鋁電解電容 結(jié)構(gòu) ： 純鋁陽極電極板一面電極，一面陽極化生成氧化鋁介質(zhì)，為了增加面積，增加電容量極板氧化成多孔結(jié)構(gòu)。電解液與陰極電氣相連。（化成電壓 135~200%額定電壓） 工作壽命 ： ESR增加 30% ，或電容量減少到 80%判定電容壽命終止。 溫度上限的工作時(shí)間為工作壽命。如 2k小時(shí)， 5k小時(shí)或 10k小時(shí)等。 溫度范圍 ： － 25℃ ～ 85℃ ，－ 40℃ ～ 85℃ ，－ 55℃ ～85℃ ，－ 40℃ ～ 105℃ ，－ 55℃ ～ 105℃ 和－ 55℃ ～125℃ 等等 22 壽命降額 ： 阿亨紐斯（ Arrhenius）定律，容芯溫度減少 10℃ ，壽命增加 1倍。電壓超過額定電壓也要降額。但額定工作電壓最大不應(yīng)大于電容定額的電壓。 ESR與紋波電流： 電解電容的溫升是 ResrI2引起的。開關(guān)電源中輸出紋波電壓主要是ESR引起的。而 I為紋波電流的有效值。 ESR： 20kHz以上，一般 ESR與其容量的乘積為 RESRC＝ 50~80 106(s)。 23 按開關(guān)電源允許輸出紋波電壓 ΔUpp和紋波電流 Δ I（ Buck類 LC濾波通常為負(fù)載電流的 20%）選擇電容量。 例 ： Buck類 LC濾波輸出電流為 20A,允許紋波紋波電壓為 100mV。 f=50kHz .選擇電解電容。 解 ：紋波電流為 = 20=4A。因?yàn)棣pp＝ Δ IRESR＝ 4 65 106/C ,則需要 C＝ 4 65 106/=2600μF。 如果不考慮 ESR，按照此容量計(jì)算紋波電壓為 ΔUpp＝ Δ IT/2C ＝ 4 20 106/(2 2600 106） = 按實(shí)際 ESR計(jì)算紋波 24 如果是反激類電感（反激變換器變壓器， Boost，Buck/Buck， Cuk等電感）電容電流有很大的峰值電流。除了按峰值電流選取電容 IOFp Resr＝ ΔUpp 外，還應(yīng)檢查電容交流有效值不應(yīng)當(dāng)超過限值。 例如電感電流是斷續(xù)模式 (Ip2＝ 5A－峰值電流 ),允許紋波： ΔUpp＝ 100 mV，選擇電容量 65 5 6 532500 .1pppICU? ?? ? ??μF TR 斷續(xù) (Ip－峰值電流 ) ， DR＝ TR/T=： 2 0 . 5 0 . 2 55 1 . 63 4 3 4RRa c pDDII ? ? ? ? ?A 25 反激連續(xù)， D＝ , ( 1 )acI I D D I? ? ?/2paI I I? ? ?連續(xù) (Ia－中值電流 ) ： Ia 連續(xù)交流電流有效值應(yīng)當(dāng)小于所選電容允許電流有效值： 需要的電容量 ： 65pppICU???μF 反激輸出紋波尖刺問題 26 工頻整流電容濾波電容選擇 ? 能量關(guān)系 t Ii Uip Ii UL opoLpo PkfUPUUfPC ?????? )1()( 2222k= UL/Up； )1(122 kfUp ??? 脈沖寬度 1c o s2ktf???流過電容的交流有效值 22 ( 2 )a c c pI I tf tf C?? ? ?? 輸出接開關(guān)電源，輸入電流有效值為 Isw，電容電流總有效值 22swacAC III ??27 設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)表 ? 舉例： 輸出功率為 100W，變換器效率為 85%，變換器由 220V/50Hz交流電源供電，經(jīng)橋式整流，電容濾波，給DC/DC變換器供電，變換器允許輸入紋波電壓峰峰值為30V，選擇輸入濾波電容 。 解： 查得 α＝ ,γ＝ 得到電容 電容電流有效值 ??? ?oi PP ( 30 ) / 0. 90ppk U U? ? ? ???? oPC ?μF 0 7 ???? CI ac ?A 28 使用 1. 因?yàn)殡娙堇匣c溫度緊密相關(guān) ， 多個(gè)電容安裝在一起時(shí) ， 電容之間應(yīng)當(dāng)留有空隙 ， 便于散熱 ， 電解電容不同外形尺寸的電容間距離為 φ 40以上5mm, φ 18～ 35應(yīng) 3mm， φ 6～ 16應(yīng) 2mm； 2. 電容安裝時(shí)盡量不要靠近功率器件和發(fā)熱源； 3. 不要用有機(jī)洗滌劑清洗； 4. 電路電壓最高電壓不超過耐壓值的 ；
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