整流濾波電容的計(jì)算
1、直接接市電橋式整流后的濾波電容容值怎么選擇(85V-265V)
2、經(jīng)隔離變壓器后的低電經(jīng)整流后的濾波電容容值怎么計(jì)算,(假設(shè)我的兩路負(fù)載是12V1A和5V/1.2A)
請前輩們教一下新來的學(xué)員!多謝
2、輸出濾波電容的選擇要根據(jù)你的工作頻率、要求的紋波電壓等來計(jì)算,你可以這樣想,在變壓器不傳遞能量的過程中,負(fù)載需要的能量由濾波電容來提供,在變壓器傳遞能量的過程中,一方面向負(fù)載提供能量,另一方面給電容充電,補(bǔ)充上一個(gè)過程中損失的能量.在這個(gè)過程中,電容電壓就會有波動(dòng),這個(gè)就是紋波.明白了上述過程,我想對你的計(jì)算應(yīng)該有幫助.(我說的是反激,別的同樣道理)
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對于直流回路,無論是啥負(fù)載,原則上都可以等效成電阻.等效電阻值和濾波電容值的乘積;稱為時(shí)間常數(shù).工程中,一般按最小等效電阻為準(zhǔn),取常數(shù)計(jì)算為脈動(dòng)周期的3~5倍時(shí)間,作為計(jì)算依據(jù),求出電容值.
按此方法配的電源直流輸出電壓為:變壓器輸出交流電壓乘以1.2~1.3的系數(shù).
從理論上講,由于僅用電容濾波的電路,工作在電流斷續(xù)狀態(tài),需要用超約函數(shù)分析,過于復(fù)雜,一般很少用.
如果做一款電源輸入:AC90-264V,輸出DC12V/5A時(shí),輸入端不允許加電解電容時(shí),應(yīng)該怎么做???
看看文章:
前言
開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用主要是通過利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。也就是說是利用電容器的低阻抗而將交流電流分量的絕大部分,更希望是全部分流到濾波電容器上,使輸出電流沒有或非常小的交流電流分量。
無論正激式開關(guān)電源工作輸出的矩形波電流,還是反激式開關(guān)電源的鋸齒波電流,均含有極其豐富的高次諧波電壓與電流。這些高次諧波電流是不允許作為輸出電流成分流入負(fù)載,需要采用高頻阻抗低的電容器對其分流短路。這要求濾波電容器應(yīng)具有很好的阻抗頻率特性,這與工頻整流濾波對電容器要求大電容量的要求有所不同的(工頻整流濾波很容易濾除工頻的高次諧波,即使是40次也不過才2000Hz,一般電解電容器很容易實(shí)現(xiàn))。因此開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器即使選用鋁電解電容器也應(yīng)首選低ESR的鋁電解電容器,而絕不能隨意到電子市場抓到什么樣的鋁電解電容器(只要電壓、電容量滿足要求)均可。這樣作的結(jié)果將是電源的輸出紋波電壓過高,特別是峰-峰值電壓過高。
1.輸出濾波電容器對輸出紋波電流的旁路作用
輸出整流濾波電容器的任務(wù)主要是旁路開關(guān)電源輸出的高頻交流紋波電流分量,相當(dāng)于電源的交流等效電路中旁路電容器與負(fù)載分享紋波電流,如圖1。

圖1 旁路電容器與負(fù)載分享紋波電流的交流等效電路
圖中,電流源等效為開關(guān)電源的逆變器部分產(chǎn)生的交流紋波電流。在高頻段,輸出整流濾波電容器的容抗已經(jīng)小于電容器的ESR,電容器的容抗可以忽略,這時(shí)的紋波電流只剩下旁路電容器的ESR與負(fù)載分擔(dān)。很顯然,如果旁路電容器的ESR比較大就會變成負(fù)載與旁路電容器的ESR分享紋波電流,這樣,旁路電容器的分流效果將大打折扣,影響旁路效果。所以除了對電容量的要求外,還希望旁路電容器的ESR越小越好。
2.不同電路拓?fù)湟蟛煌敵鰹V波特性
(1)正激式開關(guān)電源要求的輸出濾波特性
輸出濾波電解電容器的性能直接影響開關(guān)電源的性能,那么開關(guān)電源的電路拓?fù)浜碗娐吩O(shè)計(jì)的合理性是否反過來也影響輸出濾波電容器的工作和壽命?結(jié)論是肯定的。通常開關(guān)電源的主回路的電路拓?fù)渲饕校悍醇な?包括電流連續(xù)與電流斷續(xù))、單管正激(包括雙管箝位和有源箝位)、半橋與全橋、推挽電路拓?fù)洹3醇な诫娐吠負(fù)渫猓渌问降碾娐吠負(fù)涠伎梢栽谥鏖_關(guān)管導(dǎo)通期間使輸入的電能直接向輸出提供。
如果開關(guān)管的導(dǎo)通占空比為100%,那么輸出濾波電容器上就沒有紋波電流,輸出濾波電容器也沒有存在的意義。同時(shí)輸出濾波電感如果為無窮大,則輸出濾波電容器上也沒有紋波電流,那么選擇什么樣的濾波電容也就無所謂。實(shí)際上為了穩(wěn)定輸出電壓開關(guān)管的導(dǎo)通占空比不可能工作在100%,而且輸出濾波電感的電感量也不可能達(dá)到無窮大,因此輸出濾波電容器上還有紋波電流。這時(shí)紋波電流的大小主要看輸出濾波電感對電流的平滑作用如何,如圖2。

圖2 輸出濾波電感、電容器的電流波形
如果輸出電流在20%負(fù)載仍能連續(xù)則輸出濾波電容器僅承擔(dān)輸出電流的40%峰-峰值紋波電流,如紋波電流近似為三角波時(shí),其有效值為:
其中Irms、IP-P、IO分別為輸出濾波電容器的有效值電流和峰--峰值電流??梢缘贸霎?dāng)負(fù)載電流在20%、10%額定電流時(shí)為電流臨界連續(xù)狀態(tài),則流過輸出濾波電容器的有效值電流為額定輸出電流的18.26%、9.13%。應(yīng)該說相對輸出電流而言,這個(gè)電流是比較小的,對輸出濾波電容器的影響并不很大。
(2)反激式開關(guān)電源要求的輸出濾波特性
如果是反激式開關(guān)電源,情況將完全不同了,因?yàn)樗械妮敵鲭娏鳛殡姼?隔離型的為“變壓器”)提供,而電感電流的波動(dòng)均需要輸出濾波電容器來濾除,如圖3。

圖3 不同電流工作模式下的濾波電感、電容器的電流波形
在占空比接近0.4的理想狀態(tài)下,逆變器輸出電流峰值為輸出電流平均值的5倍;流過輸出整流濾波電容器的紋波電流有效值至少為輸出電流平均值的120%以上。
這就使得輸出整流濾波電容器不得不承受高有效值電流
3.對輸出濾波電容器性能的要求
由于正激式開關(guān)電源電路拓?fù)渫ㄟ^輸出濾波電感平滑了逆變器輸出電流,因此需要輸出整流濾波電容器濾除的交流分量僅為開關(guān)電源額定輸出電流的20%以下,需要電容器的性能要求不是很高;
反激式開關(guān)電源要求輸出整流濾波電容器“短路”逆變器輸出電流的所有交流電流成分,因此將流過非常高的有效值電流,要求電容器具有能夠承受這個(gè)電流的能力;不僅如此,為了盡可能將所有的交流電流分量“短路”要求輸出濾波電容器均由盡可能低的ESR,因此輸出整流濾波電容器將需要極低ESR的“高頻低阻”鋁電解電容器或低ESR鉭電解電容器以及陶瓷貼片電容器。選擇一般的低阻鋁電解電容器實(shí)則需要更多數(shù)量的才能滿性能要求。相對于電容量則不在時(shí)選擇依據(jù)。