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AC/DC输入电容的快速估算方法
阅读: 525 |  回复: 14 楼层直达

2021/03/02 10:24:08
1
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

  在选取AC/DC开关电源的输入电容时常用经验法或公式法。经验法受条件限制有一定的局限性,公式法的求解过程较繁琐,这里找出一种新的可以快速估算出输入电容大小的放法。

标签 电容 仿真
2021/03/02 10:25:52
2
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

1、经验法:

经验法是指当输入峰值电压为300V左右时依据1uF/W来选取输入电容,当输入峰值电压为100V左右时依据3uF/W来选取输入电容。根据后期的公式及仿真验证这里隐含了电压波动量△V≈29V这一条件。如果改变条件比如将输入电压设为20V或设为1000V再或者期望电压波动量为10V或其它,这样经验值就不知如何选了。

2021/03/02 10:26:54
3
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

2、公式法:

公式法参考下图

波形

                         1 输入电容波形

电容恒功放电公式为(V02-V12)/2=Pin*△t/Cin,先求出时间T0T1得出V0V1△t最后就可以精确计算出电容Cin来。由于这里包含了三角函数(超越函数)所以较难整理出解析式并且手算也非常困难。
2021/03/02 10:30:34
4
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

3、估算法:

工程上有时不需要特别高的精度,因为器件本身的偏差量就比较大,比如有些电容自身就有20%的偏差量,所以很多时候采用近似估算法也能满足要求。

公式法经整理后发现在恒定输入波动条件下输入功率与电容的关系近似线性,见下面两图:

311V电容与功率

                 2 输入峰值311V、波动量29V,输入电容与功率的关系

 

100V电容与功率

                 3 输入峰值100V、波动量29V,输入电容与功率的关系

上面两张图显示了不同峰值电压下电容与功率都近似为线性关系,图中也包含了估算公式(与公式法近似重合),图2中输入峰值Vpk=311V波动电压△V=29V100W时对应100uF电容(1uF/W),图3中输入峰值Vpk=100V波动电压△V=29V100W对应300uF电容(3uF/W),跟经验法相符。

估算法经整理得出下面三个式子:

公式(1)的表达式最简单,公式(2)在常用参数范围内做了修正如果全参数范围修正表达式会比较复杂,公式(3)引入工频项可以修正比如60Hz的设计参考。

2021/03/02 10:41:00
5
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

以输入峰值Vpk=200V波动电压△V=20V为例验证估算法的计算结果:

220V电容与功率

             4输入峰值200V、波动量20V,输入电容与功率的关系

在此常用参数下估算法与公式法偏差很小,此时电容与功率比为2.23uF/W与之前的经验法就不同了。

仿真

                             5 100W仿真验证

仿真电容取223uF当输入功率为190^2/361=100W时波动电压20V与图4的结果一致。

2021/03/02 11:57:31
10
anran1018
电源币:3 | 积分:1 主题帖:1 | 回复帖:2
LV1
士兵
感谢楼主分享
2021/04/08 14:18:59
11
pzg1989
电源币:28 | 积分:20 主题帖:1 | 回复帖:24
LV3
排长
楼主这方法不错,吸收了经验法和公式法的优点,省时省力简单快捷。
2021/03/02 10:42:33
6
miky1188
电源币:23 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:239
LV6
团长
大赞!感谢分享。
2021/03/02 10:44:38
8
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
2021/04/09 12:19:44
12
奋斗的青春
电源币:2538 | 积分:20 主题帖:147 | 回复帖:956
LV9
军长
的确单个计算的话比较费劲,楼主有根据公式设计计算好的EXCEL表格吗?
2021/04/09 16:10:30
15
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
公式法要解超越方程,EXCEL中单解一个值可以但如果绘制成曲线不知怎么操作了。
2021/03/02 10:44:18
7
zhangtao3b608
电源币:27 | 积分:0 主题帖:36 | 回复帖:548
LV8
师长
全面实用
2021/03/02 10:47:03
9
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
2021/04/09 13:13:39
13
lkings
电源币:232 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:81
LV4
连长
楼主这个估算办法是反激拓扑还是其他什么结构,需要写清楚一点,不然会误导一些刚学电源的.
2021/04/09 16:07:05
14
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
跟拓扑关系不大,只跟功率有关。
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