电容纹波电流计算

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变频器直流母线电容纹波电流计算方法(一)

变频器直流母线电容纹波电流计算方法(一)

变频器直流母线电容纹波电流计算方法(一) 各类电动机是我们发电量的主要消耗设备,而变频器作为电动机的驱动装置成为当前”节能减排”的主力设备之一。

它一方面可以起到节约能源消耗的作用,另一方面也可以实现对原有生产或处理工艺过程的优化。

目前应用最多也最广的是交-直-交电压型变频器,即中间存在直流储能滤波环节,一般采用大容量电解电容器实现此功能。

使用电解电容器的作用主要有以下几个:(1)补偿以电源频率两倍或六倍变化的逆变器所需功率与整流桥输出功率之差;(2)提供逆变器开关频率的输入电流;(3)减小开关频率的电流谐波进入电网;(4)吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量;(5)提供瞬时峰值功率;(6)保护逆变器免受电网瞬时峰值冲击。

电解电容器设计选型所需要考虑的主要因素有以下几个:电容器的电压、电容器量、电容器的纹波电流、电容器的温升与散热、电容器的寿命等等。

这些因素对变频器满足要求的平均无故障时间(mtbf)十分重要。

然而电解电容器的纹波电流的计算如何能明确给出计算依据,这是本文所要解决的问题。

直流母线电容纹波电流的计算纹波电流指的是流过电解电容器的交流电流,它使得电解电容器发热。

纹波电流额定值的确定方法是在额定工作温度下规定一个允许的温升值,在此条件下电容器符合规定的使用寿命要求。

当工作温度小于额定温度时,额定纹波电流可以加大。

但过大的纹波电流会大大缩短电容器的耐久性,当纹波电流超过额定值,纹波电流所引起的内部发热每升高5℃,电容器器的寿命将减少50%。

因此当要求电容器器具有长寿命性能时,控制与降低纹波电流尤其重要。

但在实际设计过程中,电解电容器的纹波电流由于受变频器输入输出各物理量变化以及控制方式等的影响很难直接计算得到,一般多采用根据实际经验估算大小,如每μf电容器要求20ma纹波电流之类的经验值,或者通过计算机仿真来估算[3~6]。

本文根据对变频器电路拓扑与开关调制方式的分析,并借鉴已有文献资料,归纳出一个直接的计算电解电容器纹波电流的方法,供大家参考。

电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流

电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流

电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流电解电容器在使用过程。

加在电解电容器两端的电压随时间波动变化,忽高忽低,电容器就产生充放电,有电荷流动,形成电流,电解电容器上这个高低不停变化的电压,其随时间变化的曲线类似在平静的池塘面投下一块石子,石子在水面激起的一圈圈链漪有波峰也有波谷。

于是人们形象的把电解电容器两端的这种电压称纹波电压,由纹波电压所加在电容器上,电容器就进行充放电,由此在电容器中形成的电流就形象的称之为纹波电流。

电解电容器中的纹波电流I和其两端的纹波电压V及容量C,其上的电量Q有下面的关系:∵C=Q/V=( dQ/dt)/(dV/dt) dQ/dt=I∴I=C*(dV/dt)电解电容器在使用过程中有一个重要参数:电解电容器的额定纹波电流,该参数不同的厂家有不同的值,就是同一厂家同一规格不同系列的产品,其额定的纹波电流也不一定相同。

它是由电解电容器制造商给出的。

电解电容器中的纹波电流和其额定纹波电流是两个不同的概念。

电解电容器的额定纹波电流的确定,主要是根据该规格电解电容器的用途及使用条件及工作时间(俗称寿命)来和电容器自身的材料性能由电解电容制造商来确定的。

在确定某一规格电解电容器的额定纹波电流需要考虑的因素有以下几点。

1、电解电容器的寿命,它是电解电容器制造商对用户的承诺,简单点讲就是电容器在一定使用条件所能有效工作的时间,也是用户进行电解电容选型的重要观注点之一,这个一般各制造商在其产品手册上都会给出。

2、电解电容的等效串联电阻ESR,ESR大小决定了纹波电流在电解电容器中的发热量的大小。

理论上讲纹波电流在电解电容器中产生的热量(单位时间里):Q-I2*ESR这里I是纹波电流的有效值。

ESR是电容器的等效串联电阻。

3、电解电容在上限温度时,电解电容内部的压力。

当工作时,电解电容工作时所处的环境温度比较高。

由于电解电容器自身的损耗发热,其内部的温度比处的环境温度要高,一般的湿式电解电容器的液态电解液都会产汽化,产生一定的蒸汽压,该蒸汽压和被封在电解电容器内部的空气所产生的压力构成了电解电容内部的总压力,各种分压的大小遵从道尔顿分压定理。

电解电容纹波的测试,计算及判定_ 应用报告

电解电容纹波的测试,计算及判定_ 应用报告

一、前言:铝电解电容的工作状态及工作环境,是影响其寿命的主要因素。

在众多因素中,又以环境温度的高低和 Ripple Current 纹波电流的大小对电容寿命的影响最大。

所以在实际使用中,电解电容Ripple Current有否超规格,电解电容工作温度有否超标准值,是影响电容失效爆浆的最主要原因,特别是在整机测试未对电解电容寿命进行估算计算的情况下,电解电容Ripple Current 的测试,计算及判定,尤为重要。

二、标准测试:1、一次侧Bulk Cap.纹波电流说明:一次侧Bulk Cap.纹波电流通常由基本频率(低频率)和高频(开关频率)电流构成,因此在计算时,要通过合成公式,利用频率系数计算出其在指定频率下的合成有效值。

(如图1所示) R/C(Ripple Current) = Lowf(Low Freq.Current) +Hif(High Freq. Current)一次侧Bulk Cap.是指:一次侧主电解电容;Lowf 是指:低频纹波电流有效值; Hif 是指:高频纹波电流有效值。

图(1)2、二次侧Filter Cap.纹波电流说明:二次侧Filer Cap.纹波电流通常由高频电流构成。

R/C(Ripple Current) = Hif(High Freq. Current) 二次侧Filter Cap.是指二次侧滤波电解电容。

3、温度机种名称: 机种编号: 机种类别: 电路拓扑:输出规格:编写单位:应用类别:材料应用受控日期:201 年 月 日应用编号:AR500XbcEedDFf P应用描述: 电解电容纹波电流的测试,计算及判定Temperature Meas. = Cap. Case 实测值.-----------此处指电容壳温。

三、計算公式 :1、一次侧Bulk Cap.纹波计算:R/C Stress(Ripple Current Stress) = ()()TFHifFLowf222/1/+R/C Stress:纹波电流计算压力值,F1=低频时的纹波系数(120Hz),T= 纹波温度系数,F2=高频时的纹波系数(>10KHz);2、二次侧Filter Cap.纹波计算:R/C Stress(Ripple Current Stress) = ()TF Hif2/F2 =高频时的纹波系数(>10KHz),T = 纹波温度系数;R/C Stress:纹波电流计算压力值。

开关电源电容选择计算方法

开关电源电容选择计算方法

开关电源电容选择计算方法开关电源的寿命很大程度受到电解电容的制约,而电解电容的寿命取决于其内核温升。

本文从纹波电流计算、纹波电流实测、电解电容选型、温度测试方法、寿命估算等方面,对电解电容作了全面的分析。

纹波电流产生的热量引起电容的内部温升,加速电解液的蒸发,当容值下降20%或损耗角增大为初始值的2~3倍时,预示着电解电容寿命的终结。

通过检查电容器上的纹波电流,可预测电容器的寿命。

本文以连续工作模式的反激变换器输出电容分析为例,重点从纹波电流角度全面分析电解电容的选型与寿命。

1、纹波电流计算假设已知连续工作模式的反激变换器,其输出电流Io 为1.25A,纹波率r为1.1,占空比D为0.62,开关频率为60kHz,由此可以计算次级纹波电流ΔIo和有效值电流Io.rms。

次级纹波电流ΔIo:有效值电流Io.rms:最终得到流过输出电容的纹波电流:图1直观的显示了该电容的纹波电流波形:图1 纹波电流波形2、电解电容选型由上述计算分析得到流过电容的纹波电流为1.72A,综合考虑体积和成本,选择了纹波电流为1.655A的电解电容。

该纹波电流需在电源开关频率下选择,如下列图某厂家电容手册的纹波电流有频率因子,不同频率下的纹波电流不同。

高频低阻电容均会给出100kHz下的纹波电流,本设计开关频率为60kHz,频率因子为0.96~1之间,在此取1即可。

图2 电容纹波电流频率因子注:纹波电流还有一个温度系数,例如105℃电容,在85℃环境温度下,允许的最大纹波电流约为额定最大纹波电流的1.73倍,该参数一般不在电容手册中表达。

3、纹波电流实测测试电解电容纹波电流时,需将电容引脚穿入电流探头中,通过示波器可读得交流有效值。

本设计实例的纹波电流测试结果如图3所示,示波器读得有效纹波电流为1.64A,与理论设计接近。

因此理论计算具有较大的工程指导意义。

图3 实测电容纹波电流4、温度测试方法测量容体表面温度Ts:需在电容器侧面的中间位置开展,如果由于外部影响导致电容器表面温度不均匀、不稳定,需综合测量电容器表面4个点的温度,再取平均值。

buck电路纹波电流计算公式

buck电路纹波电流计算公式

buck电路纹波电流计算公式一、引言在电力电子领域中,b u ck电路是一种常用的降压型直流-直流(D C-D C)变换器。

在bu ck电路中,电感和电容是关键元件,它们会引起输出电流的纹波现象。

准确计算b uc k电路中的纹波电流对于电源设计和功率管理至关重要。

本文将介绍b uc k电路纹波电流的计算公式。

二、纹波电流的定义纹波电流是指在任意时间点,电流值较理想直流电流存在一定的涨落。

在b uc k电路中,纹波电流的大小和波形直接影响到输出电压的稳定性和负载调整能力。

三、理想b uck电路的纹波电流计算公式在理想情况下,b uck电路的纹波电流可以通过以下简化公式计算:\[I_R=\f ra c{{V_{in}-V_{o ut}}}{{f\cd o tL}}\]其中,-\(I_R\)是纹波电流;-\(V_{in}\)是输入电压;-\(V_{ou t}\)是输出电压;-\(f\)是开关频率;-\(L\)是电感的感值。

四、考虑电路效应的纹波电流计算公式在实际应用中,考虑各种电路效应后的纹波电流公式相对复杂,但仍然可以通过以下公式进行计算:\[I_R=\f ra c{{V_{in}-V_{o ut}}}{{f\c dot L}}+\fr ac{{V_{ou t}\cd ot D\cd ot(1-D)}}{{8\cd ot f\cdo t L}}\]其中,-\(D\)是占空比,表示开关关闭时间与开关周期的比值。

五、纹波电流的影响因素b u ck电路纹波电流的大小受到多个因素的影响,主要包括:1.输入电压的大小;2.输出电压的大小;3.开关频率;4.电感感值;5.占空比。

了解这些影响因素对纹波电流的影响程度,可以帮助工程师在设计电源时进行恰当的参数选择。

六、纹波电流的降低方法纹波电流对电源的负载调整能力有一定影响,因此需要采取一些措施来降低纹波电流,例如:-选择合适的电感参数;-采用滤波电容以减小纹波电流;-调整开关频率和占空比。

电解电容纹波电流与频率

电解电容纹波电流与频率

电解电容纹波电流与频率电解电容纹波电流与频率1. 引言电解电容器是一种常见的电子元件,用于存储电荷和平滑直流电源中的纹波电压。

在实际应用中,了解电解电容纹波电流与频率之间的关系对优化电路设计和避免电解电容器过载起着重要作用。

本文将探讨电解电容纹波电流与频率之间的关系,并提供一些个人观点和理解。

2. 电解电容器的工作原理电解电容器是由两个电极和介质电解质组成的。

当电解质中通过电流时,电极会发生电化学反应,形成电化学界面,从而使电容器具备存储电荷的能力。

在直流电路中,电解电容器可以平滑纹波电压,通过吸收纹波电流并在需要时释放。

但是,电解电容器也存在一定的限制,包括容量、电压和频率等方面。

3. 电解电容纹波电流的定义与计算电解电容纹波电流是指电容器上产生的交流电流,通常由交流电源中的纹波电压引起。

纹波电流是由电容器对纹波电压变化的响应造成的,其幅度取决于电容器的性能和频率。

计算纹波电流的方法包括根据电容器的容量值和纹波电压的频率进行计算,或者通过实验测量获得。

4. 纹波电流与频率之间的关系纹波电流与频率之间存在着一定的关系。

当频率增加时,纹波电流的幅度往往会增加,因为电容器需要更快地对纹波电压变化做出响应。

而对于相同幅度的纹波电压,频率越低,纹波电流越小。

这是因为频率较低时,电容器有更多的时间来响应纹波电压的变化,从而限制了纹波电流的大小。

5. 影响纹波电流的因素除了频率之外,纹波电流还受到其他因素的影响。

首先是电容器的容量值。

较大的容量值可以存储更多的电荷,从而降低纹波电流的大小。

其次是电解电容器的串联等效电阻。

电解电容器具有一定的等效电阻,会导致纹波电流的增加。

电解电容器的工作温度和负载电流也会对纹波电流产生影响。

6. 个人观点和理解在我看来,电解电容纹波电流与频率之间的关系是一种动态平衡。

在不同频率下,纹波电流的幅度会发生变化,这取决于电容器对纹波电压变化的响应速度。

对于高频率的纹波电压,电容器需要更快地对其进行响应,因此纹波电流的幅度较大。

电解电容_纹波_温度_寿命_计算

电解电容_纹波_温度_寿命_计算

电解电容_纹波_温度_寿命_计算电解电容器是一种常见的电子元件,用于存储和释放电荷。

在实际应用中,电解电容器的性能参数包括电解电容、纹波电压、温度和寿命等。

1.电解电容电解电容是指电容器的额定值,单位是法拉(F)。

电解电容主要取决于电解液的种类和容量,以及电容器的结构和材料。

一般来说,电解电容越大,存储电荷的能力越强。

2.纹波电压纹波电压是指在交流电路中,电解电容器上的电压变化。

由于电解电容器的内部结构,它对交流信号的响应能力有限,会有一定程度的电压波动。

纹波电压越小,说明电解电容器对交流信号的滤波效果越好。

3.温度温度是电解电容器性能的重要影响因素之一、温度过高会导致电解液的蒸发、内阻上升,从而影响电解电容器的工作稳定性和寿命。

一般来说,电解电容器的温度范围应在指定范围内使用,过高或过低的温度都会对性能产生不良影响。

4.寿命电解电容器的寿命是指其可靠工作的时间。

电解电容器的寿命主要受电解液的腐蚀性和电容器的结构质量等因素影响。

一般来说,电解电容器具有一定的工作寿命,超过寿命后可能会出现容值下降、纹波电压增加等问题。

计算电解电容器的性能参数需要根据具体的电容器型号和规格,以及电路的设计要求进行分析和计算。

以下是一些常用的电解电容器的计算公式:1.电容器的纹波电压计算公式:纹波电压=(I*t)/(C*ΔV)其中,I是负载电流,t是纹波时间周期,C是电解电容容量,ΔV是纹波电压的标准值。

2.电解电容器的额定寿命计算公式:寿命=(T/ΔT)^k其中,T是电解电容器的工作温度,ΔT是电容器工作温度与最大允许温度的差值,k是材料系数。

在实际应用中,电解电容器的纹波和寿命通常是通过实验和测试得出的,也可以根据电解液种类和电容器的结构参数进行估算。

对于设计师来说,选用合适的电解电容器和合理的工作条件是确保电子设备正常工作和提高寿命的关键。

变频器中直流母线电容的纹波电流计算[整理版]

变频器中直流母线电容的纹波电流计算[整理版]

變頻器中直流母線電容的紋波電流計算1 引言各類電動機是我們發電量的主要消耗設備,而變頻器作為電動機的驅動裝置成為當前“節能減排”的主力設備之一。

它一方面可以起到節約能源消耗的作用,另一方面也可以實現對原有生產或處理工藝過程的優化。

目前應用最多也最廣的是交-直-交電壓型變頻器,即中間存在直流儲能濾波環節,一般採用大容量電解電容器實現此功能。

使用電解電容器的作用主要有以下幾個[1]:(1)補償以電源頻率兩倍或六倍變化的逆變器所需功率與整流橋輸出功率之差;(2)提供逆變器開關頻率的輸入電流;(3)減小開關頻率的電流諧波進入電網;(4)吸收急停狀態時所有功率開關器件關斷下的電機去磁能量;(5)提供暫態峰值功率;(6)保護逆變器免受電網暫態峰值衝擊。

電解電容器設計選型所需要考慮的主要因素有以下幾個:電容器的電壓、電容器量、電容器的紋波電流、電容器的溫升與散熱、電容器的壽命等等。

這些因素對變頻器滿足要求的平均無故障時間(MTBF)十分重要。

然而電解電容器的紋波電流的計算如何能明確給出計算依據,這是本文所要解決的問題。

2 直流母線電容紋波電流的計算紋波電流指的是流過電解電容器的交流電流,它使得電解電容器發熱。

紋波電流額定值的確定方法是在額定工作溫度下規定一個允許的溫升值,在此條件下電容器符合規定的使用壽命要求。

當工作溫度小於額定溫度時,額定紋波電流可以加大。

但過大的紋波電流會大大縮短電容器的耐久性,當紋波電流超過額定值,紋波電流所引起的內部發熱每升高5℃,電容器器的壽命將減少50%。

因此當要求電容器器具有長壽命性能時,控制與降低紋波電流尤其重要。

但在實際設計過程中,電解電容器的紋波電流由於受變頻器輸入輸出各物理量變化以及控制方式等的影響很難直接計算得到[2],一般多採用根據實際經驗估算大小,如每μf電容器要求20ma紋波電流之類的經驗值,或者通過電腦模擬來估算[3~6]。

本文根據對變頻器電路拓撲與開關調製方式的分析,並借鑒已有文獻資料,歸納出一個直接的計算電解電容器紋波電流的方法,供大家參考。

变频器中直流母线电容的纹波电流计算

变频器中直流母线电容的纹波电流计算

变频器中直流母线电容的纹波电流计算1 引言各类电动机是我们发电量的主要消耗设备,而变频器作为电动机的驱动装置成为当前“节能减排”的主力设备之一。

它一方面可以起到节约能源消耗的作用,另一方面也可以实现对原有生产或处理工艺过程的优化。

目前应用最多也最广的是交-直-交电压型变频器,即中间存在直流储能滤波环节,一般采用大容量电解电容器实现此功能。

使用电解电容器的作用主要有以下几个[1]:(1)补偿以电源频率两倍或六倍变化的逆变器所需功率与整流桥输出功率之差;(2)提供逆变器开关频率的输入电流;(3)减小开关频率的电流谐波进入电网;(4)吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量;(5)提供瞬时峰值功率;(6)保护逆变器免受电网瞬时峰值冲击。

电解电容器设计选型所需要考虑的主要因素有以下几个:电容器的电压、电容器量、电容器的纹波电流、电容器的温升与散热、电容器的寿命等等。

这些因素对变频器满足要求的平均无故障时间(mtbf)十分重要。

然而电解电容器的纹波电流的计算如何能明确给出计算依据,这是本文所要解决的问题。

2 直流母线电容纹波电流的计算纹波电流指的是流过电解电容器的交流电流,它使得电解电容器发热。

纹波电流额定值的确定方法是在额定工作温度下规定一个允许的温升值,在此条件下电容器符合规定的使用寿命要求。

当工作温度小于额定温度时,额定纹波电流可以加大。

但过大的纹波电流会大大缩短电容器的耐久性,当纹波电流超过额定值,纹波电流所引起的内部发热每升高5℃,电容器器的寿命将减少50%。

因此当要求电容器器具有长寿命性能时,控制与降低纹波电流尤其重要。

但在实际设计过程中,电解电容器的纹波电流由于受变频器输入输出各物理量变化以及控制方式等的影响很难直接计算得到[2],一般多采用根据实际经验估算大小,如每μf电容器要求20ma纹波电流之类的经验值,或者通过计算机仿真来估算[3~6]。

本文根据对变频器电路拓扑与开关调制方式的分析,并借鉴已有文献资料,归纳出一个直接的计算电解电容器纹波电流的方法,供大家参考。

电容纹波电流计算公式

电容纹波电流计算公式

电容纹波电流计算公式
电容纹波电流是指在电容器充电或放电过程中电流的波动情况。

在理想情况下,电容器的纹波电流应该为0,即电流应该是恒
定的。

然而,在实际电路中,电容器的纹波电流会受到各种因素的影响,比如电源的波动、负载的变化等,导致电流有一定的波动。

电容纹波电流可以通过以下公式计算:
纹波电流(Ip_p) = 电容器电流的峰值 - 电容器电流的最小值
其中,电容器电流的峰值可以通过以下公式计算:
电容器电流的峰值(Ip) = (电容器电压的峰值(Up))/ (负载电阻(Rload))
电容器电流的最小值可以通过以下公式计算:
电容器电流的最小值(Imin) = (电容器电压的最小值(Umin))/ (负载电阻(Rload))
需要注意的是,电容器电压的峰值和最小值是指电容器电压的波动范围,负载电阻是指电容器与负载之间的电阻。

纹波电流计算例子

纹波电流计算例子

电容器纹波电流有效值的计算要正确计算纹波电流有效值,理论上应将电容器纹波电流波形进行傅利叶分析,得出各次频率下流过电容的纹波电流值。

然后求出各次频率下的电容等效串联电阻ESR。

最后根据损耗相等的原则求出总的纹波电流有效值。

图1-1 图1-2图1-1为某一电路中流过电容100μF /420V的纹波电流波形,图1-2为在某点展开时的高频电流波形,求解该电容的纹波电流有效值。

从图1-1中将高频分量去除可以得出100Hz时的电流波形,如图1-3所示:图1-3根据曲线可以将其分为三段来进行积分计算,具体的纹波电流有效值为:6.068rmsI A==其中T1=1ms(第一段的维持时间),I1=-2.6A(第一段的起始电流),I rp1=19.825+2.6=22.425A (第一段的脉动电流);T2=1.75ms(第二段的维持时间),I2=19.825A(第二段的起始电流),I rp2=-22.425A(第二段的脉动电流);T3=7.25ms(第三段的维持时间),I1=-2.6A(第三段的起始电流),I rp1=0A(第三段的脉动电流);T=10ms(总周期)查电容手册可知CD294 400V/470μF电容在120Hz下的ESR为0.22欧。

图1-2为58.8KHz下的纹波电流叠加了一个低频电流,因此只需去除图1-2中的低频直流分量就可以得到58.8KHz 下的纹波电流波形,如图1-4所示:图1-4计算出有效值 4.863rms I A ==其中T 1=10μs (第一段的维持时间),I 1=4A (第一段的起始电流),I rp 1=0A (第一段的脉动电流)T 2=7μs (第二段的维持时间),I 1=-3.2A (第二段的起始电流),I rp 1=-5A (第二段的脉动电流)T =17μs (总周期)考虑到在高频情况下,纹波电流波形存在毛刺,因此取有效值电流为5A 。

在此频率下ESR 为20.220.1531.2=Ω,其中1.2为频率系数,可以查电容手册得到。

电解电容的纹波电流(2013.1.30)

电解电容的纹波电流(2013.1.30)

电解电容的‎纹波电流好处:使用的电压‎选高于这个‎电压范围的‎电容大容量可以‎更好的滤波‎更好的提供‎瞬时电流的‎变化提供更大的‎负载避免电源波‎动太大对电路起到‎稳定的作用‎功率和电压‎正比 220v端‎是用电流很‎小例如10m‎A不考虑损耗‎输出5V就‎可以提供4‎00mA以‎上电流在同样的容‎量下电压越高能‎量就越大说明:纹波电流或‎电压是指的‎电流中的高‎次谐波成分‎,会带来电流‎或电压幅值‎的变化,可能导致击‎穿,由于是交流‎成分,会在电容上‎发生耗散,如果电流的‎纹波成分过‎大,超过了电容‎的最大容许‎纹波电流,会导致电容‎烧毁;纹波电流( IRAC )额定纹波电‎流 IRAC 又称为最大‎允许纹波电‎流。

其定义为:在最高工作‎温度条件下‎电容器最大‎所能承受的‎交流纹波电‎流有效值。

并且指定的‎纹波为标准‎频率(一般为100Hz‎--120Hz‎)的正弦波。

纹波电流或‎电压是指的‎电流中的高‎次谐波成分‎,会带来电流‎或电压幅值‎的变化,可能导致击‎穿,由于是交流‎成分,会在电容上‎发生耗散,如果电流的‎纹波成分过‎大,超过了电容‎的最大容许‎纹波电流,会导致电容‎烧毁;纹波电流(IRAC )额定纹波电‎流IRAC 又称为最大‎允许纹波电‎流。

其定义为:在最高工作‎温度条件下‎电容器最大‎所能承受的‎交流纹波电‎流有效值。

并且指定的‎纹波为标准‎频率(一般为100Hz‎--120Hz‎)的正弦波。

纹波电流和‎纹波电压在一些资料‎中将此二者‎称做“涟波电流”和“涟波电压”,其实就是 rippl‎e curre‎n t,rippl‎e volta‎g e。

含义即为电‎容器所能耐‎受纹波电流‎/电压值。

它们和ES‎R 之间的关系‎密切,可以用下面‎的式子表示‎:Urms = Irms × R式中,Urms 表示纹波电‎压Irms 表示纹波电‎流R 表示电容的‎ESR由上可见,当纹波电流‎增大的时候‎,即使在 ESR 保持不变的‎情况下,涟波电压也‎会成倍提高‎。

变频器直流母线电容纹波电流的核算

变频器直流母线电容纹波电流的核算

变频器直流母线电容纹波电流的核算纹波电流指的是流过电解电容器的沟通电流,它使得电解电容器发热。

纹波电流额外值的判定办法是在额外作业温度下规矩一个容许的温增值,在此条件下电容器契合规矩的运用寿数央求。

当作业温度小于额外温度时,额外纹波电流能够加大。

但过大的纹波电流会大大缩短电容器的耐久性,当纹波电流跨过额外值,纹波电流所构成的使的内部发热每添加5℃,电容器器的寿数将削减50%。

因而当央求电容器用具有龟龄数功用时,操控与下降纹波电流分外首要。

但在实习计划进程中,电解电容器的纹波电流因为受变频器输入输出各物理量改动以及操控办法等的影响很难直接核算得到,通常多选用依据实习履历核算巨细,如每μf电容器央求20ma纹波电流之类的履历值,或许通过核算机仿真来核算[3~6]。

这篇文章依据对变频器电路拓扑与开关调制办法的剖析,并学习已有文献资料,概括出一个直接的核算电解电容器纹波电流的办法,供咱们参看。

1。

全桥整流电容选择计算

全桥整流电容选择计算
其中,C 是电容的容值,I_ripple 是纹波电流的估计值,T 是整流周期,V_ripple 是纹 波电压的最大允许值。
整流周期 T 可以通过电源频率来计算,例如,对于50Hz的电源,T = 1/50 = 0.02秒。
全桥整流电容选择计算
4. 选择合适的电容:根据计算得到的电容容值,选择最接近的标准电容值。通常情况下, 可以选择稍大一些的标准电容值,以确保满足要求。
需要注意的是,以上计算方法是一个简化的方法,仅用于初步估算电容的选择。在实际设 计中,还需要考虑其他因素,如电容的额定电压、ESR(等效串联电阻)等。因此,在进行 实际设计时,建议参考相关的电容选型手册或咨询电子元器件供应商,以获得更准确的电容 选择。
2. 估计纹波电流:通过估计负载电流的纹波值,可以近似估计纹波电流。纹波电流可以通 过负载电流的纹波值乘以整流倍数(通常为2)来估算。

全桥整流电容选择计算
3. 计算电容容值:根据所需的纹波电压和估计的纹波电流,使用以下公式来计算电容的最 小容值:
C = (I_ripple * T) / V_ripple
全桥整流电容选择计算
在全桥整流电路中,电容的选择对于电路的性能和稳定性非常重要。电容的主要作用是平 滑整流后的电压波形,减小纹波并提供稳定的输出电压。
以下是一个简单的方法来计算全桥整流电容的选择:
1. 确定纹波电压要求:根据应用的要求和设计规范,确定所需的输出电压纹波的最大允许 值。通常情况下,纹波电压的允许值是输出电压的一定百分比。

开关电源母线电容容量计算

开关电源母线电容容量计算

开关电源母线电容容量计算以开关电源母线电容容量计算为题,我们将深入探讨开关电源中母线电容的重要性以及如何计算其容量。

在开关电源中,母线电容起到平滑输出电压的作用。

开关电源的运作原理是通过高频脉冲调节器将输入电压转换为高频脉冲信号,再经过变压器和整流滤波电路将其转换为稳定的直流输出电压。

然而,在高频开关转换过程中会产生较大的脉动,这就需要通过母线电容来平滑输出电压。

母线电容的容量大小直接影响着输出电压的平滑程度。

如果母线电容容量较小,无法有效储存电能,输出电压的纹波较大,不利于后续电路的稳定工作。

而如果母线电容容量过大,会增加系统的成本和体积,并且可能引起过电流等问题。

因此,正确计算母线电容容量非常重要。

我们需要确定输出电流的最大纹波允许值。

通常情况下,输出电流的纹波允许值为输出电流的百分之几,具体数值与应用相关。

例如,如果输出电流的纹波允许值为5%,则表示输出电流的纹波值不能超过输出电流的5%。

接下来,我们需要计算母线电容的纹波电流。

母线电容的纹波电流是指通过母线电容的电流的纹波值,即输出电流的纹波值。

我们可以通过以下公式来计算母线电容的纹波电流:纹波电流 = 纹波允许值× 输出电流然后,我们需要确定母线电容的电压纹波允许值。

电压纹波允许值是指输出电压的纹波值与输出电压的百分之几之间的关系。

同样地,具体数值与应用相关。

例如,如果电压纹波允许值为2%,则表示输出电压的纹波值不能超过输出电压的2%。

我们可以根据以下公式计算母线电容的容量:容量 = 纹波电流 / (电压纹波允许值× 输出电频)其中,输出电频是指开关电源的输出频率。

通过以上计算,我们可以得到合适的母线电容容量。

需要注意的是,由于母线电容的容量通常没有标准数值可供选择,因此我们可以选择最接近计算结果的标准容量值。

在实际应用中,我们还需要考虑其他因素,如温度、电容器的寿命等。

温度会影响电容器的性能,因此需要根据应用环境选择适当的工作温度范围。

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电容纹波电流计算
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铝电解电容的在实际应用中的一个重要参数是纹波电流,此电流关系到电解电容的带载温升 ,在电容寿命计算时候,在不测量电解电容中心点温度的情况下,可以通过此纹波电流来估 计电容的设计寿命,铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压。 控制某一纹波电压所需的电容容值为: 负载功率(单位 W )
dU 则充电电流有效值:
接下来计算放电电流峰值和有效值。
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最后计算得出:整流模块后纹波电流:
纹波电流的换算方法可以这样: 假定电流在不同频率下的发热功耗相同,则有: If12xESR f1= If22xESR f2 从而:If2=( ESR f1/ ESR f2)1/2x If1 这里的 (ESR f1/ ESR f2)1/2就是频率系数. 如果已知If1的大小,又因为ESR f1,ESR f2可以测试出来,因此If2的值就能计算出来.
P: 注意:这是应用所需要的最小电容容值。此外,电容容值有误差,在工作寿命期内,容值会 逐步降低,随着温度降低,容值也会降低。 必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。 是电网电流的频率。
fmain 电容的放电时间则为:
充电电流的峰值为 是纹波电压( Umax – Umin )
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