电容 RMS 纹波额定电流!
临界模式输入电容的纹波电流计算方法
临界模式输入电容的纹波电流计算方法引言:在电力系统中,电容是一种非常常见的电子元器件,它能够储存电荷并产生电流。
然而,由于电源的不稳定性和电容的内阻等因素,电容的纹波电流会引起系统的不稳定性并影响电子设备的正常工作。
因此,准确计算电容的纹波电流是非常重要的。
本文将介绍一种常用的计算方法——临界模式输入电容的纹波电流计算方法。
一、纹波电流的定义纹波电流是指电容中由于电源电压的变化引起的电流波动。
在电容充电时,电流会随着电源电压的上升而增大,在放电时则相反。
纹波电流的大小直接影响到电容的工作稳定性和使用寿命。
二、临界模式输入电容的定义临界模式输入电容是指在电源电压不稳定的情况下,电容能够正常工作的最小电容值。
当电容的容值小于临界模式输入电容时,纹波电流会急剧增大,导致电容无法正常工作。
三、临界模式输入电容的纹波电流计算方法1. 确定电源电压的纹波电压值(Vpp)和频率(f)。
这两个参数可以通过测量电源的输出电压来获取。
2. 根据电容的纹波电流公式,计算出纹波电流的峰值(Ip):Ip = Vpp / (2 * π * f * C)其中,Ip为纹波电流的峰值,Vpp为电源电压的纹波电压值,f 为电源电压的频率,C为电容的容值。
3. 根据电容的纹波电流公式,计算出纹波电流的有效值(Irms):Irms = Ip / √2其中,Irms为纹波电流的有效值,Ip为纹波电流的峰值。
4. 根据电容的纹波电流公式,计算出纹波电流的平均值(Iavg):Iavg = Irms / √2其中,Iavg为纹波电流的平均值,Irms为纹波电流的有效值。
5. 根据电容的纹波电流公式,计算出纹波电流的最大值(Imax): Imax = Ip + Iavg其中,Imax为纹波电流的最大值,Ip为纹波电流的峰值,Iavg 为纹波电流的平均值。
四、临界模式输入电容的应用临界模式输入电容的计算方法可以帮助工程师在设计电子电路时选择合适的电容容值,以确保电子设备在电源电压不稳定的情况下能够正常工作。
电解电容_纹波_温度_寿命_计算
。
SUIT TYPE : SNAP-IN 適用範圍:牛角型
Lx = Lo × 2(To-Tx)/10 × 2(△To-△Tx)/5×(Vo/Vx)4.4
LX=lifetime(hours)of the capacitor to be estimated 计算公式得出的寿命值 Lo=Base (Assured)lifetime (hours)of the capacitor 保证寿命值 To=Maximum rated operating temperature( ℃) 最高额定工作温度(85℃,105℃,125℃,130℃) TX=Actual ambient temperature of the capacitor within device (this is not the environment temperature of the device,but the environment temperature of the capacitor that has been placed within the device, details as note 2) 实际环境温度,即装置内的电容器实际环境温度(非装置的环境温度,而是装置内电容器的温度,,详见备注2) △TO=Rise in core temperature of the capacitor due to rated (permissible)maximum ripple current. 允许中心温升,即纹波电流升到额定最大值时测得的电容器芯子温升。
Note: 备注:
for the estimated life time(Lx),the maximum lifetime is 15years . Lx 的最大寿命值为15年。 when the ambient temperature Tx less than 40 ℃ and calculate as standard of 40 ℃ 环境温度Tx不足40℃时,以40℃为计算基准
纹波电流是什么铝电解电容纹波电流计算方法
纹波电流是什么铝电解电容纹波电流计算方法本文主要介绍的是关于纹波电流以及铝电解电容纹波电流计算方法,并详细对铝电解电容进行了全面的阐述。
纹波电流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。
额定纹波电流( 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。
基本含义纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值,其在电压上的表现为脉动或纹波电压。
电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度(及散热面积)、损耗角度(或ESR )以及交流频率参数的限制。
温度是电解电容器件寿命的决定性因素,因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。
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 current,ripple voltage。
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。
换言之,当纹波电压增大时,纹波电流也随之增大,这也是要求电容具备更低ESR 值的原因。
叠加入纹波电流后,由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响到电容器的使用寿命。
一般的,纹波电流与频率成正比,因此低频时纹波电流也比较低。
铝电解电容纹波电流计算方法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。
逆变电源母线电容纹波电流与容值优化研究_王正
第4期
王 正,等:逆变电源母线电容纹波电流与容值优化研究
87
电容时将有明显优势。 根据对逆变电源拓扑结构的 分析,可以得到计算直流母线电容器纹波电流的方 法。
从图 1 中可以得出,流过直流母线电容的纹波 电 流 ic 为 整 流 输 出 电 流 i1 和 逆 变 器 输 入 电 流 i2 的 差值,即
(19)
电容电压方程为: 电压波动要限制在 λ 以下,可令 解得
(20) (21)
(22)
将
代入式(22)得
(23)
放电时间 tf 通过式(18)可以求得,因此本计算 方法在对电容最小值选取的计算主要考虑的是逆 变器直流侧输入阻抗等效 R, 以及母线电压波动范 围 λ。
由式(19)得
并代入式(23)可以得到:
京: 机械工业出版社, 1998. [2] 徐立刚, 陈乾宏, 朱祥, 等.单相整流滤波电容纹波电流的
数学模型与分析[J]. 电力电子技术,2009, 43(3): 51-53. [3] 张 加 胜 , 张 磊 . PWM 逆 变 器 的 直 流 侧 等 效 模 型 研 究 [J].
中国电机工程学报.2007, 27(4): 103-106. [4] 张崇巍, 张兴. PWM 整流器及其控制 [M] . 北京: 机械工
逆变器输入端的纹波电流[6]: (12)
式中:M 为 PWM 调制比 I; ac1.rms 为整流输出电流 有效值。
因此可以得到直流母线电容纹波电流的表达 式为:
(13)
从上式可知,纹波电流与调制比 M、功率因数 cosφ、电压波动 λ、电容值 C 等因素有关。 其他参数 恒定的条件下电容值越大电容纹波电流越大,电容 产生的热量越多,造成的损耗就会越大,会严重缩 短电容寿命。 1.2 电容容值的计算
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。
电解电容_额定纹波电流_概述及解释说明
电解电容额定纹波电流概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代电子设备中,电解电容作为一种重要的元件得到了广泛应用。
它不仅具有存储能量的能力,还可以平滑和稳定电流,从而确保电路的正常工作。
然而,在实际使用中,由于各种因素的影响,额定纹波电流成为了一个需要关注和解决的问题。
1.2 文章结构本篇文章将围绕"额定纹波电流"这一主题展开讨论。
首先,我们将介绍电解电容的定义、原理、组成和工作原理,并探讨其应用领域。
接着,我们将详细阐述额定纹波电流的定义、概述以及影响因素,并介绍测量方法和标准。
随后, 我们将深入探讨纹波电流对电解电容的影响以及如何降低额定纹波电流。
最后, 我们将通过实例分析和案例说明来进一步加深对该主题的理解。
1.3 目的本文旨在提供关于额定纹波电流的详细概述和解释说明。
通过对这一主题的深入研究,读者可以更好地了解电解电容和额定纹波电流之间的关系,并学习如何降低纹波电流对电容器性能的影响。
此外,本文还将通过实例分析和案例说明,帮助读者更好地理解相关概念和方法,并为未来应用提供展望。
2. 电解电容:2.1 定义和原理:电解电容是一种用于储存和释放电荷的装置,其基本构造由两个导体层(称为极板)之间夹着一个绝缘层(电解质)组成。
这种电解质通常是无机盐溶液或有机溶剂。
当施加电压到电解电容上时,正负极板上会产生相应的带电离子,从而引起带电分布。
这使得正极板在带有正荷的同时,吸引了等量的负荷,形成了一对等量但反向的正负极。
2.2 组成和工作原理:通常情况下,两个极板由导体材料如铝箔或薄金属片制成,并通过绝缘材料如纸浆、塑料薄膜或氧化铝将它们隔开。
极板中具有较高阳/阴表面积比可以增加其储存能力。
在充放电过程中,当施加直流(DC)信号时,正极板会吸引阴离子并积累在其表面上,而负极板则吸引阳离子。
而在交流(AC)信号下,快速变换的电压会导致电解质内部离子来回运动,从而产生交流纹波电流的效果。
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。
逆变电源母线电容纹波电流与容值优化研究_王正
应用。 本文通过对逆变电源母线电容纹波电流的计 算,以及对母线电压纹波的分析计算来选择直流母 线电容参数。 能够有效避免因选择电容过大造成纹 波电流增大产生损耗, 并能有效抑制电压波动,减 小电容成本,为实际工程设计提供了良好的依据。
图 1 电压型逆变电源的拓扑节构
1 选择电容器的方法
1.1 电容纹波电流的计算 纹波电流指流过电容的交流电流。 当纹波电流
过大超过电容的承受能力,会造成电容温度过高严 重影响工作寿命。 因此在选择电容时,必须考虑到 电容通过纹波电流能力。 电容器的纹波电流受逆变 电源各输入输出量变化以及控制方法等多因素影 响,很难直接通过计算得到,一般多根据经验或者 计算机仿真的方法来估算。 如果推导出一个电容器 纹波电流的表达式,在设计逆变电源系统直流母线
京: 机械工业出版社, 1998. [2] 徐立刚, 陈乾宏, 朱祥, 等.单相整流滤波电容纹波电流的
数学模型与分析[J]. 电力电子技术,2009, 43(3): 51-53. [3] 张 加 胜 , 张 磊 . PWM 逆 变 器 的 直 流 侧 等 效 模 型 研 究 [J].
中国电机工程学报.2007, 27(4): 103-106. [4] 张崇巍, 张兴. PWM 整流器及其控制 [M] . 北京: 机械工
逆变器输入端的纹波电流[6]: (12)
式中:M 为 PWM 调制比 I; ac1.rms 为整流输出电流 有效值。
因此可以得到直流母线电容纹波电流的表达 式为:
(13)
从上式可知,纹波电流与调制比 M、功率因数 cosφ、电压波动 λ、电容值 C 等因素有关。 其他参数 恒定的条件下电容值越大电容纹波电流越大,电容 产生的热量越多,造成的损耗就会越大,会严重缩 短电容寿命。 1.2 电容容值的计算
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RMS纹波额定电流
电源中常常被忽略的一种应力是输入电容RMS电流。
若不正确理解它,过电流会使电容过热和过早失效。
在降压转换器中,使用下列近似式,根据输出电流(Io) 和占空比(D) 可以很轻松地计算出RMS电流:图1给出了该表达式的曲线图;它是一个圆形,其中,50%占空比时达到最大值0.5,并在0%和100%占空比时有2个零交叉。
该曲线在50%占空比附近对称。
在20%和80%之间,RMS电流和输出电流之间的比大于80%。
使用这一范围的占空比,您可以将RMS电流粗略估计为1/2最大输出电流。
在这一范围之外,您需要进行相应的计算。
图1.在1/输出电流处出现降压输入电容RMS电流峰值在过去几年中,陶瓷电容器的容积效率和成本两方面都取得了巨大的进步。
陶瓷电容器现在成为绕过电源功率级的首选。
但是,它们的低ESR在电源中会产生许多困扰,例如:EMI滤波器振荡和意外电压浪涌(参见《电源设计小贴士20》)。
并联电解电容常常用于抑制这些高Q电路。
这些情况下,您应该注意电解质中的纹波电流,因为大量的电源纹波电流会最终进入电解电容。
图2显示了一个带输入电容的100 kHz转换开关例子,其输入电容由一个同电解电容器并联的10 uF陶瓷电容组成,而该电解电容器包含0.15欧姆的等效串联电阻(ESR)。
假设电解电容器的电容比陶瓷电容器的大,在这种情况下,约70%的RMS电流出现在了电解质中。
要减少该RMS电流,您可以增加陶瓷电容、工作频率或者等效串联电阻(ESR)。
通过电容电流的傅里叶级数可以绘制出这一曲线,从而计算每个谐波(多达10)的电解电容器电流,并重新组合谐波来计算电解电容器的总RMS电流。
请注意,陶瓷电容的电流与ESR的电流在相位上相差1/4周期,因此必须将它们看作是矢量。
如果您不想在这些计算方面花费时间,那么您可以通过一个电流源和三个无源组件轻松地对该电路进行仿真。
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。
高纹波长寿命小型铝电解电容器KXG说明书
●
最适合于照明设备电子镇流器,长寿命电源输入平滑用等。
●额定电压范围:160~450V、静电容量范围:6.8~330μF。
●保证105℃ 8,000~10,000小时 (叠加纹波电流)。
●请注意不属于基板清洗类型。
◆规格表
◆尺寸图(CE04
形)[mm]
系列
抽气构造
小型化高纹波
长寿命
●端子代码:E
◆产品型号体系
产品型号代码的详细介绍请参考 「产品型号的表示方法(引线型)」。
RoHS2适应品
◆额定纹波电流频率修正系数
纹波频率与标准品一览表的规定值相异时,请使用小于乘以下表系数所得之值的值。
●频率修正系数
※铝电解电容器由于在纹波电流叠加时自我发热、温度上升而老化,每升温5℃寿命减少一半。
要想保持长寿命请在使用过程中降低纹波电流。
KXG
系列
◆标准品一览表Array□□内为端子加工·编带代码。
boost电容纹波电流计算
boost电容纹波电流计算
摘要:
1.电容纹波电流的定义和重要性
2.计算boost 电容纹波电流的公式和方法
3.实例分析
4.结论
正文:
一、电容纹波电流的定义和重要性
在电子电路中,纹波电流是一种交流分量,它是由于电容器在充放电过程中产生的。
纹波电流的存在可能会对电路的性能造成影响,例如增加电阻、电感等元件的热损耗,影响输出电压的稳定性等。
因此,对于电容纹波电流的计算和优化是电路设计中非常重要的一环。
二、计算boost 电容纹波电流的公式和方法
Boost 电容纹波电流的计算公式为:
I_rms = (V_peak × C) / π
其中,V_peak 是电容器的峰值电压,C 是电容器的电容量,π是圆周率。
此公式只适用于正弦波形的情况。
在实际电路中,电压波形可能会有所不同,此时需要采用更为复杂的计算方法,例如采用傅里叶变换等数学工具,将电压波形分解为不同频率的正弦波,然后分别计算每一频率的纹波电流,最后求和得到总纹波电流。
三、实例分析
假设我们有一个boost 电路,输出电压为12V,电容器的峰值电压为12V,电容量为1000μF,我们可以使用上述公式计算其纹波电流:I_rms = (12 × 1000×10^-6) / π ≈ 1.13mA
这就是该电路的纹波电流。
四、结论
对于boost 电容纹波电流的计算,需要根据电路的实际情况选择合适的计算方法,然后使用公式进行计算。
铝电解电容器之纹波电流
铝电解电容器之纹波电流
纹波电流即是在电容器内流过的交流电流,英文:rated ripple current。
之所以把它叫电流是因为交流电压迭加在电容器的直流偏压上与水面上面上的波纹很相似。
纹波电
流会使电容器发热,纹波电流额定值的确定办法是在额定工作温度下规定一个允许的
温升值,在此条件下电容器仍符合规使用寿命要求。
通常85℃的电容器允许的最高温升为10℃,即芯包中心最高温度为95℃;一般105℃的产品,允许的最高温升为5℃,芯包中心最温度可到110℃。
实际的芯包最高允许温度因电容种类和制造厂家的不同而有差异。
但过高的温升则会使电容器超过其允许的最高芯包温度而快速失效,而在接近最高芯
包允许温度的条件下工作则会很明显地缩期的使用寿命。
当工作温度小于额定温度时,额定纹波电流可以加大;当工作频率为120HZ之外的其他频率时,额定纹波电流可以进行调整。
过纹波电流会缩短电容器的耐久性,当纹波电流超过额定值,纹波电流引起的内部发热每升高5℃电容器寿命减半。
当要求电容器具有长寿命性能时,降低纹泳文波电流是
必须的。
南通华裕电子有限公司内部文档。
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。
直流电容测试数据
ELE EACO FARA芯温芯温芯温155.161.2355.9253.860.6756.3354.759.5657455.961.6556.1556.960.155.3655.858.4855.8EACO电容芯温相对腔体温度的最大温升为△Tjc12=61.65-45=16.65K,则折算到环境温度45℃时的电容芯直流电容测试数据4.420uF电容纹波电流:I RMS =38.7A 6.数据记录及分析:3.测试时间4个小时,确认基本达到热平衡1.测试平台:1.5MW变流器,自老化环境温度:34.5℃实测数据环境温度34.5℃时的腔体温度45℃,则腔体温升为10.5K,折算到环境温度45℃时ELECTRONICON电容芯温相对腔体温度的最大温升为△Tjc11=56.9-45=11.9K,则折算到环境温度45℃时的电容失效率折算(分别去两组数据中温升最大的那个电容做分析):2.测试电容:1组(6个)EACO 和1组ELECTRONICON ,均内埋测温传感器5.EACO电容安装问题:①EACO电容接线端子螺孔太浅,需用M6*8螺钉,而目前的电容采用的②EACO电容没有配置底座螺杆配套用螺母及垫片。
从上表可看出,同样的功耗下,EACO电容芯温比ELECTRONICON电容芯温大,其温升比ELEACO电容最大温升32.28K,而ELECTRONICON电容最大温升27.6K,平均温升差为5.12K。
理论计算EACO电容芯温相对腔体温度的温升为△Tjc13=(I RMS )2*(RS+tan δ/(2πf*C))*Rth=9.0K腔体温度:45℃普无法配套螺母当环境温度为45℃的时候,EACO电容的芯温为72.15℃。
由于失效曲线中没有给出该芯温下以看出在电压为1.0Un时,连续工作100000小时后,10000个实验电容里有200个电容失效。
而对于ELECT 45℃时的电容芯温为67.4℃,参照70℃失效曲线,ELECTRONICON在连续工作100000小时后,10000个实验机侧的18个电容,如果用EACO电容,那么工作11年内,将会有18*200/1000=0.36个电容失效,而如果全么工作11年内,将会有18*50/10000=0.09,可以看出在1.5MW变流器全功率运行11年,两种电容几乎无一7.2.0MW电容器芯温折算:考虑到电容芯温相对腔体的温升与电容的损耗成正比,而电容的损耗与纹波电流的平方成芯温相对腔体的温升同样与纹波电流的平方成正比。
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————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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。
输入电容纹波电流有效值计算公式的推导(论文资料)
输入电容纹波电流有效值相信很多人都知道Buck Converter 电路中输入电容纹波电流有效值,在连续工作模式下可以用一下两个公式来计算:Icin.rms =Io ×()D D ×−1或Icin.rms =Io ×2)(VinVoVo Vin − 然而,相信也有很多人并不一定知道上面的计算公式是如何推导出来的,下文将完成这一过程。
众所周知,在Buck Converter 电路中Q1的电流(Iq1)波形基本如右图所示(或见第二页Q1电流波形):0~DTs 期间为一半梯形,DTs ~Ts 期间为零。
当0~DT 期间Iq1⊿足够小时,则Iq1波形为近似为一个高为Io 、宽为DTs 的矩形,则有:⎩⎨⎧=<<<<)()(01DTs t o Io Ts t DTs Iq而对于Iin ,只要Cin 容量足够大,则在整个周期中是基本恒定的【见输入电流(Iin)波形】,Iin 值由下式得出:Iin =(V o/Vin)*Io =DIo由KCL 得:Iin+Icin =Iq1,这里定义Icin 流出电容为正向。
所以在整个周期中有:输入电流(Iin)波形:Icin =Iq1-Iin即:{)0()(DTs t DIo Io T t DTs DIo Icin <<−<<−=对Icin 的表达式可以这样理解:在Q1导通期间输入端和输入电容共同向输出端提供电流,因此输入电容电流等于Q1电流减去输入端电流;在Q1关断期间输入端对电容充电,以补充在Q1导通期间所泄掉的电荷,而此 时电流方向与所定义的正向是相反的,所以有Icin =-DIo根据有效值的定义,不难得出输入电容的纹波电流有效值Icin.rms 的计算公式:])()([1.022∫∫−+−=DTs Ts DTs dt DIo dt DIo Io Ts rms Icin)]()()[(1.22DTs Ts DIo DTs DIo Io Tsrms Icin −×+×−=即:又因为有DD Io rms Icin ×−=)1(.VinVoD =,所以得: 2)(.Vin VoVo Vin Iorms Icin −=Q1电流(Iq1)波形:。
LT3757
LT3757 / LT3757A特征·输入电压范围宽:2.9 v至40 v·正面或负面输出电压编程用一个反馈销·提供了出色的瞬态电流模式控制响应可编程操作频率(100 khz与一个外部电阻1 mhz) ·Synchronizable外部时钟当前< 1µa·低关闭·内部7.2 v回动电压调整器·可编程软启动·小10-Lead DFN(3毫米×3毫米)和热增强10-Pin MSOP包描应用·汽车和工业,回程,SEPIC和反相转换器·电信电力供应·便携式电子设备描述LT®3757 / LT3757A宽输入范围内,电流模式DC / DC控制器,能够产生正相或负相的输出电压。
他们既可以配置为提振,回程,SEPIC或反相转换器。
LT3757 / LT3757A驱动外部权力N-chanel MOSFET低端从内部监管7.2 v供应。
固定频率,电流型架构使其能稳定运行在大频带供应和输出电压。
LT3757 / LT3757A的工作频率可以设置与外部电阻器在100千赫至1 MHz范围,并且可以使用接口与外部时钟同步。
较低的最小操作电源电压为2.9 v,关闭和低静态电流小于1µa,使LT3757 / LT3757A适合电池供电的系统。
LT3757 / LT3757A软启动和频率特性在启动监听功能限制电感电流和输出短路。
LT3757A改善了负载瞬态性能可与LT3757相比。
典型应用高效升压斩波器效能绝对最大额定参数(Note 1)工作温度范围储存温度范围焊接温度范围引脚结构指令信息咨询LTC营销部分指定的工作温度范围较宽。
*温度等级确定集装箱上的一个标签。
在无铅标识部分的更多信息,去:/leadfree/在磁带和卷轴规范的更多信息,去:/tapeandreel/电气特性l表示规格适用于完整的操作温度范围,否则规范TA = 25°C。
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图 1 在 1/2 输出电流处出现降压输入电容RMS电流峰值
在过去几年中,陶瓷电容器的容积效率和成本两方面都取得了巨大的进步。陶瓷电容器现在成为绕过电源功率级的首选。但是,它们的低 ESR 在电源中会产生许多困扰,例如:EMI 滤波器振荡和意外电压浪涌(参见《电源设计小贴士 20》)。并联电解电容常常用于抑制这些高 Q 电路。这些情况下,您应该注意电解质中的纹波电流,因为大量的电源纹波电流会最终进入电解电容。图 2 显示了一个带输入电容的 100 kHz 转换开关例子,其输入电容由一个同电解电容器并联的 10 uF 陶瓷电容组成,而该电解电容器包含 0.15 欧姆的等效串联电阻 (ESR)。假设电解电容器的电容比陶瓷电容器的大,在这种情况下,约 70% 的 RMS 电流出现在了电解质中。要减少该 RMS 电流,您可以增加陶瓷电容、工作频率或者 等效串联电阻(ESR)。通过电容电流的傅里叶级数可以绘制出这一曲线,从而计算每个谐波(多达 10)的电解电容器电流,并重新组合谐波来计算电解电容器的总 RMS 电流。请注意,陶瓷电容的电流与 ESR 的电流在相位上相差 1/4 周期,因此必须将它们看作是矢量。如果您不想在这些计算方面花费时间,那么您可以通过一个电流源和三个无源组件轻松地对该电路进行仿真。
电容 RMS 纹波额定电流!
电源中常常被忽略的一种应力是输入电容 RMS 电流。若不正确理解它,过电流会使电容过热和过早失效。在降压转换器中,使用下列近似式,根据输出电流 (Io) 和占空比 (D) 可以很轻松地计算出 RMS 电流:
图 1 给出了该表达式的曲线图;它是一个圆形,其中,50%占空比时达到最大值0.5,并在 0% 和 100% 占空比时有 2 个零交叉。该曲线在 50% 占空比附近对称。在 20% 和 80% 之间,RMS 电流和输出电流之间的比大于 80%。使用这一范围的占空比,您可以将 RMS 电流粗略估计为 1/2 最大输出电流。在这一范围之外,您需要进行相应的计算。
附件
下面是输入电容中 RMS 电流的推导过程,其假设电感无穷大。它以矩形脉冲(D0.5*Ipk)的 RMS )。
图 2 使用不同电容类型时请注意电解电容电流
总之,要注意输入电容中的 RMS 电流,因为过电流应力会降低电容的可靠性。组合电容类型时更需特别注意,因为陶瓷电容通常会允许足够高的纹波电压在并联电解电容中形成过电流状态。这一问题的解决方法是增加如下一项或多项:工作频率、陶瓷电容数量、电解电容 ESR 或其 RMS 额定电流。