整流后滤波电解电容容量的计算
滤波电容的计算方法
关于电压型变频器直流环节滤波电容的计算方法作者:浙江大学王青松关键词:整流电路,电压型变频器,纹波摘要:电压型变频器直流环节并入电容对整流电路的输出进行滤波,理论上电容值越大,电压纹波越小,但是从空间和成本上考虑并不能如此。
详细论述了三相输入和单相输入变频器滤波电容的计算方法,为电压型变频器不同功率的负载所需滤波电容的选择提供了理论依据。
最后通过实验证明了该算法可行、可靠,不仅保证了产品的性能,更节约了成本。
0 引言虽然利用整流电路可以将交流电变换成直流电,但是在三相电路中这种直流电压或电流含有频率为电源频率6倍的电压或电流纹波。
此外,变频器逆变电路也将因输出和载波频率等原因而产生纹波电压或电流,并反过来影响直流电压或电流的品质。
因此,为了保证逆变电路和控制电路能够得到高质量的直流电压或电流,必须对直流电压或电流进行滤波,以减少电压或电流的脉动。
直流环节是指插在直流电源和逆变电路之间的滤波电路,其结构的差异将对变换器的性能产生不同的影响:凡是采用电感式结构,其输入电流纹波较小,类似电流源性质;凡是采用电容式结构,其输入端电压纹波较小,类似电压源性质。
对电压型变频器米说,整流电路的输出为直流电压,直流中间电路则通过大电解电容对该电压进行滤波;而对于电流型变频器米说,整流电路的输出为直流电流,中间电路则通过大电感对该电流进行滤波。
l 三相变频器直流中间电路电解电容的计算1.1 变频器及直流中间电路结构框图变频器及直流中间电路结构图如图1所示。
1.2 三相输入及整流后的电压波形三相输入线电压220V及整流后的电压波形如图2所示。
图2中,Ua、Ub、Uc是三相三线制的三相输入相电压;uc是电容电压,ur是整流之后未加电容时的电压。
1.3 分析过程1.3.l 整流后电压的计算对于三相三线制输入线电压为220V系列变频器(以下简称220V系列)来说U=220V;对于440V系列,U=440V。
1.3.2 等效电阻的计算为计算方便,对于输出功率为P的逆变器,将其直流侧输入端阻抗用一个纯电阻R等效,则1.3.3 电容的充放电过程分析由于整流后的直流电压有波动,假设ur的波动幅度为a%,则假设电路工作已经处于稳态,电容两端的电压如图2所示,在t2时刻,电容电压达到最大值。
全波整流和半波整流后经电解电容输出电压计算公式
全波整流和半波整流后经电解电容输出电压计算公式1. 引言1.1 概述本文将讨论全波整流和半波整流两种电路的工作原理及其在计算输出电压时所应用的公式。
在现代电子设备中,整流电路是一项重要的技术,它可以将交流电信号转换为直流电信号,使得设备能够正常工作。
全波整流和半波整流是两种常见的整流方法,它们分别具有不同的特点和适用场景。
1.2 文章结构本文将按照如下结构进行阐述:首先,在第二部分中将详细介绍全波整流电路的工作原理,并说明计算输出电压所需的公式。
然后,在第三部分中将探讨半波整流电路的工作原理,并给出相应的输出电压计算公式。
最后,在结论部分中将总结比较全波整流和半波整流两种方法的优缺点,并对输出电压计算公式进行讨论。
1.3 目的本文旨在深入研究和解释全波整rectify 和半波单相bridge type 的器件运行过程, 以及说明如何根据这些特性来计算它们的输出voltage Level。
通过对这两种不同类型整power frequency 的了解,我们可以更好地理解它们的优缺点及适用环境,并进一步探讨如何在实际设计和应用中选择合适的整流电路。
2. 全波整流2.1 工作原理全波整流是一种将交流电信号转换为直流电信号的方法。
它基于二极管的导通和截止特性来实现对输入电压进行降频并改变其流向的过程。
在全波整流电路中,使用两个二极管和一个中心点接地的变压器。
当输入交流电信号通过变压器输出时,两个二极管随着正负半周的交替工作。
在正半周,第一个二极管处于导通状态,而第二个二极管处于截止状态;而在负半周,则反之。
这样,每一个周期内都能使一个二极管处于导通状态。
当第一个二极管导通时,它会将正半周的信号传递至负载上;当第二个二极管导通时,则将负半周的信号传递至负载上。
通过这种方式,我们可以获得有效性更高且振幅更大的输出信号。
2.2 输出电压计算公式全波整流后经过电解电容输出的直流电压可以根据以下公式进行计算:Vout = Vpk * (1 - Vd/Vpk)其中,Vout代表输出直流电压,Vpk代表输入交流电压的峰-峰值,Vd代表二极管的压降。
关于电压型变频器直流环节滤波电容的计算方法
关于电压型变频器直流环节滤波电容的计算方法[日期:2007-10-1] 来源:电源技术应用作者:浙江大学王青松摘要:电压型变频器直流环节并入电容对整流电路的输出进行滤波,理论上电容值越大,电压纹波越小,但是从空间和成本上考虑并不能如此。
详细论述了三相输入和单相输入变频器滤波电容的计算方法,为电压型变频器不同功率的负载所需滤波电容的选择提供了理论依据。
最后通过实验证明了该算法可行、可靠,不仅保证了产品的性能,更节约了成本。
关键词:整流电路;电压型变频器:纹波0 引言虽然利用整流电路可以将交流电变换成直流电,但是在三相电路中这种直流电压或电流含有频率为电源频率6倍的电压或电流纹波。
此外,变频器逆变电路也将因输出和载波频率等原因而产生纹波电压或电流,并反过来影响直流电压或电流的品质。
因此,为了保证逆变电路和控制电路能够得到高质量的直流电压或电流,必须对直流电压或电流进行滤波,以减少电压或电流的脉动。
直流环节是指插在直流电源和逆变电路之间的滤波电路,其结构的差异将对变换器的性能产生不同的影响:凡是采用电感式结构,其输入电流纹波较小,类似电流源性质;凡是采用电容式结构,其输入端电压纹波较小,类似电压源性质。
对电压型变频器米说,整流电路的输出为直流电压,直流中间电路则通过大电解电容对该电压进行滤波;而对于电流型变频器米说,整流电路的输出为直流电流,中间电路则通过大电感对该电流进行滤波。
l 三相变频器直流中间电路电解电容的计算1.1 变频器及直流中间电路结构框图变频器及直流中间电路结构图如图1所示。
1.2 三相输入及整流后的电压波形三相输入线电压220V及整流后的电压波形如图2所示。
图2中,Ua、Ub、Uc是三相三线制的三相输入相电压;uc是电容电压,ur是整流之后未加电容时的电压。
1.3 分析过程1.3.l 整流后电压的计算对于三相三线制输入线电压为220V系列变频器(以下简称220V系列)来说U=220V;对于440V系列,U=440V。
电源滤波电容的大小计算
电源滤波电容的大小计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f = 1/(2pi* LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率。
电路中电容的选择
电路中电容的选择作者:佚名来源:互联网点击数: 6 更新时间:2007年04月04日通常音频电路中包括滤波、耦合、旁路、分频等电容,如何在电路中更有效地选择使用各种不同类型的电容器对音响音质的改善具有较大的影响。
1.滤波电容整流后由于滤波用的电容器容量较大,故必须使用电解电容。
滤波电容用于功率放大器时,其值应为10000μF以上,用于前置放大器时,容量为1000μF左右即可。
当电源滤波电路直接供给放大器工作时,其容量越大音质越好。
但大容量的电容将使阻抗从10KHz附近开始上升。
这时应采取几个稍小电容并联成大电容同时也应并联几个薄膜电容,在大电容旁以抑制高频阻抗的上升,如下图所示。
图 1 滤波电路的并联2.耦合电容耦合电容的容量一般在 0.1μF ~ 1μF 之间,以使用云母、丙烯、陶瓷等损耗较小的电容音质效果较好。
3.前置放大器、分频器等前置放大器、音频控制器、分频器上使用的电容,其容量在100pF ~ 0.1μF之间,而扬声器分频LC网络一般采用1μF~数10μF之间容量较大的电容,目前高档分频器中采用CBB电容居多。
小容量时宜采用云母,苯乙烯电容。
而LC网络使用的电容,容量较大,应使用金属化塑料薄膜或无极性电解电容器,其中无机性电解电容如采用非蚀刻式,则更能获取极佳音质。
电容的基础知识——————————————一、电容的分类和作用电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。
由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。
我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
详解滤波电容的选择及计算
详解滤波电容的选择及计算电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10n H左右,取决于需要接地的频率.采用电容滤波设计需要考虑参数:ESRESL耐压值谐振频率那么如何选取电源滤波电容呢?电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难1) 理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容两端引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地.原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常常这样理解:大电容滤低频,小电容滤高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,想想为什么?如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽可能靠近地了.2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少? 就算我知道SFR 值,我如何选取不同SFR值的电容值呢? 是选取一个电容还是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何测量S21?知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好.但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略)这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性.因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波.这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高.至于到底用多大的电容,这是一个参考电容谐振频率电容值DIP(MHz) STM(MHz)1.0μF2.5 50.1μF8 160.01μF25 501000pF 80 160100pF 250 50010pF 800 1.6(GHz) 不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验. 更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.文章来源:/s/blog_545edca401 000ax6.html我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧:1.电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。
详解滤波电容的选择及计算
详解滤波电容的选择及计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用,用于滤低频,二级用,用于滤高频,的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率.采用电容滤波设计需要考虑参数:ESRESL耐压值谐振频率那么如何选取电源滤波电容呢电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难1) 理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容两端引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地.原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常常这样理解:大电容滤低频,小电容滤高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,想想为什么如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽可能靠近地了.2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少就算我知道SFR值,我如何选取不同SFR值的电容值呢是选取一个电容还是两个电容电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何测量S21知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好.但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略)这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性.因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波.这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高.至于到底用多大的电容,这是一个参考电容谐振频率不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验.更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.文章来源:我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧:1.电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。
整流滤波电容的选择
滤波电容器电容量的大小主要根据负载电流大小来选择,可以通过计算求得合适的电容量。
如果负载电流不大,可以按照这样的范围(见附表)来选择,请大家记下来。
对半波整流电路来说,接入了滤波电容器后,空载时输出直流电压U L 与交流电压U2 近似相等(U L ≈U2 );对全波整流电路,接上滤波电容器后,空载时U L 可以上升到等于U2 的1.2 倍左右(U L ≈ 1.2U2 )。
由此可见,电容滤波电路不仅使输出电压变得平滑,还提高了输出电压。
电容器检测方法与经验1固定电容器的检测A检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表进行测量,只能定性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象。
测量时,可选用万用表R×10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。
若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿。
B检测10PF~001μF固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。
万用表选用R×1k挡。
两只三极管的β值均为100以上,且穿透电流要小。
可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。
万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。
由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针摆幅度加大,从而便于观察。
应注意的是:在测试操作时,特别是在测较小容量的电容时,要反复调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。
C对于001μF以上的固定电容,可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。
2电解电容器的检测A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多,所以,测量时,应针对不同容量选用合适的量程。
根据经验,一般情况下,1~47μF间的电容,可用R×1k 挡测量,大于47μF的电容可用R×100挡测量。
B将万用表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置。
整流后滤波电解电容容量的计算
整流后滤波电解电容容量的计算整流后滤波电解电容容量的计算涉及到直流电压的波动程度和所需的纹波电压。
在直流电源输出的电流中,存在交流成分,这些交流成分被称为纹波电流,同样地,直流电源输出的电压中也存在交流成分,被称为纹波电压。
为了减小这些纹波电流和纹波电压,电解电容被用于滤波。
首先,我们先来计算纹波电压。
纹波电压可以通过下式来计算:ΔV=(I×T)/(2×C)其中,ΔV为纹波电压,I为额定负载电流,T为一个周期内的时间,C为电解电容容量。
在计算电容容量之前,我们需要确定纹波电流。
纹波电流可以通过下式来计算:I_rip = (ΔV × f) / (2 × ESR)其中,I_rip为纹波电流,ΔV为纹波电压,f为交流电源的频率,ESR为电解电容的等效串联电阻。
纹波电流和纹波电压的计算都取决于所需的纹波电压,而所需的纹波电压取决于特定应用。
对于不同的应用,允许的纹波电压范围有所不同。
一般来说,纹波电压越小,纹波电压滤波器所需要的电容容量就越大。
电解电容容量的选择也需要考虑到负载电流的需求。
负载电流是从电解电容中提供给负载的电流。
根据负载电流和波动程度,可以选择适当的电解电容容量。
然而,单独使用上述公式计算电容容量并不足够,因为这些公式假设了纹波电流和纹波电压都是恒定的。
实际上,纹波电流和纹波电压在整流电源中是会变化的。
为了更准确地计算电容容量,需要根据特定的纹波电流和纹波电压测量值进行试验和实际测试。
总结来说,整流后滤波电解电容容量的计算涉及到纹波电压和纹波电流的估计。
根据特定的应用需求和纹波电压要求,可以选择适当的电容容量。
然而,最准确的电容容量计算还可能需要通过实验和测试进行确认。
整流电路设计
整流电路设计本系统研究的SRM 实验样机指标为:额定功率为30kW ,额定转速:1000rpm ,电源:三相交流:380V ±10%。
过载能力:1.5τe 。
本系统采用三相交流电源(线电压380V 、50Hz )供电,整流电路的作用是将交流电源转换为直流电源,作为SRM 功率变换器的直流电源。
系统中使用的整流电路为三相三线制电路,分为三相桥式不可控整流部分、电容滤波(又称为支撑电容)及上电限流部分。
电路图如图3-11所示。
整流部分由三相不可控全桥整流模块构成,电路的直流输出电压是交流电网三相线电压的包络线。
整流输出的直流电压峰值为:其平均值为: 电解电容C1、C2对整流电路的输出起到滤波作用,并作为变流器的支撑电容。
考虑到目前市场上电容器的电压和容量定额及经济成本,一般采用串并联的方式。
电阻R1、R2称为均压电阻,起到平衡两组电容上的电压及整个系统关闭时对支撑电容放电的作用。
实际上供给功率变换主电路的直流输出电压的平均值随负载不同在513V 至537V 之间变化。
在系统加电开始工作的瞬间,为了防止滤波电容开始充电所引起的过大的浪涌电流,需要采取一定的保护措施。
本系统采用了电阻-接触器并联网络。
当充图3-11 整流电路图Fig.3-11 Graph of commutate circuitV U U M 53738022=⨯==线V U .U U M M 5139503===-πV5372206=⨯Vt I C ∆⋅=A I 7.6553785.0100030=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=电电压小于400V 值时,接触器J 断开,电阻R3流过电流,把浪涌电流限制到一个安全的范围。
当充电电压大于350V 时,接触器J 闭合,把电阻R3短路。
三相三线电路的优点是直流输出电压脉动较小,负载电流增大时平均电压下降较少,并且不造成供电系统零线电流,该电路一般适用于较大容量的系统。
3.3.2 整流模块参数的计算三相不可控全波整流电路中,整流二极管承受的最大正向电压为:对于整流模块而言,因其能承受较大的冲击电流,一般以有效值电流定额作为选型依据。
(推荐)变频器电解电容计算方法
变频器电解电容计算方法查阅一些资料,没有发现关于变频器电解电容容量计算方法,参考公司实际电容容量使用情况,初步探索2种计算方法,计算方法是否有效和正确,与大家一起探讨,下面以3相380V 输入为例进行计算; 第一种方法:基本公式:T P C U U *)(212221=- C ――选取电解电容容量,单位μf ;U 1――3相电网额定输入整流后直流电压,取540V ;U2――允许直流母线电压波动时最低电压,假如允许波动30V ,则取510V ;P ――变频器功率或电机功率,单位KW ;T ――电容C 放电时间,也就是电容电压从U 1降到U2时间段;由于三相电网电源,整流后脉动电压变为6波头,在每个波头中假设1半时间用于放电,则T =T 50/(6*2)=1/12f ,其中:f =50;将数值代入以上公式,得:6001**)(***2110510540103226P C =--整理后,得: C=106*P(UF)推理 T6: C=60.5 *P(UF) T11: C=34.8*P(UF)第二种方法:基本公式:△Q=I DC*△T=C*△UI DC――直流母线电流;△T――母线电压降低放电时间,取1/12f,其中:f=50;C――选取电解电容容量,单位μf;△U――直流母线电压波动幅值,取30V;整理后,得:C=56I DC(UF)根据公式: P=I DC U DC=2UI DC=3UICOSφ其中:I――电机额定电流,或变频器额定电流;COSφ――功率因数,取0.9;I DC=1.1*I所以C=56I DC≈60I(UF)推理: C=56I DC=68* COSφ*I(UF)单相:C=5*56I DC=340* COSφ*I(UF)下面是其它厂家经验公式,仅供参考1.按变频器的输出电流计算:三相变频器 60*I (uF) I为变频器的输出电流单相变频器 300*I (uF) I为变频器的输出电流2.按变频器的功率计算:三相功率*100-110 (uF) 普通型变频器功率*120-140 (uF) 矢量控制型变频器单相功率*1100-1200 (uF)下面表格按功率理论计算37~400KW变频器使用电解电容容量,以及目前实际使用容量,以及根据比较拟修改容量;注:理论计算电容(UF)=功率*120-140 (uF)2006-7-14(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。
电解电容参数设计
有一个公式:RL*C≥(3~5)T式中的C就是滤波电容的大小。
RL是负载电阻,它的大小是这样计算的:RL=Uo/IoUo是输出电压,单位是伏;Io是输出电流(就是负载上流过的电流)单位是安。
这样RL的单位就是欧姆。
T是整流后的脉动电流中的基波的周期。
桥式整流是全波整流,基波的周期是0.01秒。
由上面公式就可导出C的计算公式:C≥(3~5)T/RL。
这样求出的C的单位是:法拉(F)例:输出电压12V,负载电流100mA,求C=?RL=12V/0.1A=120欧;(3~5)T/RL=(3~5)0.01秒/120欧=(3~5)8.33×10^-5F=(3~5)83.3μF 就是可用250~425μF。
也有这样算的。
有依电流为依据的,例如:每0.5A电流1000μF有依RC时间常数为依据的,例如:工频桥式整流的电容量C = 3 (T/2) / R (注:T为整流前频率周期)在电源设计中,滤波电容的选取原则是: C≥3 (T/2) / R (注:(T/2)为整流后频率周期)其中: C为滤波电容,单位为F;T为频率, 单位为HzR为负载电阻,单位为Ω当然,这只是一般的选用原则,在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R.结合公司产品情况,先计算,50Hz交流电,变压器整流后电压212V,脉动频率100hz,负载额定功率10KW,粗略估算等效负载R=(212)*(212)/10000=4.4944。
粗记为4.5欧姆。
C=2.5T/R=(3*0.01)/4.5=6666.7uFC=5T/R=5*0.01/4.5=11111uF也就是在6666.7uF和11111uF之间,实际选型中用到的电容为4700uF,即并联4700uF的电解电容2-3个,公司产品实际用到400VDC铝电解电容3个并联电解电容耐压值选择:220V整流后电压为220*1.414=311V在实际中,电网电压波动范围是正负10%所以220V 整流后电压22081.414*1.1=342v所以整流后电解电容耐压值要大于342V输入端电解电容容值的选择:先计算,50Hz交流电,整流后最小电压280V,脉动频率100hz,输出额定功率2.2KW,粗略估算等效负载R=(280)*(280)/2200=35.64。
电容的特性
电路中电容的选择通常音频电路中包括滤波、耦合、旁路、分频等电容,如何在电路中更有效地选择使用各种不同类型的电容器对音响音质的改善具有较大的影响。
1.滤波电容整流后由于滤波用的电容器容量较大,故必须使用电解电容。
滤波电容用于功率放大器时,其值应为10000μF 以上,用于前置放大器时,容量为 1000μF 左右即可。
当电源滤波电路直接供给放大器工作时,其容量越大音质越好。
但大容量的电容将使阻抗从 10KHz 附近开始上升。
这时应采取几个稍小电容并联成大电容同时也应并联几个薄膜电容,在大电容旁以抑制高频阻抗的上升,如下图所示。
图 1 滤波电路的并联2.耦合电容耦合电容的容量一般在 0.1μF~ 1μF 之间,以使用云母、丙烯、陶瓷等损耗较小的电容音质效果较好。
3.前置放大器、分频器等前置放大器、音频控制器、分频器上使用的电容,其容量在 100pF~0.1μF 之间,而扬声器分频 LC 网络一般采用 1μF~ 数10μF 之间容量较大的电容,目前高档分频器中采用 CBB 电容居多。
小容量时宜采用云母,苯乙烯电容。
而 LC 网络使用的电容,容量较大,应使用金属化塑料薄膜或无极性电解电容器,其中无机性电解电容如采用非蚀刻式,则更能获取极佳音质。
电容的基础知识——————————————一、电容的分类和作用电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。
由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。
我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
输入滤波电容的计算
达到交流电压峰值时整流器电流为零。滤波输出提供变换器电源,即使在最低输入电压 Uimin,保证额 定功率 Po 输出。根据能量守恒定律,在半周期内输出能量 Po/2f 等于电容从谷点电压 Uv 充电到电网峰 值电压 Up 存储的能量
Po 2f
=
1 2
C(U
2 p
−
U
2 v
)
式中 f-电网频率(Hz),中国和欧洲为 50Hz,美国为 60Hz。C-滤波电容量(F)。即
冲为矩形波,电流脉冲在导通时间 t 内给电容补充的电荷应当 等于电容电压从峰值 Up 放电到最低电压 Uv 失去的电荷量
Icpt = C(U p −Uv )
脉冲宽度
t = cos−1 k 2πf
(3-25a)
Ui ~ Up
C DC/DC UL
电流占空比
D = t = 2 ft = cos−1 k (3-25b)
压峰值 Upmin=1.412×0.8×220=249V, k = (U p − 35) /U p = (249 − 35) / 249 = 0.86 , k=0.85 相近,
从表 3-13 查得α=0.036,根据式(3-21)得到
C
= α Po U2
i min
=
0.036× 23.5 1762
= 27 ×10−6 F=27μF
C=
Po
=
f
(U
2 p
−
U
2 v
)
Po
= α Po
fU
2 p
(1
−
k
2
)
U2 i min
(3-23)
式中 k= Uv/Up-谷-峰比,U p = 2Uimin ,因为即使在最低频率时,变换器还要输出最大功率。
电容在电路设计时的选取、计算以及作用
滤波电容容量选择、桥式整流、全波整流1、滤波电容的容量和耐压怎么选择?例如将AC220V变为9V再经全波整流后,接的滤波电容容量怎么选?再经7805后需要接的滤波电容容量又为多大?解:AC220V经变压器变压后为AC9V,如采用全波整流其直流峰值为2*9*1.41倍约25.38V,理论上滤波电容耐压不小于25.38V,考虑到AC220V,在正常情况下在198~242V之间变化的,滤波电容通常选用耐压32V,若采用桥式整流,其直流峰值为9*1.41倍约12.69V,理论上滤波电容耐压不小于12.69V,选用耐压16V即可。
经7805后的电容耐压只要大于5V即可。
容量大小,主要是要考滤纹波系数大小、负载电流、电源高频干扰及其他因素来定,通常理论计算较复杂。
用7805作稳压模块,全波整流后用电解电容4700uF 作低频滤波,同时并联一个104的瓷片电容作高频滤波,7805后只需有电解电容容量200uF。
即可达到很好的效果。
如果要求不高整流后的滤波电容用1000uF也能满足要求。
当电机驱动器设计为使用AC交流电供电时,所设计的电路需先对AC电源整流、再滤波,从而产生直流电源,供电机驱动电路使用。
电路中滤波电容的选型需要考虑几个方面:电容耐压、工作温度、容量等。
输入滤波电容容量的选择和驱动器的驱动电压、最大功率有直接关系,需要作一些计算得到,如果此电容容量过少,驱动器表现为驱动力不足;而容量过大,则增加制造成本。
工程应用中,有这样的一个经验法则:滤波电容容量数值等于驱动功率数值。
但需要注意,这只是针对单相220V交流电全波整流的驱动应用,不能断章取义。
下面通过简单的计算推导,介绍容量计算的过程,只作为参考,以文档是广州锋驰运控()的工程笔记整理所得,如发现错误请联系我们:E-mail: support@。
首先,从电容、电阻的RC时间常数τ说起:τ越大,则R两端的电压越平稳,对于脉动电源,则其纹波电压越少。
整流滤波电感计算
输入您的搜索字词提交搜索表单搜索Web 2007-1-22 22:31:00滤波扼流圈设计方法1推荐在电子设备中,将交流电经整流后得到脉动直流电,为了获得平滑的直流电流,必须采用电容滤波或电感滤波,以减少整流后的纹波电压,虽然许多小功率的整流电路,只需在整流后并联上一只大容量的电解电容器,即可满足要求。
但对直流负载功率达几百瓦的整流电路,单靠电容器滤波是不够的,因为加大电容器的容量,它的体积也要增大,另外,当负载电流变化时,直流电压的波动也会增大,输出特性变差。
如果在整流后采用一个滤波扼流圈,与电容器配合接成π形滤波电路,或者接成倒L形滤波电路,那么,滤波效果要好得多了,见图1所示。
如何确定滤波扼流圈的电感量 L?在图1中,先计算负载电阻的阻值:(Ω)那么,滤波扼流圈的电感量L可以根据负载电阻的大小,按下式计算电感量L:(亨)当电源频率f=50Hz时,则(亨)例如: 经整流、滤波后的负载电压为24V,直流电流I为5A。
此时负载电阻=4.8Ω。
那么要求滤波扼流圈的电感量L:即电感量为5毫亨,直流电流为5A。
由于在滤波扼流圈中通过的是脉动直流电流,其中主要的是直流成分,也有少量的交流成分,即在交直流同时磁化下工作的。
因此在铁芯中产生很强的直流磁通,甚至使铁芯中的磁通达到饱和状态。
制造这样的扼流圈,在铁芯的磁路中都留有一定的空气隙lg以防止直流磁通的饱和。
滤波扼流圈的铁芯体积V、线圈匝数N和空气隙lg,是由三个有相互关系的电气参数,即:电感量L、直流磁化电流I和线圈两端的交流的电压U~而决定的。
滤波扼流圈的匝数、和通过的直流电流,因而在铁芯中产生直流磁通,同时在直流电流中还含有纹波电压,因此在铁芯中也含有一部分交变的磁通,它叠加在直流磁通上,见图2所示。
滤波扼流圈的磁路是由铁芯的磁路长度和空气隙lg两部分组成。
虽然磁路长度极大于空气隙lg,但这两部分是不能直接相加的。
因为这两部分的导磁率μ是不同的,在空气隙中的导磁率是1,而在铁芯中的导磁率视铁芯的饱和程度而定。
经验:整流电路简单的计算公式
整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。
硅整流二极管的击穿电压高,反向漏电流小,高温性能良好。
通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造。
这种器件的结面积较大,能通过较大电流(可达上千安),但工作频率不高,一般在几十千赫以下。
整流二极管主要用于各种低频整流电路。
整流电路分类:单向、三相与多项整流电路;还可分为半波、全波、桥式整流电路;又可分为可控与不可控;当全部或部分整流元件为可控硅(晶闸管)时称可控整流电路(一)不可控整流电路1、单向二极管半波整流电路半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低;因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。
输出直流电压U=0.45U2流过二极管平均电流I=U/RL=0.45U2/RL二极管截止承受的最大反向电压是Um反=1.4U22、单向二极管全波整流电路因此称为全波整流,全波整流不仅利用了正半周,而且还巧妙地利用了负半周,从而大大地提高了整流效率(Usc=0.9e2,比半波整流时大一倍)另外,这种电路中,每只整流二极管承受的最大反向电压,是变压器次级电压最大值的两倍,因此需用能承受较高电压的二极管。
输出直流电压U=0.9U2流过二极管平均电流只是负载平均电流的一半,即流过负载的电流I=0.9U2/RL流过二极管电流I=0.45U2/RL二极管截止时承受2.8U2的反向电压因此选择二极管参数的依据与半波整流电路相比有所不同,由于交流正负两个半周均有电流流过负载,因此变压器的利用率比半波整流高。
二极管全波整流的另一种形式即桥式整流电路,是目前小功率整流电路最常用的整流电路。
3、二极管全波整流的结论都适用于桥式整流电路,不同点仅是每个二极管承受的反向电压比全波整流小了一半。
桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半!U=0.9U2流过负载电流I=0.9U2/RL流过二极管电流I=0.45U2/RL二极管截止承受反向电压U=1.4U2另外,在高电压或大电流的情况下,如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件,可以把二极管串联或并联起来使用。
滤波电容的选型与计算(详解)
电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内0.1u,用于滤高频,4.7uF100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率.采用电容滤波设计需要考虑参数:ESRESL耐压值谐振频率那么如何选取电源滤波电容呢?电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难1)FSR参数,这表示频率大于FSR值时,FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,,小电容滤高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)近地了.2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容还是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何测量S21?知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好.但由于引线和PCB布线原不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验.更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧:1.电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。