开关电源的设计与电容选择知识
开关电源放电电路设计
开关电源放电电路设计一、引言开关电源是一种常用的电源类型，其工作原理是通过开关器件控制电源的输入和输出，实现电能的转换和调节。
在实际应用中，开关电源放电电路常用于处理电源中的能量，以保证电路的安全性和稳定性。
本文将介绍开关电源放电电路的设计原理和步骤。
二、设计原理开关电源放电电路的设计原理是利用电容器来接收和释放电源中的能量。
当开关电源工作时，电容器会接收电源的电能并储存起来；而当需要放电时，电容器会释放储存的电能，以满足电路的需求。
三、设计步骤1. 确定电容器的规格和参数：根据电路的需求和工作条件，选择合适的电容器，并确定其额定电压、容量和温度范围等参数。
常用的电容器有铝电解电容器和陶瓷电容器等。
2. 确定放电电阻的数值：为了控制电容器的放电速率，需要在电容器和电路之间串联一个放电电阻。
放电电阻的数值可以通过计算得到，通常选择合适的数值以确保电容器能够在需要的时间内释放出所需的电能。
3. 连接电路：将电容器和放电电阻按照设计要求连接到开关电源电路中。
确保连接正确并牢固可靠。
4. 测试和调整：完成电路的连接后，进行测试和调整。
通过测量电容器的放电时间和电压波动等参数，检查电路的工作情况并进行必要的调整，以确保电路的稳定性和性能符合设计要求。
四、注意事项1. 在设计和连接电路时，要注意电容器的极性，确保正负极正确连接，避免反向放电导致电路故障。
2. 选择合适的电容器和放电电阻，以满足电路的需求和性能要求。
3. 在实际应用中，要考虑电容器的寿命和容量衰减等因素，及时更换和维护电路设备。
4. 在进行测试和调整时，要小心操作，避免触电和其他安全事故的发生。
五、总结开关电源放电电路的设计是一项重要的工作，能够有效地处理电源中的能量，保证电路的稳定性和安全性。
在设计过程中，需要注意选择合适的电容器和放电电阻，确保电路的性能符合要求。
在实际应用中，还要注意电容器的寿命和容量衰减等因素，及时进行维护和更换。
通过合理的设计和维护，能够提高开关电源放电电路的工作效率和可靠性。
开关电源电容选择计算方法
开关电源电容选择计算方法选择开关电源的电容时，需要考虑以下几个因素：工作频率、负载要求、稳压要求、体积和成本。
第一步：确定工作频率工作频率对电容的选择非常重要，因为电容器的容性会随频率的变化而变化。
通常，电容的容性与频率成反比，因此在高频范围内选择合适的电容值非常关键。
第二步：计算负载要求负载要求包括负载电流和纹波电流两个方面。
负载电流是指电容器需要提供给负载的电流，而纹波电流是指从电容器流过的交流电流。
负载电流通常可以从电路图或负载手册中获取，纹波电流则可以通过计算或测量获得。
根据负载电流和纹波电流的数值，可以计算所需的最小电容值。
一般来说，较大的负载电流和纹波电流需要更大的电容值才能满足系统要求，而较小的负载电流和纹波电流则可以选择相对较小的电容值。
一般的经验法则是，选择的电容值应该大于所需电容值的两倍。
第三步：考虑稳压要求稳压要求是指在负载变化或输入电压变化时，输出电压的稳定性。
稳压要求一般通过纹波电压来衡量，即输出电压的波动幅度。
如果稳压要求较高，则需要选择较大容值的电容器。
一般来说，电容器的容值越大，输出电压的稳定性越好。
但是，较大的电容值通常会增加系统的体积和成本，因此需要在稳压要求和系统成本之间进行权衡。
第四步：考虑体积和成本电容器的体积和成本是选择电容值时需要考虑的重要因素。
较大的电容值通常会增加系统的体积和成本，因此需要根据系统的要求和预算来选择合适的电容值。
此外，还需要考虑电容器的封装形式和温度特性，因为这些因素也会影响系统的体积和成本。
总之，选择开关电源的电容时需要考虑工作频率、负载要求、稳压要求、体积和成本等因素。
根据这些因素的要求和约束，可以计算出所需的最小电容值，并在此基础上进行合理的选择。
在选择电容器时，还需要考虑电容器的封装形式、温度特性和可靠性等因素，以确保系统的性能和可靠性。
开关电源中电容器选择
ESR：20kHz以上，一般ESR与其容量的乘 积为RESRC＝50~80×10-6(s)。
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按开关电源允许输出纹波电压ΔUpp和纹波 电流Δ I（Buck类LC滤波通常为负载电流 的20%）选择电容量。
例如：某电容直流额额定电压为600V，而50Hz交 流额定电压为30V。某电容50Hz交流额定电压为 400V，而在400HZ应用，额定电压降低为240V等。
通常选择电容额定电压不得小于电容所承
受电路最高电压的125%。
7
3. ESR、ESL和损耗系数
电容等效电路：C，ESR，ESL和RS
Z
1
jC
19
陶瓷介质电容 ：
介质成分是钛酸盐、铌镁酸铅等
分类：3类
1类：高精度，1pF到几个mF；1类：高精度， 1pF到几个mF；
2类 ：独石电容，和1类相同的壳体，容量是以 上电容20~70倍，但在温度－55℃～125℃范围 内变化大约±10%，最大变化为＋15%～－ 25%；
3类：电容容量是2类大约5倍，电容量随电压 和温度变化较大。温度范围－25℃～85℃，电 容变化大约＋20%～－65%
3类 容量大，但要求不高的地方，价格低廉。
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四、开关电源中电容器
1、 输入EMC滤波、整流和PFC
A
220V 50Hz
Ui C1
C2
C6
UoHV
C5
C4 C3
C8 C7
B
22
C1, C4－EMC差模（常模）滤波：一般采用
有机介质金属化交流电容。通常称为X电容。
电解电容选型的6个重要指标
电解电容选型的6个重要指标1 电容量与体积由于电解电容器多数采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此单位体积电容量非常大，比其它电容大几倍到几十倍。
但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的，现代开关电源要求越来越高的效率，越来越小的体积，因此，有必要寻求新的解决办法，来获得大电容量、小体积的电容器。
在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路，则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷：（1）高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流，而且大幅度增加；（2）变换器的主开关管发热，导致铝电解电容器的周围温度升高；（3）变换器多采用升压电路，因此要求耐高压的铝电解电容器。
这样一来，利用以往技术制造的铝电解电容器，由于要吸收比以往更大的脉动电流，不得不选择大尺寸的电容器。
结果，使电源的体积庞大，难以用于小型化的电子设备。
为了解决这些难题，必须研究与开发一种新型的电解电容器，体积小、耐高压，并且允许流过大量高频脉冲电流。
另外，这种电解电容器，在高温环境下工作，工作寿命还须比较长。
2 承受温度与寿命在开关电源设计过程中，不可避免地要挑选适用的电容。
就100μF以上的中、大容量产品来说，因为铝电解电容的价格便宜，所以，迄今使用的最为广泛。
但是, 最近几年却发生了显著变化，避免使用铝电解电容的情况正在增加。
出现这种变化的一个原因是，铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。
电源模块制造厂家的工程师表示：“对于铝电解电容这种寿命有限的元件，如果可以不用, 就尽量不要采用。
”因为铝电解电容内部的电解液会蒸发或产生化学变化，导致静电容量减少或等效串联电阻(ESR)增大, 随着时间的推移，电容性能肯定会劣化。
电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系，温度越高，电容器的寿命越短。
普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏。
但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高在环境温度为90℃，通过电解电容器的交流电流和额定脉冲电流的比为0.5时，寿命仍然为10000h，但是如果温度上升到95℃时，电解电容器即已经损坏。
开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择
开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择开关电源中的“Y电容”是指输入电源（Vin）和地（GND）之间的电容。
它在开关电源的工作中起到滤波和隔离的作用，使得开关电源能够更好地工作。
下面将介绍Y电容的计算以及RS485的上下拉电阻的选择。
Y电容的计算：Y电容的计算方法主要受到电源需要滤波的频率范围和电容的选择范围的限制。
一般来说，大功率开关电源需要挂载的电容较大，而小功率开关电源需要挂载的电容较小。
Y电容的计算公式为：C = I/(dv/dt)其中，C为电容的大小，单位为法拉（F）；I为电流的大小，单位为安培（A）；dv/dt为电压变化率，单位为伏特/秒（V/s）。
RS485的上下拉电阻的选择：RS485通信协议是一种常用的工业控制和数据采集的应用，它能够实现远距离的串行通信。
在RS485通信中，为了保证信号的完整性和减少误码率，需要选择合适的上下拉电阻。
在RS485通信中，上拉电阻和下拉电阻的选择范围通常在120欧姆到180欧姆之间。
在选择上拉和下拉电阻时，需要考虑通信距离、总线上的终端数和通信速率等因素。
上拉电阻和下拉电阻的选择原则如下：1.距离越短，上拉电阻和下拉电阻的值越小，通常选取120欧姆；2.距离越长，上拉电阻和下拉电阻的值越大，通常选取180欧姆；3.总线上的终端数越多，上拉电阻和下拉电阻的值越小，通常选取120欧姆；4.通信速率越高，上拉电阻和下拉电阻的值越小，通常选取120欧姆。
综上所述，Y电容的计算方法与RS485的上下拉电阻的选择原则有助于我们更好地设计和应用开关电源和RS485通信系统。
我们可以根据具体的应用需求和规范要求，选择合适的电容和电阻参数，以确保开关电源和RS485通信系统的稳定性和可靠性。
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。
开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总
开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总在开关电源设计中，有几个常用的计算公式可以帮助工程师进行准确的设计，以下是几个常用的计算公式的汇总：1.电容选择计算公式：开关电源中的电容主要用于滤波和储能，电容的选择需要考虑到输出的纹波电压、负载变化和效率等因素。
常见的电容选择公式如下：C=(ΔV×I)/(f×δV)其中，C是所需的电容容值，ΔV是允许的输出纹波电压，I是负载电流，f是开关频率，δV是峰值纹波电压。
2.电感选择计算公式：电感主要用于存储能量和滤波，选择适当的电感能够提高开关电源的效率。
电感选择的计算公式如下：L = ((Vin - Vout) × D × τ) / (Vout × Iout)其中，L是所需的电感值，Vin是输入电压，Vout是输出电压，D是占空比，τ是瞬态时间，Iout是负载电流。
3.开关频率计算公式：开关频率是开关电源设计中重要的参数，可以影响到效率、尺寸和成本等因素。
开关频率的计算公式如下：f = (Vin - Vout) / (Vout × L × Iout)其中，f是所需的开关频率，Vin是输入电压，Vout是输出电压，L是选择的电感值，Iout是负载电流。
4.整流二极管选择计算公式：整流二极管用于将开关电源的交流输出转换为直流输出，选择适当的整流二极管可以减少功耗和散热。
整流二极管选择的计算公式如下：Iavg = (Iout × η) / (1 - η)其中，Iavg是整流二极管的平均电流，Iout是负载电流，η是开关电源的效率。
5.功率开关管选择计算公式：功率开关管主要用于开关转换和功率调节，选择适当的功率开关管可以提高效率和可靠性。
功率开关管选择的计算公式如下：Pd = (Vin - Vout) × Iout / η - Vout × Iout其中，Pd是功率开关管的功耗，Vin是输入电压，Vout是输出电压，Iout是负载电流，η是开关电源的效率。
开关电源中各类电容的正确选择方法
开关电源中各类电容的正确选择方法深圳市森树强电子科技有限公司电容可用来减少纹波并吸收开关稳压器产生的噪声，它还可以用于后级稳压，提高设备的稳定性和瞬态响应能力。
电源输出中不应出现任何纹波噪声或残留抖动。
这些电路常采用钽电容来降低纹波，但钽电容有可能受到开关稳压器的噪声影响而产生不安全的瞬变现象。
为保证可靠工作，必须降低钽电容的额定电压。
例如，额定值为10uF/35V的D型钽电容，工作电压应降低到17V，如果用在电源输入端过滤纹波，额定35V钽电容可在高达17V的电压导轨上可靠地工作。
高压电源总线系统一般很难达到额定电压降低50%的指标。
这种情况限制了钽电容用于电压导轨大于28V的应用。
目前，由于钽电容需要被降额使用，高压滤波应用唯一可行的办法是采用体积较大且带引线的电解电容，而不是钽电容。
大电容是退耦电容，即相当于给下级IC提供了一个电荷水池，大电容电压不突变，所以，如果下级IC的IO口转换剧烈，需要大电流时，从退耦电容中提取电流，不会拉低开关电源电压，从这个意义讲，大电容免除下级IC对电源的影响。
小电容是作用正好相反，是滤波电容，即电源电压通过整形滤波之后出来的电压仍不可避免的有各次波谐波分量，即有交流分量，所以小电容是免除电压波动对下级IC的影响的。
1、EMI滤波电容的选择能滤除电网线之间的串模干扰的电容器，称作“X电容”（一般选择X2，常用容量范围是1nF~1uF，并联在电网之间）能滤除由一次绕组、二次绕组耦合电容产生的共模干扰电容器，称作“Y 电容”，一端接一次侧直流高压，另一端接二次侧公共端（用于滤除10~200MHz 频段的高频干扰，因此需要用短引线连接，常用容量范围是1~2.2nF 耐压值一般不低于1.5kV）2、旁路电容和去耦电容去耦电容在集成电路的电源和地之间有两个作用：2.1、旁路掉该器件的高频噪声。
（数字电路中典型的去耦电容值是0.1uF，最好不用电解电容，去耦电容的选用经验算法：C=1/F,即10MHz 取0.1uF，100MHz 取0.01uF）在电子电路中，旁路电容和去耦电容都是起到抗干扰的作用，因为电容处的位置不一样，称呼也就不一样了。
如何选择合适的电源电容
如何选择合适的电源电容选择合适的电源电容是电子产品设计中非常重要的一步。
电源电容对于电子产品的性能和稳定运行起着至关重要的作用。
因此，如何选择合适的电源电容是每个电子工程师都需要了解和掌握的知识。
本文将介绍一些选择合适电源电容的准则和方法。
一. 确定需求和规格在选择合适的电源电容之前，首先需要明确产品的需求和规格。
例如，需要知道电源电容的额定电压、电容量、尺寸和工作温度等。
这些信息将帮助你确定选择范围和避免选择不合适的电源电容。
二. 考虑电力负载和稳压性能电源电容主要承担电力负载和稳压的功能。
因此，在选择电源电容时需要考虑产品的负载电流和电压波动情况。
一般来说，负载电流越高，电容量就应选择越大。
同时，电源电容的电压波动应保持在可接受范围内，以确保产品的正常运行。
三. 考虑电容类型电源电容有不同的类型，如铝电解电容、陶瓷电容、钽电容等。
每种类型都有自己的特点和适用范围。
铝电解电容适用于大电容量和高工作电压的场合；陶瓷电容适合于小电容量和高频率的应用；钽电容则适用于体积小、电容量大和稳定性要求较高的产品。
根据产品需求和规格，选择合适类型的电源电容。
四. 考虑寿命和可靠性电源电容的寿命和可靠性是选择合适电容的重要考虑因素。
一般来说，铝电解电容寿命较短，约为2000至10000小时；陶瓷电容和钽电容则寿命较长，可达100000小时以上。
因此，在选择电源电容时，需要根据产品的寿命和可靠性要求来决定。
五. 参考厂家和数据手册选择电源电容时，可以参考厂家提供的产品信息和数据手册。
这些资料通常包含了电容的详细规格、性能参数和使用注意事项等。
仔细阅读和分析这些资料，可以帮助你了解产品是否符合需求，以及电容的质量和性能是否可靠。
六. 总结选择合适的电源电容是确保电子产品性能稳定和可靠运行的重要一环。
在选择过程中，应根据产品的需求和规格确定电容的电压、电容量、类型和工作温度等参数。
同时，还要考虑电容的负载能力、稳压性能、寿命和可靠性等因素。
开关电源设计计算公式包括电容开关管的选取
1、因输出电压12V输出电流1A故输出功率：
Pour=Vo*Io=12.0V*1A=12W
2、设变压器的转换效率为80%，则输出功率为12W的电源其输入功率：
Pin=Pout/效率=
3、因输入最小电压为90VAC，则直流输出电压为：
Vin=90* =127Vdc
故负载直流电流为：I= =
13、计算辅助绕组匝数：
CDQZ-5107 SEHOTTKY计算方法
1、由于前面计算变压器可知：
Np=82T ；Ns=13 T
2、在输入电压为264Vac时，反射到次级电压为：
Vmax=264Vac* =373 V
V = * Vmax = *373=59.5 V
3、设次级感量引起的电压为：（VR：初级漏感引起的电压）
V = * V = *90=14.5 V
二、输出电解电容计算方法
1、设定工作频率为f=60KHZ则
2、因为最小输入电压，90Vac,取反射电压为90Vac，根据磁平衡原理，计算出最大占实比
（90* -20）*D=90（1-D）
D-0．457
3、计.算出TOFF. TON
TOFF=（1-D）*T=13us TON=16.7-13=3.7us
1
输入电压电流
1
1
1
CDQZ-5107 MOSFET计算方法
1、由于前面计算变压器可知：
Np=Ns=13 T
2、输入电压最大值为264Vac，故经过桥式整流后，得到：
Vmax=264Vac* =373 V
3、次级反射到初级的电压为：
V = * V = *12=76V
4、由前面计算变压器可知，取初级漏感引起的电压，V =90 V ，故MOFET要求耐压值为：
电源设计中的电容选用规则
电源设计中的电容选用规则电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。
作为一款优秀的设计，电源设计应当是很重要的，它很大程度影响了整个系统的性能和成本。
电源设计中的电容使用，往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。
一、电源设计中电容的工作原理在电源设计应用中，电容主要用于滤波（filter）和退耦/旁路（decoupling/bypass）。
滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。
根据观察某一随机过程的结果，对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。
滤波一词起源于通信理论，它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。
“接收信号”相当于被观测的随机过程，“有用信号”相当于被估计的随机过程。
滤波主要指滤除外来噪声，而退耦/旁路（一种，以旁路的形式达到退耦效果，以后用“退耦”代替）是减小局部电路对外的噪声干扰。
很多人容易把两者搞混。
下面我们看一个电路结构：图中电源为A和B供电。
电流经C1后再经过一段PCB走线分开两路分别供给A和B。
当A 在某一瞬间需要一个很大的电流时，如果没有C2和C3，那么会因为线路电感的原因A端的电压会变低，而B端电压同样受A端电压影响而降低，于是局部电路A的电流变化引起了局部电路B 的电源电压，从而对B电路的信号产生影响。
同样，B的电流变化也会对A形成干扰。
这就是“共路耦合干扰”。
增加了C2后，局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候，电容C2可以为A暂时提供电流，即使共路部分电感存在，A端电压不会下降太多。
对B的影响也会减小很多。
于是通过电流旁路起到了退耦的作用。
一般滤波主要使用大容量电容，对速度要求不是很快，但对电容值要求较大。
如果图中的局部电路A是指一个芯片的话，而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。
而如果“局部电路A”是指一个功能模块的话，可以使用瓷片电容，如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容（前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容）。
开关电源设计方案细节详解
开关电源设计细节详解1、电源设计项目前期各个参数注意细节借鉴下NXP的这个TEA1832图纸做个说明。
分析里面的电路参数设计与优化并做到认证至量产。
在所有的元器件中尽量选择公司仓库里面的元件，和量大的元件，方便后续降成本拿价格。
贴片电阻采用0603的5％，0805的5％，1％，贴片电容容值越大价格越高，设计时需考虑。
1、输入端，FUSE选择需要考虑到I＾2T参数。
保险丝的分类，快断，慢断，电流，电压值，保险丝的认证是否齐全。
保险丝前的安规距离2．5mm以上。
设计时尽量放到3mm以上。
需考虑打雷击时，保险丝I2T是否有余量，会不会打挂掉。
2、这个图中可以增加个压敏电阻，一般采用14D471，也有采用561的，直径越大抗浪涌电流越大，也有增强版的10S471，14S471等，一般14D471打1KV，2KV雷击够用了，增加雷击电压就要换成MOV＋GDT了。
有必要时，压敏电阻外面包个热缩套管。
3、NTC，这个图中可以增加个NTC，有的客户有限制冷启动浪涌电流不超过60A，30A，NTC的另一个目的还可以在雷击时扛部分电压，减下MOSFET的压力。
选型时注意NTC的电压，电流，温度等参数。
4、共模电感，传导与辐射很重要的一个滤波元件，共模电感有环形的高导材料5K，7K，0K，12K，15K，常用绕法有分槽绕，并绕，蝶形绕法等，还有UU型，分4个槽的ET型。
这个如果能共用老机种的最好，成本考虑，传导辐射测试完成后才能定型。
5、X电容的选择，这个需要与共模电感配合测试传导与辐射才能定容值，一般情况为功率越大X电容越大。
6、如果做认证时有输入L，N的放电时间要求，需要在X电容下放2并2串的电阻给电容放电。
7、桥堆的选择一般需要考虑桥堆能过得浪涌电流，耐压和散热，防止雷击时挂掉。
8、VCC的启动电阻，注意启动电阻的功耗，主要是耐压值，1206的一般耐压200V，0805一般耐压150V，能多留余量比较好。
9、输入滤波电解电容，一般看成本的考虑，输出保持时间的10mS，按照电解电容容值的最小情况80％容值设计，不同厂家和不同的设计经验有点出入，有一点要注意普通的电解电容和扛雷击的电解电容，电解电容的纹波电流关系到电容寿命，这个看品牌和具体的系列了。
开关电源电路设计要点与调试
开关电源电路设计要点与调试开关电源是一种用于电子设备的电源供应，其具有高效率、稳定性和可调性等优点。
设计和调试开关电源时，需要注意一些重要要点。
一、开关电源设计要点：1.选择适当的拓扑结构：开关电源的拓扑结构有多种，如降压型、升压型、升降压型等。
要根据设备的功率需求和使用环境来选择合适的拓扑结构。
2.选择合适的功率器件：开关电源的功率器件主要包括开关管、二极管和变压器等。
需要选择具备合适功率和工作频率范围的器件，并且要考虑其可靠性和成本。
3.控制和保护电路设计：开关电源需要有稳定的控制和保护功能，如输出电压、电流的监测和调节，过载、过压、短路等故障的保护。
需要设计相应的反馈和控制电路，保证开关电源的可靠工作。
4.选择合适的滤波电路：开关电源在工作过程中会产生较大的开关干扰，需要采取合适的滤波措施，减小开关干扰对其他电子设备的影响。
5.选择合适的输出电容：开关电源的输出端需要连接电容进行滤波，以减小输出纹波。
应选择适当容量和质量的电容，保证输出电压稳定。
6.保证开关电源的安全性：开关电源设计时需要考虑一些安全因素，如避免触电危险、瞬态过电压保护等，保证电源的安全可靠性。
7.合理布局和散热设计：开关电源的布局设计要合理，器件的热量要及时散热，避免温度过高对电源稳定性的影响。
二、开关电源调试要点：1.确认电源输入输出参数：在开关电源调试之前，首先要明确电源的输入和输出参数，如输入电压范围、输出电压和电流等，以便调试和验证工作的正确性。
2.建立逐步调试的过程：开关电源调试时可以采用逐步调试的方法，即先调试一部分功能，然后逐渐增加其他功能的调试。
这样可以避免在调试过程中出现一些难以排查的问题。
3.注意开关电源的保护功能：在调试的过程中，要注意开关电源的保护功能是否正常，如过载、过压、短路等故障保护功能是否有效。
可以通过人工模拟故障情况进行测试。
4.确保开关电源的稳定性：开关电源在调试过程中需要保证输出电压和电流的稳定性。
如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数
如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数依据分析系统需求得出的详细技术指标，可以来选择合适的电源实现电路了。
一般对于弱电部分，包括了LDO(线性电源转换器)，开关电源电容降压转换器和开关电源电感电容转换器。
相比之下，LDO设计最易实现，输出纹波小，但缺点是效率有可能不高，发热量大，可供应的电流相较开关电源不大等等。
而开关电源电路设计敏捷，效率高，但纹波大，实现比较简单，调试比较烦琐等等。
如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数许多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生肯定的畏惧心理，比如担忧开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。
其实只要了解了，使用一个开关电源设计还是特别便利的。
一个开关电源一般包含有开关电源掌握器和输出两部分，有些掌握器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简洁了，也简化了PCB设计，但是设计的敏捷性就削减了一些。
开关掌握器基本上就是一个闭环的反馈掌握系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的掌握电路。
因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来掌握反馈深度，由于假如反馈环响应过慢的话，对瞬态响应力量是会有许多影响的。
而输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些的选择基本上就是要满意一共性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值(意味着小的封装和廉价的成本)，但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。
使用低的开关频率带来的结果则是相反的。
对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是特别关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。
开关电源掌握器驱动力量也要留意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。
一般来说，开关电源掌握器的供应商会供应详细的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。
如何调试开关电源电路1: 电源电路的输出输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的状况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。
开关电源电容如何选取
本文主要是通过纹波电流的计算，然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度，在得到中心点温度后，也就是得到电容的工作点最高的问题后，通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。
首先，电容等效成电容、电阻（ ESR ）和电感（ ESL ）的串联。
关于此请参考其他资料，接下来演示电容寿命计算步骤：1 、纹波电流计算，纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数，在设计电容时候，我们必须首先确定下来电流的纹波大小，这和设计规格和具体拓扑结构相关。
铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压，我们在选择好具体拓扑结构后，根据规格要求得到最小的电容值：控制某一纹波电压所需的电容容值为：P: 负载功率（单位 W ）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。
f main是电网电流的频率。
电容的放电时间则为：充电电流的峰值为dU 是纹波电压（ U max – U min）则充电电流有效值：接下来计算放电电流峰值和有效值。
最后计算得出：整流模块后纹波电流：这个有效值只是纹波电流的计算式，在复杂的市电输入的情况下，我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值，也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加，才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波，也就是需要将电流傅立叶分解。
2 、计算功率损耗在得到纹波电流后，我们可以计算各阶电流的纹波损耗，然后将各阶纹波求和：3 、计算电容中心点温度得到功率损耗后，我们由电容的热等效模型（参考其他资料）计算中心点温度：其中：Th 电容为电容中心点温度 , 为电容最高温度，其值直接影响到电容寿命，是电容寿命计算公式中的重要参数。
Rth 为电容的热阻，其值和风速等有关 ,Ta 表示电容表面温度。
P Loss 为纹波电流的中损耗。
4 、计算电容寿命得到电解电容中心点最高温度后，我们可以计算电容的寿命，各个电容生产厂商会有不同的电容寿命的计算参数，也有不同的电容寿命修正值，现我们介绍阿列纽斯理论来计算电容寿命，其公式是说，电容工作没下降 10 度，其寿命增加一倍，反过来也就是电容温度升高 10 度，电容寿命减小一倍：Lop 为电容工作寿命，即设计寿命Lo 为电容在最大温度时的寿命Tmax 为电容的最大工作温度，在电容的说明书上会有电容的最大温度值Th 为电容的实际工作时候的温度，也即以上计算出来的电容中心点温度。
开关电源电容电压怎么选择开关电源输出电容如何确定
开关电源电容电压怎么选择开关电源输出电容如何确定导读：开关电源是指利用现代电力电子技术来使开关的流通与闭合的时间点，从而维持电压的稳定、保持电流正常输出的一种电源器件。
开关电源的核心元件是脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET。
人们常说的开关电源电容电压是什么，开关电源电容电压怎么选择，带着疑问跟随小编来学习开关电源电容电压怎么选择以及开关电源输出电容如何确定吧!请往下看。
开关电源电容开关电源电容电压怎么选择开关电源电容电压怎么选择，电容器在电源中最重要的应用是在存储能量、浪涌电压保护、EMI抑制和控制电路等方面。
我们可以了解到针对不同的应用领域，这些电介质技术彼此竞争或互为补充的关系。
开关电源电容电压怎么选择，储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。
电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000ΜF之间的铝电解电容器。
根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。
开关电源电容电压怎么选择，要选择合适的电容值，需查看其额定直流电压、允许的电压波纹和充/放电周期。
但是，在选择用于该应用的电解电容器时，应当考虑以下参数。
典型电源中的电容器波纹电流为各个频率上的波纹电流的组合。
波纹电流的RMS(均方根)值决定了电容器的温升。
开关电源电容电压怎么选择，常见的一个错误是通过把各个频率上的波纹电流的平方值相加来计算RMS电流负载。
实际上，必须考虑到随着波纹频率的增加，电容器的ESR下降。
正确的做法是根据波纹因子的频率图估算出高频(到100HZ)时的波纹电流。
采用估算的电流平方值来确定波纹电流。
这才是真实的电流负载。
由于环境温度决定着负载条件下的电容器寿命，因此，那些声誉卓著的制造商们均精确定义了波纹电流负载、环境温度与概率寿命之间的关系。
在实际工作条件下，利用波纹电流负载和环境温度来确定概率寿命，而将公布的概率寿命作为绝对值。
开关电源的设计与电容选择知识共93页
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择
开关电源“Y电容”的计算及RS485的上下拉电阻的选择开关电源中的“Y电容”是为了减小开关电源输出过载时的瞬态电流冲击和嘈杂干扰而设计的。
通常情况下，选择合适的“Y电容”需要考虑以下几个因素：容值、击穿电压、温度系数和尺寸。
首先，容值的选择是关键因素之一、一般来说，容值越大，能提供的滤波效果越好。
但是容值过大会增加开关电源的体积和成本。
根据经验公式，可以按照开关电源输出电流的10%~20%选择“Y电容”的容值。
例如，如果开关电源的输出电流为2A，则“Y电容”的容值可选为0.2μF~0.4μF。
其次，击穿电压也是需要考虑的因素。
击穿电压应大于开关电源的工作电压，以确保电容不会因电压过高而受到损坏。
通常情况下，开关电源的工作电压是稳定的，因此可以选择击穿电压稍高一些的电容。
温度系数是指电容器的容值随温度变化的程度。
一般来说，电容器的温度系数应小于或等于50ppm/℃，以保持其在工作温度范围内的稳定性。
另外，尺寸也需要根据开关电源的设计要求进行选择。
一般来说，体积越小越好，但不应过小以影响电容的性能。
关于RS485的上下拉电阻的选择，需要根据总线长度、负载电阻和传输速率来确定。
首先，总线长度对于RS485通信的稳定性和可靠性非常重要。
一般来说，总线长度越长，所需的上下拉电阻阻值越大。
通常，上拉电阻和下拉电阻的阻值可以选择在120欧姆到240欧姆之间。
其次，负载电阻也是需要考虑的因素。
在RS485总线上，每个节点都会有一个负载电阻。
负载电阻的阻值决定了总线上的电流和驱动能力。
一般来说，负载电阻的阻值应与上拉电阻和下拉电阻相匹配，通常为120欧姆。
最后，传输速率也会对上下拉电阻的选择产生影响。
传输速率越高，对总线的阻抗匹配要求越高。
较高的传输速率通常需要较低的上下拉电阻阻值，以保证信号的传输质量。
根据经验公式，可以按照传输速率与带载能力之间的关系来选择合适的上下拉电阻阻值。
在选择RS485的上下拉电阻时，还需要考虑其他因素，如电缆类型、传输距离和环境条件等。
开关电源设计电容和电感的选取标准
开关电源设计电容和电感的选取标准下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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EPCOS的B43697电子镇流器用 铝电解电容器的过电压寿命特性
铝电解电容器的寿命与温度、纹波 电流的关系
！
三、开关电源中的铝电解电容器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 输入整流滤波 2 输入旁路 3 输出整流滤波
（一）输入整流滤波电容器的作 用
1 平滑整流后电压，需要足够的电容量、 吸收来自于整流输出的纹波电流 2 平滑并支撑PFC输出电压 3 为后面的逆变器提供低阻抗，旁路来自于 逆变器高频纹波电流
按寿命小时数铝电解电容器可以分为： 一般用途（常温，3年以内）：1000小时 一般用途（常温，希望比较长的时间）： 2000小时以上 工业级：更长的寿命小时数
影响铝电解电容器寿命的的因素 （温度2）
温度每升高10℃，寿命小时数减半
影响铝电解电容器寿命的的因素 （电解液）
电解液的多与寡决定铝电解电容器的寿命
一个400V/100μF爪式引脚电解电容器允许流过的 纹波电流在0.5~0.7A左右，其额定纹波电流承受 值仅能满足60W以下的开关电源的滤波要求； 一个400V/470μF爪式引脚电解电容器允许流过的 纹波电流在1.7A左右，仅能满足150W以下的开关 电源的滤波要求； 对于220V输入电压等级，按1 μF/ W的选择将不 能满足电容器所能承受的纹波电流要求，至少要 达到3μF/ W 。 也可以采用多只小电容量电容器并联来满足纹波 电流要求。例如3只400V/100μF爪式引脚电解电 容器的纹波电流承受能力将比400V/470μF爪式引 脚电解电容器大。
应用铝电解电容器必须考虑的问题
铝电解电容器的失效
一、铝电解电容器失效的最主要 原因
电解液干涸！
1、电解液干涸的原因
电解液自然挥发 电解液的消耗
电解液自然挥发
电解液的挥发速度随温度的升高 电解液的挥发速度与电容器的密封质量有 关，无论在高温还是在低温条件下都要有 良好的密封性
电解液的消耗
漏电流所引起的电化学效应消耗电解液 铝电解电容器的寿命随漏电流增加而减少 漏电流随温度的升高而增加： 25℃时漏电 流仅仅是85℃时漏电流的不到十分之一 漏电流随施加电压升高而增加：耐压为 400V的铝电解电容器在额定电压下的漏电 流大约是90%额定电压下的漏电流的5倍。
（三） 工频输入整流滤波电 容器的选择
从整流滤波角度考虑滤波电容器
整流滤波所需要的电容量； 对于一般的开关电源对整流输出电压纹波 电压要求考虑： 220V交流输入条件下，需要滤波电容器为 1μF/ W ； 85~264V交流输入条件下，需要滤波电容器 为3μF/ W 。
滤波电容器吸收的纹波电流
电解液干涸的时间就是铝电解电 容器的寿命
2、影响铝电解电容器寿命的的因素 （温度1）
根据铝电解电容器的电解液的不同，铝电 解电容器的最高工作温度可分为： 一般用途：85℃ 一般高温用途：105℃ 特殊高温用途：125℃ 汽车发动机舱：140~150℃
影响铝电解电容器寿命的的因素 （额定寿命小时数）
（二）输入整流滤波电容器 需要多高耐压？
85~264V交流输入对应最高整流输出电压 约370V可以选择耐压为400V的铝电解电容 器 带有PFC的整流滤波输出电压380~420V， 以选择耐压为450V的铝电解电容器
为什么不能用400V耐压的铝电解电 容器？
主要考虑的是高温下在额定电压或高于额 定电压尽管铝电解电容器可以工作，不会 击穿，但是由于在高温下漏电流的高幅值 漏电流会明显缩短铝电解电容器的寿命
钽电解电容器主要有
“标准”钽电解电容器，一般性能的开关电 源整流输出和电子线路电源旁路 低阻钽电解电容器，可以使整流输出滤波 性能比“标准”钽电解电容器好，可以承 受更高的纹波电流 超低阻钽电解电容器，性能比低阻钽电解 电容器还好，特别适用于高频DC/DC模块 聚合物钽电解电容器，只是很低电压的应 用，具有电解电容器最低的阻抗喝醉高的 纹波电流承受能力
（四）DC/DC变换器输入旁路电容器
作用：电源旁路，阻止变换器产生的高频 纹波电流进入供电电源
（五）输出整流滤波电 容器 需要注意的问题
输出整流滤波电容器
对输出滤波电容器的基本要求： 1. 在不太高的开关频率时，为了滤除开关 频率下的纹波电压/纹波电流，需要考虑足 够的电容量，这时只能选择电解电容器； 2. 为了滤除更高频率的纹波电压/纹波电流， 要求输出整流滤波电容器应具有尽可能地 的ESR、ESL。
开关电源中的电解电容器的选 择与应用
电解电容器是开关电源中的非常关 键的元件
通常，开关电源的可靠性取决于电解电容 器的性能与选择 电解电容器可以分为铝电解电容器、钽电 解电容器和聚合物电解电容器
铝电解电容器又可分为
高频低阻抗电解电容器，主要用于开关电 源输出滤波，以及DC/DC变换器和高电源 纹波电流电子线路的电源旁路 高压电解电容器，主要用于开关电源输入 整流滤波 聚合物电解电容器：，主要用于开关电源 输出滤波 普通用途电解电容器，主要用于一般低电 压50Hz的整流滤波，电子线路的电源旁路
影响铝电解电容器寿命的的因素 （应用条件）
高温缩短铝电解电容器寿命 高纹波电流缩短铝电解电容器寿命 工作电压过高缩短铝电解电容器寿命
二、影响铝电解电容器寿命的 参数与应用条件
工作电压与漏电流的关系
工作电压与漏电流的关系
CDE生产的450V/4700μF/85℃铝电解电容 器的漏电流与施加电压的关系
温度与漏电流的关系
CDE生产的450V/4700μF/85℃铝电解电容 器的漏电流与环境温度的关系
温度、电压、纹波电流共同作用对 寿命的影响
以EPCOS的B43697电子镇流器用铝电解 电容器为例。 在不同的电压与温度条件下的铝电解电容 器寿命不同
EPCOS的B43697电子镇流器用 铝电解电容器降额寿命特性
对于电容输入式滤波，滤波电容器吸收的 纹波电流有效值大约为整流输出电流平均 值的2~3倍！大约为15~20mA/W。 不同的电路拓扑所产生的开关频率的纹波 电流是不一样的。 反激式开关电源约为12mA/W；单管正激式 开关电源约为10mA/W；桥式、推挽式开关 电源约为7mA/W。
电解电容器能够承受的纹波电流